锻造说明书

课程设计说明书
课程：轴的自由锻工艺设计说明书
姓名：董震
班级：工业工程1001班
学号： 10412106 指导教师：张锁梅
课题完成时间： 2012/7/2至2010/7/3
目录
一．锻件加工余量、余块、公差
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二．毛坯质量和尺寸的计算
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三．确定变形步骤、温度和冷却
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四．参考文献
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一．锻件加工余量、余块、公差：
1.概念
①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。

②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。

③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。

2.计算
由零件图可知，零件总长为275mm，处于0-315mm的范围，零件最大直径为70mm，处于50-80mm的范围，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8，极限偏差为3.
所以，锻件总长L=275+8×2=291±6㎜；
左端锻件的长度L1=42±2㎜；
左端锻件的直径D1=16+7=23±2 ㎜；
中间锻件的长度L2=5+7×2=19±4㎜；
中间锻件的直径D2=30+7=37±2 ㎜；
右端锻件的长度L3=58±2 ㎜；
右端锻件的直径D3=20+7=27±2 ㎜；
余量和公差的选择应考虑锻件的材料、形状尺寸、现有设备、生产批量等因素二．锻件图
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。

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.
锻件加工余量、余块、公差的确定
根据零件图可知，零件总厂L=198mm，处于0-315mm的范围，零件最
大指令D=42mm，处于0-50mm的范围，故余量a=7±2,画出锻件图。

根据锻件图计算坯料质量和尺寸
G坯=G锻+G烧+G切
G锻=π/4 X（0.49²X1.4+0.37²X0.72）X7.85
=2.86kg
G烧=K1G锻=0.025X2.86kg
=0.0715kg
G切=1.5D1³+1.5D2³=1.5X0.49³+1.5X0.37³=0.2525kg
G坯=G锻+G烧+G切=3.184kg
坯料直径的计算：
轴类件的计算：D计≥Y½X D max
Y钢型材≥1.3~1.5
L=？
取锻造比Y=2
经过拔长后的最大直径D max=49mm
坯料的直径计算:D计==66.6mm
查表得,选取坯料直径D=68mm
坯料长度: L=V坯/F=111.7mm
查表得,选取配料直径115mm
从而确定坯料尺寸为Φ68X115mm
选定设备吨位，参照表此锻件属于圆轴累，应选用0.25t自由锤一、变形步骤、温度和冷却
变形步骤：1）下料2)拔长3）压肩4）局部拔长5)滚圆
6）切断修正
(1) 下料
根据计算所得的坯料尺寸，使锯床切下一段长为115mm
直径为68mm的圆钢。

(2) 拔长
根据锻件图，利用圆口钳将坯料拔长至直径为49mm。

（3）压肩
由于锻件图上锻件左右两部分直径不同，所以需要利用圆口钳上、下平砧和三角刀在据锻件左端140mm出压肩。

（4）局部拔长
由锻件图可知需要利用圆口钳上下平砧对锻件右端从
压肩处局部拔长至直径Φ37mm。

（5）滚圆
由锻件图可知需要用圆口钳将锻件修整圆滑
（6）切断
在保证锻件总长的前提下用剁刀对锻件两端进行切头,最后在圆弧垫铁上对锻件进行修整使之达到尺寸要求。

经查表得： 锻造过程中的锻造温度范围为800~1200℃。

冷却方法为空冷。

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:
坯m =锻m +烧m +芯m +切m
坯
m ——坯料的重量； 锻
m ——锻件的重量；
烧
m ——加热时坯料表面氧化而烧损的质量；
芯
m ——冲孔芯料的质量；
切
m ——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＝ γ V
式中 m 锻--锻件质量；
γ--锻件材料的密度（kg/dm3 ）取7.85kg /dm3 ； V --锻件的体积（ dm3 ）；
锻
m =
4
(2.32×4.2＋3.7²×1.9＋2.7²×5.8)×7.85
= 0.558㎏
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，可以确定采用 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1K =2.5%～4%
1K 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0.51K 。

故取1K =3.5%
烧
m =1K ×锻m
=3.5%×0.558=0.019 ㎏
对于圆形截面：
m 切=（1.5~1.8）×D 13
其中：D 1 （d m ）为切头部分的直径 取系数为1.8
切
m =1.8×33D =1.8×2.7³=0.035㎏
因为没有冲孔，所以芯
m =0
所以，坯m =
锻
m +
烧
m +
烧
m
=0.558+ 0.019+0.035 ≈0.612㎏
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：
max F y F ∙≥坯
坯F ——坯料截面积；
max F ——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：
max D y D ≥计
其中：max D ——经过拔长后的最大直径。

计
D ≥3.1×37=42.2 ㎜
又根据热轧圆钢直径（GB702-72）查找，可知：坯料应选用直径为Φ45的圆钢。

即： 毛坯实际直径应为D 坯=45mm
坯料长度的计算：
坯v =
γ
坯
m =0.612/7.85=0.078m
d 3
L= A v 坯=
2
5
4.04π071.0⨯=0.490dm =49㎜
综上所述：坯料尺寸为Φ45x49㎜
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
4.拔长切去余料
5.右边压肩
6.拔长切去余料
7.修整
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。

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。