万向节叉锻造课设说明书

目录

1零件分析及工艺方案的确定 (1)

1.1零件分析 (1)

1.2工艺方案的确定 (1)

2 锤上模锻件的设计 (2)

2.1确定分模位置 (2)

2.2模锻斜度 (2)

2.3圆角半径 (2)

2.4技术条件 (2)

2.5计算锻件的主要参数 (2)

3模锻变形工步的确定 (4)

3.1绘制计算毛坯图 (4)

3.2 制坯工步选择 (4)

4确定坯料尺寸 (5)

5.确定锻锤吨位 (7)

6.锤锻模型槽设计 (8)

6.1确定毛边槽形式和尺寸 (8)

6.2确定钳口 (8)

6.3 确定终锻型槽 (9)

6.4 设计预锻型槽 (10)

6.5滚挤形型槽的设计 (10)

7锻模结构设计 (12)

8 锻前加热、锻后冷却及热处理要求的确定 (13)

8.1 确定加热方式，及锻造温度范围 (13)

8.2 确定加热时间 (13)

8.3 确定冷却方式及规范 (13)

8.4 确定锻后热处理方式及要求 (13)

9参考文献 (14)

1零件分析及工艺方案放的确定

1.1零件分析

零件为万向节叉，万向节叉是叉形件。是用在解决主动轴与从动轴轴心存在一定角度，允许被连接的零件之间的夹角在一定范围内变化，承受的转矩比较大，工作条件比较繁重，在不平行的情况下起到联结主、从动轴的作用的器件，也就是通过万向节主动轴将力矩传给从动轴。除了汽车的传动装置，在其他工业甚至民用传动领域的应用范围极为广泛，基本上，只要有以下情况均可使用：

①轴--轴不同心（两轴轴心线有偏角，理论使用：min 0~max 45度）的场合；

②轴--轴空间平行不相交或空间平行相交的场合；

③轴--轴空间夹角运行中变化的场合。

1.2工艺方案的确定

对零件的整体形状尺寸，表面粗糙度进行分析：头部构造比较复杂，只能锻造出其零件基本外形，其它孔部、球形滑槽及花键槽部分均以余块填充，之后再以机械加工做出具体形状，达到要求的零件形状；零件的机械加工精度应低于Ra1.6；零件的材料为40Cr，材料性能稳定。

2 锤上模锻件的设计

2.1确定分模位置

根据万向节叉形状，采用上下对称的直线分型模。 确定公差和加工余量

估算锻件体积为606 cm ³，万向节叉材料为40Cr ， 查得40Cr 的密度为：

3

40/85.7-=cm

g Cr ρ，则锻件质量约为：kg m 75.460685.7≈⨯==ρυ。即材质系

数为M 1。锻件形状复杂系数：b d V V S /=

式中 d V —锻件体积； b V —外廓包容体的体积。

则31.01955/606/≈==b d V V S ，为二级复杂系数S 3。 2.2模锻斜度

零件图上的技术条件已注明模锻斜度为7º。 2.3圆角半径

外圆角半径r=2+零件相应处圆角半径或倒角，内圆角半径=（2～3）r ，其余部位的圆角半径取1.5mm [4]。 2.4技术条件

（1）图上未标注的模锻斜度7º； （2）图上未表注的圆角半径R=1.5mm ； （3）允许的错移量0.6mm ； （4）允许的残留毛边量0.7mm ； （5）允许的表面缺陷深度0.5mm ； （6）锻件热处理:调质HB230—260；

（7）锻件表面清理:为便于检查淬火裂纹,采用酸洗。 根据余量和公差,绘制锻件图。

2.5计算锻件的主要参数

(1) 锻件在平面上的投影面积为8957mm 2;

(2) 锻件周边长度为654mm ;

(3) 锻件体积为606421 mm3;

(4) 锻件质量为4.75kg。

3模锻变形工步的确定

3.1 绘制计算毛坯图

根据连杆的形状特点,选取16个截面,分别计算F 锻,F 毛,F 计列于表2.1,并在坐标纸上绘出连杆的截面图和直径图（见附图）。为设计滚挤型槽方便,计算毛坯图按冷锻件尺寸计算。

截面图所围面积即为计算毛坯面积,得

3

7962007962100mm

V =⨯=计

（2.1）

平均截面积：

2

4.4796166796200mm

F =÷=均

则平均直径：

mm F d 26.7813.1≈=均均

按体积相等修正截面图和直径图（附图中双点划线部分）,修正后的最大截面积为7753mm 2,则最大直径为d max =99.4mm 。

3.2 制坯工步选择

计算繁重系数，选择制坯工步 38

.126.78/7.107max ===

均d d α

12

.226.78/166===

均

计d L β

此锻件应采用滚挤制坯工步。为易于充满型槽,应选圆坯料，闭式滚挤。模锻工艺方案为:闭式滚挤—预锻—终锻。

4确定坯料尺寸

1.根据滚挤联合制坯时公式：

均坯）（F 2.1~05.1F =

坯

F —毛坯截面积

均F —计算毛坯平均截面积;

锻件只有一头一杆时，应选较大的系数；锻件为两头一杆时，则应取较小的系数。

2.5755479620.1=⨯=坯F mm

2

2. 坯料长度：

根据坯料的制坯工步采用圆形坯料，其直径坯坯F D 13.1==85.73，查表取标准直径坯D =90mm 。烧损率δ取3%。 坯料的体积为：

V 坯=V 计（1+δ）=796200×（1+3%）=820086mm 3

mm D V L 1294

/90820086

4

/2

2

==

=

ππ坯

坯

取L 坯=150㎜,下料160mm 。