锻造模具课程设计

1、原始数据

如图1，是锻件的零件图

生产条件：在1吨模锻锤上模锻。

材料:45钢。

图1 零件图

2、锻件图的设计计算

（1）确定分模位置

为了便于脱模，如图1选锻件的最大投影面A-A为分模面。（2）确定机械加工余量和公差

1）计算锻件质量m

m==836908.125*7.85*0.000001=6.57kg

其中：----材料密度；-----锻件各部分几何形状的体

积之和。

2）计算锻件复杂系数C

C =V锻/V外=0.31

C在0.16~0.32范围内，所以复杂系数为S3级。3）分模线形状采用平直分模线。

4）材质系数M

45钢含碳量c%=0.42~0.50%<0.65%

M级。

所以材质系数为

1

5）由表2-2、表2-3查得零件加工余量

锻件厚度余量2.0~2.5mm，取2.5mm。

锻件水平方向余量2.0~2.5mm，取2.5mm。

6）根据m、C、M，由表2-4、2-6查公差

锻件尺寸223mm，公差4.0(+2.7 -1.3)；

锻件尺寸53mm，公差2.8(+1.9 -0.9)；

锻件尺寸40mm，公差2.8(+1.9 -0.9)；

厚度尺寸125mm，公差3.6(+2.7 -0.9)；

厚度尺寸55mm，公差3.2（+2.4 -0.8）；

厚度尺寸30mm，公差2.5（+2.0 -0.5）；

错差1.2mm；

残留飞边公差1.2mm；

表面缺陷，不允许超过1.2mm。

（3）确定模锻斜度

取外表面拔模斜度7o。

（4）圆角半径

外圆角半径r=余量+a=2.5+0=2.5mm，取r=3mm。

内圆角半径R=（2~3）r，根据需要，取R=8mm。

综上得，锻件图如下：

图2 冷锻件图

3、终锻模膛设计

（1）根据冷锻件图，绘制热锻件图

热锻件图依据冷锻件图设计，热锻件图上的尺寸应比冷锻件图上的相应尺寸有所放大。理论上加放收缩率后的尺寸L 按下列公式计算： ()1L l

δ=+

其中，l 为冷锻件尺寸，δ为终锻温度下金属的收缩率，钢为 1.2%~1.5%，取 1.4%δ=。代入上式，计算出热锻件图上相应的尺寸，并绘制热锻件图，如图3：

图3 热锻件图

（2）飞边槽的设计计算

选用I 型飞边槽，选用飞边槽的尺寸为：

1）飞边槽的桥部高度

h=1.6mm

桥部宽度

b=（4~6）h=8~12mm

取b=8mm

2）查表确定仓部尺寸

仓部高度

14

h mm =

仓部宽度

125

b mm

=

圆角半径 r=1.5

F飞=126mm2

飞边体积：V飞=367.64*0.5*126=23161mm3

(3)选择钳口尺寸B=70mm h=30mm Ro=10mm,L=60mm

钳口颈尺寸b=8mm a=1.5mm

钳口颈长度 L=15mm

4、制坯工步的选择及制坯模膛的设计

（1）经过分析，此长轴类锻件采用拔长-终锻工步。

（2）计算毛坯

1）A计=A锻+2ηA飞

（A计—计算毛坯的断面积；A锻—模锻件的断面积；η—飞边

充满系数(在此取0.4)；A飞—飞边槽的断面积。）

h计=A计/M(M取4mm2/mm)

d计=1.13√A计

2）V计=V锻+V飞=836908.125+23161≈860069mm3

A均=V计/L计= 3772.2mm2

d均=1.13√A均=69.4mmm

3)确定计算毛坯的头部和杆部。用虚线绘出平均

截面图和平均直径图。

4）绘制计算毛坯图。根据锻件的形状特点，共选取3个截面分别计算：A计，h计，d计。

如表1、图4。

表1 计算毛坯（单位mm）

图4 计算毛坯图（3）确定下料尺寸

1）坯料截面积

A坯=(1.05~1.2A均

确定坯料的截面尺寸，取系数1.1，则

A坯=1.1A均=4149mm2

2）坯料直径

d坯=1.13√（A坯）=72.8mm

实际取d坯=73mm

3）坯料体积

V坯=V体（1+δ）=860069*（1+3%）=885871mm3

δ为烧损率

4)坯料长度

L坯=V坯/A坯=885871/（π/4)*4149=272mm

（4）拔长模膛设计

1）拔长坎的高度a

a=k1dmin=33.12

2）拔长坎长度c

c=k3d坯=109.5mm

3）模膛宽度B

采用直排B=k4d坯+15mm=109.9mm

4)其余尺寸

R=0.25c=27.4mm

R1=2.5c=273.8mm

e=2a=66.2mm

L=L拔+5=233mm

5、锤上锻模结构设计

(1)锻模紧固方法

锤上锻模紧固在下模座和锤头上，采用楔铁和定位键

配合燕尾紧固的方法。

（2）模膛的布排

因为此锻模不需预锻模膛，且零件为中心对称，故终锻模膛中心位置应在锻模中心处。 （3）锁扣的设计

25h mm =， 35b mm =， 0.3mm δ=

5α=o ， 13R mm =， 25R mm = （4）确定模膛壁厚

S1=1.2×62.5=75mm S2=1.7×22.5=38.25mm S3=2×15=30mm （5）模块尺寸的确定

由吨位设备1t ，查得锻模允许的最小承击面积 2min 300A mm =

综合考虑模膛布排、飞边槽、锁扣及镦粗台设计要求等方面

的因素，可取模块尺寸 L=435mm B=350mm 此时的承击面积为

22215014515069987435350110mm A π-⨯-==⨯-⨯ 此时 min A A >，满足要求。 （6）模块高度

上模块高度：H=180mm

下模块高度：H=180mm