连接节臂锤锻工艺及模具设计.doc

锻造工艺及模具（CAD/CAE）设计 日期：2011年11月---2011年12月 连接节臂锤锻工艺及模具设计 摘要:本项目主要研究连接节臂的锤锻工艺及模具设计，具体内容包括零件图二维、三维建模，冷热锻件二维、三维建模，设备吨位选择，飞边槽的形式和尺寸确定，绘制计算毛坯图，制坯工步的选择，制坯型槽设计，预锻型槽设计，终锻型槽设计，锻模结构设计，模锻工艺流程。 1、零件图二维、三维建模 1.1零件图 1.2三维建模 2、2、冷热锻件二维、三维建模 2.1冷锻件图设计 2.1.1确定分模面 根据锻件形状及相关选取原则，采用上下对称的直线分模。 2.1.2确定公差和加工余量 1、估算锻件质量：按增加15%约为2.1kg。 2、连杆材料为45钢，即材质系数为 。 3、锻件的形状复杂系数： 查得为三级复杂程度 。 4、锻件精度等级：普通级。 5、由相关手册查得 锻件表面加工余量1.7~2.2mm，取2.0mm； 锻件内孔直径单边机械加工余量2.0mm； 模锻件的长、宽、高的公差及极限偏差为： 错差公差：0.8mm； 残留飞边公差0.8mm。 2.1.3确定模锻斜度 查相关手册得：拔模斜度内侧为7°外侧为5°。 2.1.4确定圆角半径 查相关手册得：各部位圆角半径R=2mm。 2.1.5冲孔连皮尺寸 由孔径d=50mm，故选用平底连皮形式，由公式: 得厚度s=5mm。 内圆角半径 R1=5mm。 2.1.6技术条件 1.图上未标注的圆角半径R=2mm； 2.允许的错移量0.8mm； 3.允许的残留毛边量0.8mm； 4.允许的表面缺陷深度0.5mm； 5.锻件的热处理：调质HRC35~40； 6.锻件的表面清理：为便于检查淬火裂纹，采用酸洗。 2.2复杂系数校核 根据已画出的三维冷锻件图的实测体积： V=305877mm ； 求得锻件质量为2.4kg； 锻件的形状复杂系数： 查得为二级复杂程度S2。 由相关手册重新查得： 锻件表面加工余量1.7~2.2mm，取2.0mm； 锻件内孔直径单边机械加工余量2.0mm； 模锻件的长、宽、高的公差及极限偏差为： 错差公差：0.8mm； 残留飞边公差0.8mm。 通过比较发现：校核前后只是锻件各个尺寸的相关公差发生了变化，其它相关参数并未发生改变，对形状复杂系数等无影响。故不需再进行进一步校正，最后锻件图各尺寸按校正后确定。 2.3冷锻件图二、三维建模 二维图 三维建模 2.4热锻件图设计 热锻件图以冷锻件图为依据，但又有所区别，考虑到金属冷缩现象，热锻件图上的所有尺寸应计入收缩率，即按下式计算热锻件图尺寸： L=l（1+δ） 45钢的δ取0.8%~1.5%， δ=1% 热锻件图的二维图 三维图 3、设备吨位选择 3.1、锻件的主要技术参数： 锻件在平面上的投影面积：A=17024mm2 锻件的周边长度：S=721mm 锻件的体积：V=305877mm3 锻件质量：m=2.4kg 3.2、确定锻锤吨位： 按双作用模锻锤吨位经验公式： G=（3.5~6.3）K×F 取K=1.0，系数为6.0， G=1107.98kg 选用1.5t锤。 4、飞边槽的形式和尺寸确定 毛边槽是开式模锻终锻型槽必不可少的一部分，它的作用有以下几点： 造成足够大的水平方向阻力，使金属充满型槽，保证锻件尺寸准确。 缓冲锤击。 容纳多余金属。 我们选用图4-63毛边槽形式I，桥部设在上模块上，温升少可以减轻桥部磨损避免压塌。 形式及具体尺寸如下： h/mm h1/mm b/mm b1/mm R1/mm F/mm2 V/mm3 1.6 4 8 25 1 130 36338 5、绘制计算毛坯图 5.1绘出计算毛坯直径图和计算毛坯截面图 如下图所示，在冷锻件图上选取五十多个具有代表性的截面，并计算各截面的面积 ，绘出计算毛坯直径图和计算毛坯截面图。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。截面图及修正前后的图形如下： 截面图 简化前后计算毛坯直径的比较 简化前后毛坯截面图