锻造工艺及模具设计后制动臂的制作项目报告.docx

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锻造工艺及模具设计后制动臂的制作项目报告

锻造工艺及模具（CAD/CAE）设计

姓名：

课题组的分工或贡献：

——总体设计，冷锻件图的设计，绘制计算毛坯图，二维图的绘制弯曲模膛、终锻模膛的设计，ppt的制作。

--设备吨位选择，拔长、滚挤型槽的设计、锁扣的设计

——三维图绘制，动画制作

-—吨位计算，飞边槽、钳口的设计，项目报告的部分整理

课程名称:

锻压专业课程设计

指导教师：

高士友

2011年11月-2011年12月

后制动臂的制作

（燕山大学机械工程学院）

摘要:

该零件为后制动臂，属于弯曲长轴类零件，采用40钢，根据零件形状、尺寸等,制坯工步为拔长、滚挤、弯曲，然后经过终锻，再后续经过机加工，制造出该零件.模锻过程分为10个大步骤：

画零件图、三维图、冷锻件图设计、设备选择、飞边槽的型式和尺寸确定、绘制计算毛坯图、工艺设计、制坯工布型槽设计、终锻型槽设计、锤锻模结构设计等.

前言：

此次课程目的是通过课程研究项目的实施，使同学们在掌握课本知识的基础上，结合CAD/CAM了解并掌握金属塑性流动的基本原理，锻造工艺的模具CAD设计的分析,使同学们具备设计体积成形模具的能力,提高查阅资料等应用已有知识解决问题的能力,掌握锻造工艺的方案制定，掌握锻件CAD设计和完成项目综合报告。

通过对这些任务的完成，更好地培养锻压专业学生的专业技术能力和综合素质.

后制动臂在很多方面都有着很重要的作用，比如摩托车、汽车等方面都有着重要作用.后制动臂在工作中承受的力比较大、形状尺寸要求比较严格，所以根据不同的机器，所需的后制动臂的一些性能也稍有差别。

对后制动臂做研究过程中，希望从中发现其更好的制作方案，以满足现代社会的需求。

1、零件二维图及设计要求…………………………………………………………………………3

2、零件图三维建模…………………………………………………………………………………3

3、冷锻件图设计……………………………………………………………………………………4

4、设备吨位选择……………………………………………………………………………………6

5、飞边槽的形式和尺寸确定………………………………………………………………………6

6、绘制计算毛坯图…………………………………………………………………………………7

7、工艺设计…………………………………………………………………………………………9

8、制坯工步型槽设计………………………………………………………………………………9

9、终锻型槽设计……………………………………………………………………………………13

10、锤锻模结构设计…………………………………………………………………………………14

1、零件图二维图及设计要求

2、零件图三维建模

3、冷锻件图设计

3.1确定分模面：

分析零件形状，根据分模面原则，分模面为弯曲分模，见点画线：

3。

2预算锻件的形状复杂系数S′

零件体积Vd=145466。

49mm³,零件外廓包容体的体积Vb=379300mm³

设材料利用率为65%，则锻件体积V′d=Vd/0.65=223794.6mm³，

形状复杂系数S′=V'd/Vb=0。

59

查表,该锻件为一般复杂程度，但由于该锻件形状较复杂，提高一级，为Ⅲ级，复杂系数S3

3。

3确定其他参数

1）锻件为40钢，即材质系数为M₁

2）零件加工表面粗糙度有Ra12.5、Ra2。

5,故为Ra≥1。

6μm

3）模锻斜度:

通过计算并查表选取模锻外斜度为α=5°内孔斜度β=7°。

4）锻件圆角半径:

外圆角半径r=单面余量（2mm）+零件圆角半径或倒角。

内圆角半径R=（2~3）rmm

3.4锻件加工余量

查GB/T12362一2003，可得各处的单边加工余量如下表：

在长度方向上,单边加工余量查得余量为1。

7～2。

2mm,取2mm；

3。

5锻件尺寸公差：

由质量、形状复杂系数S₂，材质M₁，选普通精度,查公差值如下：

GB/T12362一2003

因分模面为不对称的弯曲分模，根据锻件质量，取错移公差为0。

8mm，残留飞边0。

8mm。

3。

6核算锻件的形状复杂系数S：

根据上述余量、起模斜度和圆角半径等值，重新核算锻件体积Vd和形状复杂系数S。

计算得:

Vd=215426。

33mm³,S=Vd/Vb=0.57,修正复杂系数仍为Ⅲ级。

3.7绘制锻件图：

4、设备吨位选择

4.1由锻件图确定的主要参数：

1）锻件在水平面上的投影面积为F1=10578mm²；

2）锻件周边长度为L=588mm；

3）锻件体积为Vd=215426。

33mm³;

4）锻件质量为1。

69kg；

4.2吨位选择

若用经验公式G=（3。

5～6。

3）kF，取k=1，假定毛边宽为25mm，则

F=10578＋588×25=25278mm²；

G₁=3.5×1×25278=0。

88t；

G₂=6.3×1×25278=1.59t;

于是有0.88t≤G≤1。

59t；

由计算结果，选用2t模锻锤。

5、飞边槽及钳口的设计

5。

1飞边槽的形式选择与尺寸确定

5.1.1。

飞边槽各形式如图：

分析锻模所需，采用第Ⅰ种形式即可.

5.1。

2.飞边槽尺寸的确定：

由计算法得

根据计算得到的h值查表确定飞边槽尺寸：

h=2.0mm；h₁=4mm；b=10mm；b₁=25mm;Fmz=153mm²；R1=1.5mm；

5.1.3.锻件毛边体积

V毛=588×0。

7Fmz=62974。

8mm³

5。

2钳口的形式选择与尺寸计算

5。

2.1钳口形式选用普通形式，如图

5.2.2、钳口的尺寸计算，根据锻件质量及坯料直径选取钳口尺寸：

B=80mm,h=35mm,R0=15mm，b=6mm,a=1。

5mm,l=50.5mm

6、绘制计算毛坯图

6.1根据锻件图建模取截面

6。

2计算截面面积：

6。

3毛坯及修正后截面图

修正后毛坯截面图及直径图

7、工艺设计

7。

1计算繁重系数

1）由毛坯截面图得拐点处直径d拐=37。

8mm，

2）毛坯最小直径dmin=23。

6mm最大直径dmax=45.5mm

3）α=dmax/d均=1.23β=L计/d均=6。

37

4）K=（d拐—dmin）/L杆=0.089

7.2确定设计工艺

根据繁重系数值，由图得，可采用拔长—闭式滚挤制坯，又分析锻件形状，得设计工艺为：

拔长—闭式滚挤—弯曲—终锻

8、制坯工布型槽设计

8.1毛坯的确定

8.2拔长模膛的设计

8.2。

1拔长型槽结构形式:

采用斜排式拔长型槽（如图）（α=15°）

8。

2.2拔长型槽尺寸设计：

1）坎高a

因杆部截面积变化较大，拔长后需滚挤制坯，有公式

查表4—20，k2=0。

9；查毛坯图：

得a=26。

4mm（取a=26mm）

2）坎长c

有公式：

查表4—21，由L坯/d坯=152。

36/41=3。

716，故取k3=1。

5

3）型槽宽度B

斜排式公式:

取α=15°查表4—22，k4=1。

5,得B=70mm

4）其他尺寸

R=0。

25c=15.5mm（取R=15mm），R1=2。

5c=10R=150mm

e（仓部深）=1.2d小头

查毛坯图：

d小头=34mm,故e=40。

8mm（取e=41mm）

8。

2。

3拔长后坯料形状及尺寸

8。

3滚挤模膛设计

8.3.1滚挤模膛采用闭式滚挤型槽：

如图

8.3。

2滚挤型槽尺寸设计

8.3.2。

1滚挤型槽高度

杆部：

头部：

拐点处型槽高度：

8.3.2.2滚挤型槽宽度

滚挤已经过拔长的坯料:

闭式滚挤时杆部宽度：

即头部宽度：

故：

8。

3。

2.3滚挤型槽长度L

此锻件为弯曲轴件，故弯曲处按锻件内侧1/3宽度的连线,作为展开长来计算,得

L=240.017mm，取L=245mm

8.3.2.4钳口与毛刺槽尺寸

钳口处：

n=14mm,m=20mm,R=10mm

毛刺槽：

a=6mm，c=25mm，R3=5mm

8。

4弯曲模膛设计

8。

4.1模膛形式设计

8.4.2弯曲模膛尺寸计算：

8.4。

2。

1钳口尺寸

h钳=（0.2～0。

3）d坯，取h=10mm

R=0.2d坯+5,取R=13mm

n=14mm，m=20mm

8.4.2.2高度h

h=（0。

8~0.9）b（mm）b为热锻件图上相应位置的宽度

8.4.2.3宽度B

8.4.2.4间隙Δ

根据设备吨位，取Δ=5mm

9、终锻型槽设计

9。

1热锻件图的绘制

9。

2型槽设计

10、锤锻模结构设计

10.1型槽步排

该模面上设有三个制坯模膛和终锻模膛，按与加热炉、吹风管、切边压力机的位置对应排列:

10.2模块尺寸及要求

10。

2.1模块尺寸:

长×宽×总高=500×400×500

10。

2。

2燕尾尺寸：

B=200mm，h=50。

5mm,其他尺寸均为一般值。

10.3型槽壁厚

制坯模膛间距为10～15mm，终锻模膛壁厚大些，再根据模块尺寸，取滚挤模膛与弯曲模膛间距为15mm；滚挤模膛与终锻模膛间距23。

3mm;拔长模膛靠最左边排布。

10.4错移力的平衡和锁扣的设计

10.4。

1根据分模面形式、设备吨位，错移量为0.8mm，选一般锁扣，如下图，尺寸：

10.4.2锁扣形式:

10.5检验角的设计计算

检验角设在前边和左边，宽度为5mm，高度为100mm。

10.6锤锻模的紧固方式

采用定位键来紧固锤锻模：

结论:

通过零件的要求的分析，根据我们所学的理论知识，做出设计方案,以达到生产出符合要求的合格零件.我们工作主要包括：

三维图的绘制、冷锻件图设计、设备选择、飞边槽的型式和尺寸确定、毛坯图的绘制计算、工艺设计、制坯工布型槽设计、终锻型槽设计、锤锻模结构设计等，即把最终的锤锻模设计出来,经过对坯料的锤锻，再经过机加工,即可制造出所要求的零件。

这次做项目，我们收获都颇多.做此锤锻模，需要做的工作很多，必须要大家一块，才能很好的把任务完成。

我们分工合作。

组长首先做总体规划，把大概工作总结,再交代给大家，锻炼了大家的团结协作的能力。

做这个项目，也更好的锻炼了我们运用理论知识的能力，锻炼了我们找出问题、分析问题、解决问题的能力.这期间用到二维图、三维图的绘制，锻炼了我们这方面的能力，最后要求做动画,也使我们对动画的使用有了一定的了解。

总之，这次课设，在很多方面都锻炼了我们的能力.

参考文献:

1姚泽坤锻造工艺学及模具设计第2版西安市西北工业大学2011年

2张志文《锻造工艺学》机械工业出版社

3王以华锻模设计技术及实例北京机械工业出版社2009年

4锻模图册燕大图书馆