锻造加工工艺说明书

工艺设计说明书
设计题目：轴自由锻工艺设计说明
班级：机097班
设计人学号：40940406
设计人姓名：刘晓超
指导教师：张锁梅贾志新
2011年9月
目录
一．锻件加工余量、余块、公差二．毛坯质量和尺寸的计算三．确定变形步骤、温度和冷却四．设备的选择五．参考文献
锻件加工余量、余块、公差:
1. 锻件毛坯类型：
该零件为台阶轴类零件，材料为 45号钢，主要用于传动和支撑，在工作当 中需要承受较大的载荷和强度，因此需要用热变形工艺锻造进行加工，使其纤维 方向和应力方向一致，提高零件性能。

由于是台阶轴类零件，所以毛坯类型为 45号圆钢。

2. 锻件加工余量、余块、公差的计算： 机械加工余量
为保证零件机械加工尺寸和表面粗糙度， 在零件外表面需要加工部分，留一 层作机械加工的金属，这部分称为机械加工余量。

锻造余块
在锻件某些地方添加一些大于余量的金属体积，以简化锻件外形及锻制过 程，这些添加的金属体积，称为余块。

锻造公差
锻件的实际尺寸，不可能正好达到锻件基本尺寸的要求， 允许有一定限度的 偏差，超过基本尺寸的称上偏差，小于基本尺寸的称下偏差。

上、下偏差的代数 差的绝对值称为锻件公差。

锻件图是编制锻造工艺、设计工具、指导生产和验收锻件的主要依据。

它是 在零件的基础上考虑加工余量、锻造公差、锻造余块检验式样及操作用夹头等因 素绘制而成的。

此零件的总长为105伽，最大直径为© 30伽,根据 GB/T15826.7-1995《台 阶和凹档的锻出条件》技术要求规定，该轴锻出台阶和凹档的最小长度为 100mm 所以左右两边均为一层台阶•
根据JB4249.2-86《台阶轴类锻件机械加工余量与锻造公差》技术要求规定， 该轴的加工余量为7,极限偏差为2.
119屈
阶梯轴类锻件机械加工余t±与公是
所以，锻件总长L=105+7X 2=119土 4伽；
L1=42± 2 mm ； D1=16+7=2± 2 m ； L2=5+7X 2=19土 4 m ； D2=30+7=3± 2 m ； L3=58± 2 m ；
D3=20+7=2± 2 m ；
余量和公差的选择应考虑锻件的材料、形状尺寸、现有设备、
生产批量等因素。

毛坯质量和尺寸的计算:
1. 毛坯质量的计算：
坯料质量包括锻件本身的质量、加热时氧化烧损、切头时的损失及冲孔时的 芯料损失等。

即：
m 坯=m
锻+ m
烧
+m 芯+m
切
口坯一一坯料的重量;
m
锻一一锻件的重量;
加热时坯料表面氧化而烧损的质量;
m
芯——冲孔芯料的质量；
m
切一一在锻造过程中修切端部产生的料头金属的质量
计算锻件本身的质量:
m 锻=
左端锻件的长度 左端锻件的直径 中间锻件的长度 中间锻件的直径 右端锻件的长度 右端锻件的直径
式中m锻--锻件质量；
Y--锻件材料的密度（kg/dm3 ）取7.85kg /dm3 ;
V --锻件的体积（dm3 ）;
=4(2.3 2X 4.2 + 3.72X 1.9 + 2.72X 5.8) X 7.85
=0.558 kg
根据45钢的塑性、强度、导热及膨胀系数、组织特点、加热变化等特点, 可以确定米用室式煤炉三次加热。

根据< 坯料在加热过程和锻造过程中损耗量的计算>可以得出:
室式煤炉心=2.5%〜4%
K
l适用于一次加热，如果需多次加热，每增加一个火次，系数增加0.5 K i
故取K l=3.5%
m
烧=K i X m锻=3.5%X 0.558=0.019 kg
对于圆形截面：
m 切=(1.5~1.8)X D13
其中：D1 （d m）为切头部分的直径取系数为1.8
3=1.8 X 2.7 3=0.035 kg
m
切=1.8 X D
因为没有冲孔，所以m芯=0
所以，m坯=m锻+ m烧+m烧
=0.558+ 0.019+0.035
~ 0.612 kg
2. 坯料尺寸的计算：
轴类零件一般采用拔长的方式锻造，拔长后的最大截面部分应达到规定的锻 造比要求，即：
F
坯-
y
* F
max
F 坯一一坯料截面积；
F max ――经过拔长后的最大截面积。

其中：y 钢型材》1.3〜1.5 取y=1.3 所以，采用圆截面坯料时：
D 计- \ y
D max
其中：D
max ――经过拔长后的最大直径。

D
计 > J.3 X 37=42.2 伽
又根据热轧圆钢直径(GB702-72查找，可知：坯料应选用直径为 ①45的 圆钢。

即:
毛坯实际直径应为D 坯=45mm
热轧圆创巴径(G B / T702——1996)
5 5,5
6 6,5 7
8 9
10 11 12
13
15
16 17 18 19 20 21 22
23 24 25
26 27
28 29 30 31
32 33 34 35 36 鶉 40 42
4& 43 50
52
&& 56 58
&0 63
65
6&
70
75
£0
E5
90
95
100 105
110
115
120
125
坯料长度的计算:
3
d m
0. 452
综上所述：坯料尺寸为①45x49 m
L=
0. 071
=0.490dm =49 mm
v 坯
三.确定变形步骤、温度和冷却：
在切削加工之前，毛坯主要是自由锻制造，其中要经过拔长、压肩、修整等工序。

通常采用比较法编制工序。

对锻件图与所选坯料进行比较，分析其差异，初步定出基本工序；分析其不足及是否进性和经济性，结合工艺习惯增设工序。

锻造变形步骤为：
1.下料
\
\
2.整体拔长
3.压肩
S \
\
4.拔长切去余料
5.右边压肩
6.拔长切去余料
锻造温度范围是指锻件由始锻温度到终锻温度的间隔。

确定锻造温度的基本原则，是保证金属材料在锻造温度范围内具有良好的塑性和较低的变形抗力，能锻出优质的锻件。

齐类合金的锻造淋度范闱
该轴所用的材料为45号钢，查表得:
始锻温度为：
1200~1250
终锻温度为：
800
锻造温度范围为:
400~500
锻件在锻后冷却时，按冷却速度分为空冷、坑冷和炉冷。

由于此锻件属于中小型锻件，而且所用材料塑性较好，所以采用空冷即可。

四.设备的选择：
选定锻造设备的依据是锻件的材料、尺寸和质量。

设备吨位太小，锻件内部锻不透，质量不好，生产率也低；设备吨位过大，不仅造成设备和动力的浪费，而且操作不便、不安全。

白由锻擁的锻造能力范审
坯料尺寸为①45x49伽坯料质量为0.612 kg
故根据《自由锻锤的锻造能力范围》查得设备应用0.25t的自由锻锤
参考文献：
1、丁德全主编《金属工艺学》机械工业出版社，2010.1
2、邓文英、宋力宏主编《金属工艺学》（第五版）
高等教育出版社，2008.4
3、张学政，李家枢主编《金属工艺学实习教材》（第三版）高等教育出版社，2003
4、张万昌主编《工程材料及机械制造基础（n）》-《热加工工艺基础》高等教
育出版社，1991.5
5、吴宗泽、罗圣国主编《机械设计课程设计手册》（第三版）高等教育出版社，
2007.11。