惰轮锻模和切边冲孔复合膜设计.docx

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惰轮锻模和切边冲孔复合膜设计

惰轮锻模和切边冲孔复合模设计

摘要

模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备,具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点,被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器、仪表等行业。

随着我国汽车工业的迅猛发展，汽车性能不断提高，汽车零部件中对高精度、形状复杂锻件的需求量越来越大，锻造新工艺、省材、节能工艺等技术的开发对于新型汽车零件的生产尤为重要。

我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。

本文主要是以惰轮锻件的生产，加工工艺等，设计制造了，一些模具，包括，堕轮锻件的镦粗，终锻，以及切边冲孔等后期加工模具。

首先介绍了，模具的一些简单情况，模具的分类，发展现状和趋势等，其次介绍了，零件的工艺性，毛坯的制定，镦粗，终锻模膛的设计，包括飞边槽的设计，再次介绍了，切边冲孔复合模的设计。

关键词：

模具，终锻模膛，飞边槽，钳口，镦粗，切边，冲孔

Aninertwheelforgingthedesignspecification

Author：

ZhangZongMing

Tutor：

LiQiDe

Abstract

Moldismechanicalmanufacturingtechnologyadvanced,profoundlyimportanttechnicalequipment，Highproductionefficiency,materialwithhighefficiencyandgoodquality,technologypartsgoodadaptabilityetc.Characteristics.Widelyusedinmotorvehicles,machinery,aerospace,aviation,lightindustry,electronics,electricappliances,instrumentsandotherindustries.WiththerapiddevelopmentofChina'sautomobileindustry,Thecar'sperformancetoimprove,Autopartsofhighprecision,complicatedshapeofforginganincreasingdemandfor,Forgingnewcraft,material,energysavingtechnologyprovincetechnologydevelopmentfornewtypeofcarpartsproductionisespeciallyimportant.Ourcountrystampingdieinthenumbernomatter,orinquality,technologyandabilityarealreadyhasgreatdevelopment,Butwiththenationaleconomyneedsandtheadvancedworldlevel,comparedtoagapstill,Somelarge,sophisticated,complex,thelonglifeofhigh-gradedieeveryyearintheimportationoflargestill,Especiallyinhigh-gradecarcoveringmould,atpresentstillmainlyrelyonimports.

Thepaperisaninertroundofforgingproduction,Processingtechniques,Designandmanufacturing,somemould,including,fallroundofforgingsupsetting,eventuallyforging,andtrimmingpunchingproductionprocessingmould.

Firstlyintroduces,diesomesimplecase,theclassificationofmould,developmentsituationandtrends,Secondlyintroduces,thetechnologyofparts,blanktheformulation,theupsetting,andthedesignofthechamberforgingdie,Includingflashslotsofdesign,Introducedagain,trimmingpunchingthedesignofthecompositefilm.

Keywords:

Mould,Finallybore,Flashtank,Clampmouth,Upsetting,Trimming,punching

1．绪论

1.1模具工业简介

模具工业是国民经济的重要基础工业之一。

模具是工业生产中的基础工艺装备，是一种高附加值的高精密集型产品，也是高新技术产业化的重要领域，其技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。

随着电子、信息等高新技术的不断发展，模具技术的发展呈现以下趋势。

1.模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展2.模具制造向精密、高效、复合和多功能方向发展。

3.快速经济制模技术得到应用。

4.特种加工技术有了进一步的发展。

5.模具自动加工系统的研制和发展。

6.模具材料及表面处理技术发展迅速。

7.模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到了认同。

在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的锻造方法。

此方法生产的锻件尺寸精确，加工余量较小，结构也比较复杂生产率高。

1.2模具分类

模具分为冷冲压模具、热锻模具、塑料模具、铸造模具、橡胶模具和玻璃模具等。

模锻的分类根据设备不同，模锻分为锤上模锻，曲柄压力机模锻，平锻机模锻，摩擦压力机模锻等。

锤上模锻所用的设备为模锻锤，通常为空气模锻锤，对形状复杂的锻件，先在制坯模腔内初步成形，然后在锻模腔内锻造。

精密模锻则是在模锻基础上发展而来，能够锻造一些复杂形状，尺寸精度高的零件，如：

锥齿轮，叶片，航空零件等。

在模锻锤或压力机上用锻模将金属坯料锻压加工成形的工艺。

模锻工艺生产效率高，劳动强度低，尺寸精确，加工余量小，并可锻制形状复杂的锻件；适用于批量生产。

但模具成本高，需有专用的模锻设备，不适合于单件或小批量生产。

模锻的工序为制坯、预锻和终锻。

终锻模的模膛是按锻件的尺寸、形状，并加上余量和偏差确定的。

模锻一般分开口模锻和闭口模锻两种：

开口模锻的模膛周围有毛边槽，成形后多余的金属流入槽内,最后将毛边切除；闭口模锻只在端部有很小的毛边,如果坯料精确,也可以不出毛边。

锻造按坯料在加工时的温度可分为冷锻和热锻。

冷锻一般是在室温下加工，热锻是在高于坯料金属的再结晶温度上加工。

有时还将处于加热状态，但温度不超过再结晶温度时进行的锻造称为温锻。

不过这种划分在生产中并不完全统一。

1.3热锻的目的有三方面：

（1）减少金属的变形抗力，因而减少坏料变形所需的锻压力，使锻压设备吨位大为减少；

（2）改变钢锭的铸态结构，在热锻过程中经过再结晶，粗大的铸态组织变成细小晶粒的新组织，并减少铸态结构的缺陷，提高钢的机械性能；

（3）提高钢的塑性，这对一些低温时较脆难以锻压的高合金钢尤为重要。

[模锻是使用锻模对毛坯进行成型锻造，它的精度较高，只需要少量的切削加工，或者不需要切削加工，就可以获得精确的尺寸，效率非常高。

但需要制造模具和要求较高的锻造设备，因此初期投入较大，适合大批量的生产。

主要设备有摩擦压力机，平锻机，水压机，油压机等。

1.4我国锻造模具发展现状和趋势

锻造加工作为制造业的一个重要分支，广泛应用于工业制造中。

锻造产品主要用于汽车、飞机、机车车辆、工程机械、石化通用等行业，汽车用锻件占到总量的90%。

按重量计算，汽车零件中有17~19%的锻件。

锻件也是汽车零部件中的“保安件”，汽车发动机所使用的曲轴、连杆、凸轮轴，前桥所需的前梁、转向节，后桥使用的半轴、半轴套管、桥箱内的传动齿轮等等，都是关系汽车安全运行的保安关键锻件。

2003我国年的锻件产量为300万吨左右，模锻件产量为200万吨左右。

我国是锻件生产大国，锻件产量居世界第一。

 随着中国汽车工业的进一步发展，锻件的需求量会持续增长。

为提高市场竞争力，企业对模具的要求也越来越苛刻。

用户不只是希望模具的成型精度和表面质量满足需求，使用寿命长，还特别要求尽量缩短模具交货周期以缩短其产品开发周期。

为了适应市场要求，新的加工理念，逐渐改变传统模具制造的工艺方式，现代高速、高效的数控铣削加工方法的应用，大大提高了模具制造的精度和效率。

模具制造进入一个以模具计算机辅助设计、辅助制造为主的新阶段，CAD/CAM技术在锻模开发过程中得到了极为普遍的应用。

中国模具行业与发达国家相比存在着开发技术不成熟、产业化程度不高、专业化分工不细和人才匮乏等问题；而且，目前国内模具材料市场仍落后于模具工业的需要，主要是模具材料品种少、质量低和中低端产品供大于求等问题；以上原因最终导致国内锻造企业使用的模具失效频繁、模具的锻打寿命不高，从而使模具成本提高，最终影响到企业的整体经济效益。

因此，锻造企业始终千方百计地寻求降低成本的方法。

修复废旧模具、提高模具寿命就成为降低锻造成本的重要途径之一。

2.课题的分析拟定

2.1零件的工艺性分析

由图1-1可知，该零件为锤模锻件，普通级精度，用半连续式炉加热，该零件材料20CrMnMo,惰轮零件的最大厚度为112mm,最小厚度为44mm，该一五速轮属于圆盘类零件，锤锻时打击方向一致，金属沿长宽高方向同时流动。

对于体积小，形状简单的圆盘类零件，可由原始坯料直接锻造成形。

由图知，该齿轮零件中心有一个通孔Φ90mm。

而模锻对于内孔大于等于25mm的锻件模锻时不能直接锻出通孔，在分模面上留有一层较薄的金属连皮，在随后的冲孔工序中再将其冲掉，若连皮太薄，锻中容易出现锻不足，和要求的过大的打击力不符合，从而导致模膛凸凹部分磨损加大。

虽然有助于克服上述现象，但重除连皮困难致使锻件变形且浪费材料。

其模锻的基本工艺路线：

镦粗—终端

图1-1

2．1.1制件的技术要求

a）未有注出模斜度7°，R5

b）正火dB≥3.9（HB≤241）

c）毛刺≤1，孔内≤2

d）表面缺陷：

不加工面≤1，加工表面≤实际余量的½

e）错差≤1

f）尺寸按交点注

g）未注公差尺寸不检查

2．1.2确定工艺方案

由零件图可知零件有孔，属于圆饼类锻件。

锻件中需设置毛边槽和冲孔连皮，所以该锻件的工艺方案如下：

在机械化炉中预热——用1000t剪床剪切下料——在半连续式炉中加热——用2t锤上模锻（镦粗、终锻）——用250t压床进行热切边冲孔——正火——在酸洗槽中清理。

表2-1工艺卡

序号

工艺路线

设备

模具号

1

预热

机械化炉

2

切料

1000吨剪床

3

加热

半连续式炉

4

模锻

2吨锻

10-16

Ⅰ