锻压课程设计.ppt

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锻造工艺及模具设计锻造工艺及模具设计课程课程大型研究项目大型研究项目拨杆模锻设计燕山大学机械学院概述概述nn本次项目是通过锤上模锻成形生产拨杆，锤上模锻主要用于锻件的大批量生产，是锻造生产中最基本的锻造方法。

nn主要设计步骤有制定锻件图；计算主要参数；确定设备吨位；作热锻件图，确定终锻模膛；确定飞边槽的形式和尺寸；计算毛坯图；选择制坯工步；确定坯料尺寸；设计预锻模膛；设计制坯模膛；模具结构设计；绘制锻模图、切边模图等拨杆零件图1.拨杆锻件图拨杆锻件图锻件图是根据零件产品图制定的，在锻件图锻件图是根据零件产品图制定的，在锻件图中要规定：

锻件的几何形状、尺寸；锻件公差和中要规定：

锻件的几何形状、尺寸；锻件公差和机械加工余量；锻件的材质及热处理要求以及其机械加工余量；锻件的材质及热处理要求以及其他技术条件等内容。

他技术条件等内容。

nn分模位置分模位置为便于锻件脱模，选拨杆锻件的最大投影面为分模面。

为便于锻件脱模，选拨杆锻件的最大投影面为分模面。

nn锻件质量：

锻件质量：

4.45*104.45*10-1-1Kg,Kg,拨杆材料为拨杆材料为4545钢，即材质系钢，即材质系数为数为MM11nn锻件体积：

锻件体积：

5.69*105.69*1044mmmm33密度：

密度：

7.83*107.83*10-6-6Kg/mmKg/mm33nn锻件复杂系数：

锻件复杂系数：

S=Vd/Vb=5.69*104/31*32*160=0.36/31*32*160=0.36为为22级复杂系数级复杂系数SS221.拨杆锻件图拨杆锻件图nn公差和余量公差和余量查查锻压手册锻压手册表表3-1-3GB12362-19903-1-3GB12362-1990【普通级普通级】基本尺寸基本尺寸:

030308080120120180:

030308080120120180公差公差：

1.41.61.82.01.41.61.82.0错差公差错差公差0.5mm0.5mm残留边公差残留边公差0.6mm0.6mmnn机械加工余量机械加工余量该零件的表面粗糙度为该零件的表面粗糙度为33（25-100um25-100um）查）查锻压手册锻压手册表表3-1-1GB12362-19903-1-1GB12362-1990锻件内外表面的加工余量查得：

锻件内外表面的加工余量查得：

厚度方向厚度方向1.5-2.0mm1.5-2.0mm水平方向水平方向1.5-2.0mm1.5-2.0mm+1.0-0.4+1.1-0.5+1.2-0.6+1.4-0.6取取1.5mm1.拨杆锻件图拨杆锻件图nn模锻斜度：

模锻斜度：

零件图上的技术条件中已给出模锻的斜率为零件图上的技术条件中已给出模锻的斜率为77nn圆角半径：

圆角半径：

查查锻压手册锻压手册表表3-1-63-1-6H/BH/B22则则Y=0.05H+0.5=1.275Y=0.05H+0.5=1.275机械加工时机械加工时无倒角，则无倒角，则r=r=余量，取余量，取r=1.5mmr=1.5mm其他圆角半径为其他圆角半径为23mm23mmnn技术条件：

技术条件：

【11】未注模锻斜度未注模锻斜度7;7;【22】允许错差量允许错差量0.5mm;0.5mm;【33】允许飞边公差允许飞边公差0.6mm;0.6mm;【44】锻件调质热处理。

锻件调质热处理。

拨杆锻件图拨杆锻件图拨杆锻件图（修改后）拨杆锻件图（修改后）拨杆工程图2.计算锻件的主要参数计算锻件的主要参数nn【1】锻件在水平面上的投影面积:

3021mm2nn【2】锻件周边长度为:

368mmnn【3】锻件体积为：

5.69*104mm3nn【4】锻件质量为：

0.445Kg3.锻锤吨位的确定锻锤吨位的确定nn经验公式一：

双作用锤G=（3.56.3）KAnn总变形面积为锻件在水平面上的投影面积与飞边总变形面积为锻件在水平面上的投影面积与飞边水平投影水平投影面积之和，按面积之和，按12t12t锤飞边槽尺寸锤飞边槽尺寸（见表见表8-8-1）1），假定飞边平均宽度为，假定飞边平均宽度为23mm23mm，总的变形面积：

，总的变形面积：

S=3021+367.64*23=11476.72mmS=3021+367.64*23=11476.72mm22取钢种系数取钢种系数K=1K=1，锻件和飞边（按飞边仓的，锻件和飞边（按飞边仓的50%50%容积计算容积计算）在水平面上的投影面积为）在水平面上的投影面积为A（A（单位单位cmcm22）G=6.3KA=6.3*1*114.7672=723Kg经验公式二经验公式二nnG=KAK：

钢种系数；A：

包括连皮的锻件投影面积（单位cm2）查中国模具设计大典表24.223得K=4A=SG=4*114.7672=459kg经验公式三（双作用锤）经验公式三（双作用锤）nnGG00=（1-0.005D1-0.005D）（）（1.1+2/D1.1+2/D）22（0.75+0.001D0.75+0.001D22）DDGG00：

锻锤落下部分的质量（：

锻锤落下部分的质量（KgKg）DD：

锻件外径（：

锻件外径（cmcm）：

终端是材料的变形抗力（：

终端是材料的变形抗力（MpaMpa）由表由表24.2-1224.2-12得得=60Mpa=60MpaG=GG=G00（1+0.11+0.1（L/BL/B）L:

L:

锻件水平投影面上的最大长度（锻件水平投影面上的最大长度（cmcm）BB：

锻件投影面积（：

锻件投影面积（cmcm22）除以）除以LL所得的平均宽度所得的平均宽度经验公式三经验公式三（双作用锤双作用锤）D=De=1.13（A）=1.13（30.21）=6.21cmDe相当直径B=A/L=30.21/16=1.89cm则G0=576KgG=G0（1+0.1（L/B）=743Kg综上三种方法选综上三种方法选1t双作用锤双作用锤4.确定飞边槽的型式和尺寸确定飞边槽的型式和尺寸nn选用图8.5中I型飞边槽，其尺寸按表8-1确定，选用飞边槽的尺寸为：

h飞=1.6mm，h1=4mm，b=8mm，b1=25mm，r=1.5mm，F飞=126mm2飞边体积：

V飞=367.64*0.5*126=23161mm35.设计热锻件图设计热锻件图nn终锻模膛是按照热锻件图来制造和检验的，热锻件图尺寸一般是在冷锻件图尺寸的基础上考虑1.5%的冷缩率。

nn根据生产实践经验，应考虑锻模使用后承击面下陷，模膛深度减小等因素，可适当调整。

热锻件图热锻件图（修改后）热锻件工程图6.绘制计算毛坯图绘制计算毛坯图nn计算毛坯图的用途：

【1】长轴类锻件选择制坯工步的依据;【2】确定坯料尺寸的依据;【3】设计制坯模腔的依据。

nnV体=V锻+V飞=5.69*104+23161=80061mm3nn平均截面积S均=V体/L计=80061/160=500mm2nn平均直径d均=（4S均/）=25.2mm6.绘制计算毛坯图绘制计算毛坯图nnS计=S锻+2S飞S计计算毛坯的断面积；S锻模锻件的断面积；飞边充满系数；S飞飞边槽的断面积。

nn根据拨杆形状的复杂系数S2，形状较简单，则取=0.5根据拨杆的形状特点，共选取根据拨杆的形状特点，共选取根据拨杆的形状特点，共选取根据拨杆的形状特点，共选取1919个截面分别计算：

个截面分别计算：

个截面分别计算：

个截面分别计算：

SS锻，锻，锻，锻，SS计，计，计，计，DD计计计计计算结果列于下表：

计算毛配图7.制坯工步的选择制坯工步的选择nn计算毛坯为一头一杆nnL杆=118mmL头=42mmnn根据中国模具设计大典第四卷，拐点直径可直接由计算毛坯的直径图或截面图求出近似值dg=1.13Ag=23mmnn=dmax/d均=38.6/25.2=1.53=L计/d均=160/25.2=6.35k=dg-dmin/L杆=23-20/118=0.0257.制坯工步的选择制坯工步的选择nn根据中国模具设计大典第四卷图24.2-36此锻件采用闭式滚压闭式滚压制坯工步；nn为了在锻造时易于充满模膛，选用圆坯料圆坯料nn模锻工艺过程为：

闭式滚压预锻终锻切断8.确定下料尺寸确定下料尺寸nnSS坯坯=S=S滚滚=（1.051.2）S=（1.051.2）S均均nn确定坯料的截面尺寸，取系数确定坯料的截面尺寸，取系数1.11.1，则，则SS坯坯=1.1S=1.1S均均=1.1*500=550mm=1.1*500=550mm22dd坯坯=1.13=1.13（SS坯坯）=1.13=1.13（550550）=26.5mm=26.5mm实际取实际取dd坯坯=28mm=28mmnn坯料体积：

坯料体积：

VV坯坯=V=V体体（1+1+）=80061*=80061*（1+3%1+3%）=82463mm=82463mm33为烧损率为烧损率nn坯料长度：

坯料长度：

LL坯坯=V=V坯坯/S/S坯坯=82463/=82463/（/4）*28/4）*2822=134mm=134mm由于此锻件质量较小，仅为由于此锻件质量较小，仅为0.445Kg0.445Kg，所以采用一火三件，料长可取，所以采用一火三件，料长可取3L3L坯坯+L+L钳钳=（3*134+1.2*283*134+1.2*28）mm=436mmmm=436mm9.闭式滚压模腔设计闭式滚压模腔设计nn作用：

滚压模腔是用来减少坯料某部分横截面积，增大另作用：

滚压模腔是用来减少坯料某部分横截面积，增大另一部分横截面积以获得接近计算毛坯图的形状和尺寸，同一部分横截面积以获得接近计算毛坯图的形状和尺寸，同时它还有滚光坯料和表面和去除氧化皮的作用时它还有滚光坯料和表面和去除氧化皮的作用nn（11）模腔高度）模腔高度h=h=KdKd计计（系数（系数KK由由中国模具设计大典中国模具设计大典第四卷第四卷24.2-3024.2-30查得）计算结果列于表中，按各断面的高度查得）计算结果列于表中，按各断面的高度值绘出滚压模腔纵剖面外形，圆度速叉的界面图和计算毛值绘出滚压模腔纵剖面外形，圆度速叉的界面图和计算毛坯图中计算毛坯直径图中的虚线，然后用圆弧和直线光滑坯图中计算毛坯直径图中的虚线，然后用圆弧和直线光滑连接并进行适当的简化连接并进行适当的简化9.闭式滚压模腔设计闭式滚压模腔设计nn

（2）模膛宽度原坯料进行闭滚，根据原坯料进行闭滚，根据中国模具设计大典中国模具设计大典第四卷表第四卷表24.2-3024.2-301.7d1.7d坯坯B1.15AB1.15App/h/hminmin,B1.1d,B1.1dminminAApp坯料断面积坯料断面积hhminmin模腔最小深度模腔最小深度1.15A1.15App/h/hminmin=（/4*d/4*d坯坯）/hhminmin=（/4*28=（/4*2822）/15.6=45.37mm）/15.6=45.37mm1.7d1.7d坯坯=1.7*28=47.6mm=1.7*28=47.6mm1.1d1.1dmaxmax=1.1*38.6=42.46mm=1.1*38.6=42.46mm即即47.6B45.37,B42.4647.6B45.37,B42.46再根据实际生产情况，模腔宽度取再根据实际生产情况，模腔宽度取B=46mmB=46mm9.滚压模腔设计滚压模腔设计nn（33）模腔长度）模腔长度:

L=LL=L计计（1+&1+&）=160=160（1+1.5%1+1.5%）=162.4mm=162.4mm&-&-收缩率收缩率nn（44）模腔钳口尺寸）模腔钳口尺寸n=0.204+6=0.2*28+6=11.6mmn=0.204+6=0.2*28+6=11.6mm取取n=12mmn=12mmm=m=（1212）n=1.5*11.6=17.4n=1.5*1