拉臂杆锻造工艺

指导教师：金淼组长：徐常富组员：王正伟王猛孙继亮汇报日期：2011年12月15日锻造工艺学及模具设计课程项目拉杆臂的模锻工艺及模具设计目录1、零件图2、锻件图设计3、冷热锻件图4、锻锤吨位确定5、毛边槽形式和尺寸确定6、绘制计算毛坯图7、繁重系数计算8、工序设计9、毛坯尺寸计算10、钳口尺寸设计11、制坯型槽设计12、终锻型槽设计13、锻模结构设计14、三维动画二维零件图三维零件图锻件图设计1、确定分模位置：根据拉杆臂形状，采用上下对称直线分模。2、确定余量与公差：拉杆臂材料的材料为45钢，即材质系数为M1，锻件形状复杂系数外廓包容锻WWSW=ρv,经计算：W外廓包容=3.4kg,W锻=1.52kg查表4-3为2级复杂系数S2(检验根据后来测出锻件质量1.4kg计算仍为2级复杂系数S2)447.04.352.1外廓包容锻WWS367.082.34.1外廓包容锻WWS3、根据锻件质量1.52kg(1.4kg)，普通级形状复杂系数S2，材质系数M1。查GB/T12362-2003普通级得锻件错位公差0.6mm残留飞边公差0.7mm水平方向单边加工余量根据尺寸0~3151.7-2.2mm取2mm长度方向：180~315mm公差2.5mm上偏差﹢1.5mm下偏差﹣0.8mm宽度方向：30~80mm公差1.8mm上偏差﹢1.2mm下偏差﹣0.6mm厚度方向：0~18mm公差1.4mm上偏差﹢1.0mm下偏差﹣0.4mm30~50mm公差1.8mm上偏差﹢1.4mm下偏差﹣0.4mm4、零件自然斜度7°，满足锻造拔模斜度5、锻件头部外侧圆角r=2mm1）未注明模锻斜度为7°2）锻件允许错移量0.6mm3）锻件允许残留毛边量0.7mm4）表面缺陷不得深入到自锻件表面算起0.7mm范围以内。5）锻件调质处理HRC40~506）未注圆角R26、技术要求：一、绘制锻件图三维锻件图热锻件图设计热锻件图考虑金属热胀冷缩现象，其尺寸应按冷锻件图尺寸加上收缩率L=ι(1+δ)查得钢的收缩率为0.8%-1.5%拉杆臂材料45钢，取δ=1.5%热锻件图与冷锻件图形状基本相同，考虑到杆部形槽突出容易磨损，所以热锻件图的杆部高度尺寸减小0.3mm。二维热锻件图三维热锻件图（1）锻件在平面上投影面积S=7620mm²（2）锻件周边长度532mm（3）锻件体积180cm³（4）锻件质量1.4kg二、计算锻件主要参数三.确定锻锤吨位按1-2吨锤初选飞边桥部宽度25mm按双作用模锻锤选择G=(3.5~6.3)KF总查表4-10K=1.0，选择系数为4。G=1.0×4×209.2＝836.8kg选择1.0t锤校验：根据公式G=α·β·F件查表4-12α=1β=0.09F件=7620mm²G=1×0.09×7620=685.8kg＜1.0t所选锤符合要求22.209100255327620cmF总四、确定毛边槽形式及尺寸选用图4-63毛边槽形式“I”查表4-14按吨位确定毛边槽尺寸为h桥=1.6mmh1=4mmb=8mmb1=25mmR=1mmFk=126cm²查出锻件形状较简单的毛边槽充满系数0.3-0.5取0.5,毛边槽体积V毛=L周长KFk=532×0.5×126＝33520mm³毛边槽图形五、绘制计算毛坯图1.V计=V锻+V毛=180000+33520=213520mm³2.平均截面积3.平均直径211.993215213520mmLVF计均mmFd61.3513.1均均截面情况计算毛坯截面积图截面积图050010001500200025003000050100150200250长度/mm截面积/mm²计算毛坯直径图直径图-40-30-20-10010203040050100150200250长度/mm直径/mm由于测出的计算毛坯图有些地方过渡太急，有尖角，所以需要对计算毛坯图进行修正，根据体积不变原理，把过渡处的尖角根据面积相等改成大圆角过渡，有利于金属的流动和锻件的成形。修正后的图形如下：计算毛坯图修正修正后的计算毛坯截面积图修正后截面积图050010001500200025003000050100150200250长度/mm截面积/mm²修正后的计算毛坯直径图-40-30-20-10010203040050100150200250长度/mm直径/mm直径图直径图直径图直径图截面图前后对比修正前后截面积对比图050010001500200025003000050100150200250长度/mm截面积/mm²直径图前后对比修正前后直径对比图-40-30-20-10010203040050100150200250长度/mm直径/mm两头一杆以距小头42.5mm处分界L总=215mmL计1=42.5mmL头1=30mmL杆1=12.5mmL头2=48mmL杆2=124.5mmdmax1=35.91mmdmin1=13.37mmdmax2=59.0mmdmin2=26.7mmd均=35.61mm繁重系数计算以大头计算确定工序V杆2=53915mm³d拐2=35.61mm66.161.3559max均αdd84.461.355.172均计βdL072.0-2min2杆拐LddK工序设计根据繁重系数和杆部斜率查图4-59确定工序为下料拔长闭式滚挤弯曲终锻毛坯尺寸计算拔长加滚挤联合制坯：F坯=(0.75~0.9)FmaxFmax=2730mm²取系数0.75得F坯=2047.5mm²坯料直径查材料规格实取d=55mmmmFd15.5113.1坯坯料长度计算：V坯=（V件+V毛）（1+δ）查表3-6，采用室式煤气炉加热δ=2.5％V坯=218900mm³坯料长度mmLFVL120'钳口尺寸确定根据锻件质量1.4kg查表4-17得钳口颈尺寸a=1.5mmb=6mmL≥0.5S=20mmS为壁厚根据坯料直径查表4-16得钳口尺寸B=100mmh=45mmR0=15mm拔长型槽设计选择直排式开式拔长形槽，各尺如下1)拔长坎高度2)拔长坎长度3)圆角半径R=0.25C=16mmR1=2.5C=160mmmmFK27.2151.5589.02均αmmdKC5.60551.1034)仓部深度e=1.2×d小头=1.2×35.92=43.1mm5)型槽宽度B=K4d坯+（10~20）=1.35×55+15.75=90mm6)长度L=L拔+5=180mm拔长型槽尺寸如下表拔长型槽图闭式滚挤型槽设计型槽高度h=µd计系数µ查表4-24得杆部µ=0.8头部µ=1.10拐点µ=0.95计算结果列于计算毛坯图数据表中型槽宽度且满足B杆≤（1.4-1.6）d0=55mmB头≥1.1dmax=66mmmmhFB2.3336.215.55827.127.1min杆杆由于：所以：滚挤型槽取头部宽度B头=80mm取杆部宽度B杆=55mm型槽长度：L=215mm5.1＞杆头BB钳口与毛刺槽尺寸钳口处尺寸：n=0.2d0+6=0.2×55+6=17mmm=(1~2)n=23mmR=0.1d0+6=0.1×55+6=11.5mm毛刺槽尺寸查表4-25得：a=6mmb=30mmc=25mmR3=6mmR4=6mm根据毛坯直径小于80mm确定型槽截面形状圆弧形滚挤型槽主要尺寸滚挤型槽外形图1、型槽高度h=(0.8-0.9)b锻结果计于弯曲高度计算表中2、型槽宽度取B=70mm3、凹圆面深度h1=(0.1-0.2)h=0.15×32=5mm4、间隙根据锤吨位查表4-27Δ=4mm弯曲型槽设计mmhFB8.632084.351570)20~10(min坯弯曲型槽图终锻型槽图锻模结构设计型槽壁厚确定模块尺寸确定紧固件尺寸壁厚由于R0.5hα20°查图4-113可得壁厚S=40mm模块选取模块高度和质量查表4-30170H240取H=200mm最大质量350kg模块最大宽度Bmax=520-2*20=480mm最小宽度Bmin=240+20=260mm由于型槽较多，取B=420mm模块最大长度一般不大于锤头长度L450mm取L=325mm燕尾尺寸燕尾图形楔铁尺寸查表4-35定位键尺寸定位键图形型槽排布有三个制坯型槽和一个终锻型槽，排布如下模具图三维下模三维上模