汽车转向节锻造说明书.docx
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汽车转向节锻造说明书
1绘制锻件图
零件为汽车转向节是汽车转向桥上的主要零件之一，转向节的功用是承受汽车前部载荷，支承并带动前轮绕主销转动而使汽车转向。
在汽车行驶状态下，它承受着多变的冲击载荷，因此，要求其具有很高的强度。
转向节头部存放钢球的曲面球形凹槽、转向节轴需要机加工；其他表面直接锻出。
绘制锻件图过程如下：
1.1初步确定锻件重量级尺寸:
根据锻件形状粗略计算锻件体积:
3243二2
R3275—打；
5334
324314
3.14863275622
5334
3
=1895005.28mm
锻件质量：
Gd「'V=18950052810」7.85103=14.88kg
1.2.计算锻件的形状复杂系数⑴：
S=Gd/Gb
Gb—锻件外包容体质量；
Gd—锻件质量；
计算锻件外包容体质量Gb=390X170X110X7.85X106"57.25kg；所以根据公式
S=Gd/Gb=14.88/57.25"0.26。
查资料得锻件形状复杂在0.16〜0.32之间，形状复杂程度为较复杂，级别为川级S3。
确定分模位置根据连杆形状，采用上下对称的直线分模。
确定公差和加工余量
由有文献【1】查的;高度公差为长度尺寸为=.3mm；宽度尺寸为:
鸚.
零件需磨削加工，加工精度为F,由参考文献4查得水平方向的余量范围为
2.5〜3.0mm,内径方向公差为3mm,高度水平尺寸的单位余量约为2.3〜3.0mm,取
3mm。
1.3模锻斜度零件图上的技术条件已注明模锻斜度为5。
1.4圆角半径无零件圆角处取3mm,零件内圆角取R=（2〜3）r,其余圆角取3〜
5mm。
1.5技术要求a图上未标注的模锻斜度为5;
b图上未标注的圆角半径为R=3〜5mm；
c允许的错移量为1.4mm；
d允许的残留毛边量为1.4mm；
e允许的表面缺陷深度为0.5mm；
f锻件热处理：
正火；
g锻件表面清理：
为便于检查淬火裂纹，采用喷砂或喷丸。
二计算锻件的主要参数；
（1）锻件在平面上的投影面积为31417.06mm2；
（2）锻件周边长度为1074.43mm2；
（3）锻件体积为1895005.28mm3;
（4）锻件质量为14.88kgo
三确定锻锤吨位：
锻锤吨位的确定G=1/1000KF低碳钢K=4假定毛槽部宽度为23mm总面积为F=31417.06231074.4^56128.95mm2
D件=1.13、F=1.1356128.95=267.71mm26.771cm
B均=56128.95/389=144.29mm^14.3mm查文献【2】知道低合金结构钢c=60MPa终锻温度为800E先按照圆饼类锻件计算锻锤吨位然后换算为长轴类锻件所需吨位
G二（1-0.005D件）（1.1缶）（0.750.001D件）D件二
G=（1-0.00526.771）（1.12/26.771）2（0.750.00126.7712）26.77160
=2815.81kg
G'=G（1+0.1$%均）=2815.35（1+0.%佬843）=3278.61Kg。
计算表明选用5吨锻锤。
选用5吨锤可能稍稍偏大，但是生产效率高
四确定毛边槽形式和尺寸
选用如图所示的毛边槽形式
图2毛边槽形式
其尺寸按表4-14确定hi=6mm，h桥=4mm，r=h飞/2=2mmFk=440mm，Ri=2mm；b=13mm,bi=40〜50mm,选择45mm,锻件毛边体积V毛=L周F飞=0.7L周F飞槽=0.71074.43440=330924.4mm
五确定终锻型槽
终锻形槽及热锻件图见装配图的画法。
转向节材料为18CrMnTi;考虑收缩率头部取0.8%,杆部取0.8%,绘制的锻件图如锻件图。
六绘制计算毛坯图
根据转向节的形状特点，选取14个截面，分别计算F锻，F毛，F计列于表1,
并在坐标纸上绘出连杆的截面图和直径图。
为设计滚挤型槽方便，计算毛坯图按
热锻件尺寸计算。
截面图所得面积即为计算毛坯体积，得
3
V计=3757320mm
平均截面积为F均二—二3757320二9585mm2
L总392
平均截面边长为a均「F均一.9585二97.9mm
表1转向节外半轴计算毛坯的计算数据
截面号
F锻
F毛X2
F计=F锻
玄计_F计/mm修正F
修正a计Kh仝a计
h/2
/mm2
/mm2
+2F毛
计/mm
/mm
/mm
1
1604.4
880
2484.4
49.8
1.1
27.6
54.78
2
4432.8
616
5048.8
71.1
1.05
74.65
5
56.1
3
7435.2
616
8051.2
89.7
1.05
69.5
113.9
4
9965.6
616
10581.6
102.9
1.05
94.18
117.6
5
5
9848.8
616
10464.8
102.3——
1.05
107.4
116.3
2
6
6880.8
616
7496.8
86.6
84.63
83.3
1.05
7
5052.4
616
5668.4
75.3
71.53
63
0.95
5
8
7498.8
616
8114.8
90
0.7
0.7
90.2
9
7084.6
616
7700.6
87.8
0.7
61.46
85.6
10
5671.6
616
6287.6
79.3
0.7
55.51
69.7
11
3215.4
616
383.4
61.9
0.7
43.33
27.6
12
2732.6
616
3348.6
57.9
43.42
37.2
0.75
5
13
2921
616
3537
59.5
44.62
39.3
0.75
5
14
0
880
880
29.7
22.27
9.8
0.75
5
式中K按锻压手册查得
八制坯工步的选择
计算毛坯为一头一杆，则计算繁重系数如下
amax232.6
a2.38
a均97.9
L计392,
4
a97.9
L计为计算毛坯杆部长度，B越大则轴向流动越困难。
由教材图4-59查得采用拔长+滚挤的制坯工步。
模锻工艺方案为拔长-闭式滚挤-预锻-终锻。
九确定坯料尺寸
由计算毛坯截面图和直径图知amin=29.7mm,v杆二1480860mm31杆=310mm,
由此可得拐点处直径
3.82V杆
-0.75dmin-°.5dmin
3.821480860飞310
-0.7529.7-0.529.7
=120.15mm
a拐-amin
120.15-29.7
310
0.29
所需的坯料截面积为
F坯二F拔一K（F拔一F滚）
二8444-0.107（8444-10543.5
2
二9052.86mm
其中V头V计-V杆2240820-14808602
卩拔=—===8444mm
L头L头90
F滚=1.1F均=1.1958^51054mnf）
a。
「F坯二97.9mm（a为坯料边长）
根据原始坯料的规格实际取a^100mm
烧损率S取3%
坯料体积为
V坯"计（1
二37573230（13%）
1.0083
=3778625.2mm3
式中1.0083是做计算
毛坯图时按热锻件尺寸考虑的，而计
算坯料应按冷锻件尺寸考虑。
坯料长度：
“1=等蠶2E40mm418mm
考虑到切断并经试锻调整后下料长度为418+30=448mm。
十制坯型槽设计
（1）滚挤型槽设计：
采用闭式滚挤。
1型槽高度，计算结果列于表1中，坯料的截面积为9052.86和锻件的截面积相比需要增加的部分K取1.13（即第3,4,5三个截面），需要减小的部分K取0.8,其余截面不变化。
按各截面的高度绘出滚挤型槽纵剖面外形，然后用圆弧或直线光滑连接，并适当简化。
2型槽宽度为：
坯料经过拔长^（1.6~1.?
5）Sp（Sp为方截面坯料边长）
1.6100mm=160mm
3滚挤模腔的尾部与钳口
钳口形状可见图
图3闭式滚挤型槽外形设计
h=0.2dp6
尺寸按下式确定R=0.1dp
m=（1~2）h
模锻图册推荐下列钳口尺寸
坯料直径>50mm时，
h=12mm,R=0.1dp5=0.197.95=14.79mm：
15mm
m=（1~2）h=212=24mm尾部小槽的尺寸为
a=8mm,c=30mm,r=10mm,b=B/2=80
J
1
.,
图4滚挤型槽宽度设计
（2）拔长型槽设计，步骤如下
根据L坯la4应该选择开式拔长型槽，这种结构简单，制造方便。
拔长坎高度h=K2
：
—0.85.F杆均=0.85
1480860
:
310
二58.75mm
拔长坎长度
C=K3d0=K31.13a0
1.31.13100=146.9mm
R=0.25C=0.25146.9=36.725mm
=2.5C=367.25mm
4型槽宽度B=0.25C=0.25146.9=36.725mm取B=37mm
5仓部深度e=2a=258.75=117.5mm
6拔长型槽长度L=L坯（5~10）=3101^320mm
十一锤用锻模设计
（1）钳口
终锻形槽前端留下的凹腔叫钳口。
钳口主要用来夹持坯料的夹钳和便于从形槽中取出锻件。
根据本课设选用圆形钳口，其具体形状尺寸如装配图中所示。
夹钳口尺寸主要依据夹钳料头的直径而定。
应保证夹料钳子能被自由的操作，在调头锻造时能防止下锻件的相邻端部。
有表查得钳口的尺寸值：
钳口的长度值可按模膛排布而定。
钳口颈尺寸的确定：
选取其参数值尺寸：
D取为15mm。
（2）模块尺寸
模块尺寸的选择：
B=600mm;L=650mm;H=350mm.
燕尾槽、其重孔等尺寸按标准选取，具体装配图。
十二锻前加热锻后冷却及热处理要求的确定
（1）确定加热方式，及锻造温度范围
在锻造生产中，金属坯料锻前加热的目的：
提高金属塑性，降低变形抗力，即增加金属的可塑性，从而使金属易于流动成型，并使锻件获得良好的组织和力学性能。
金属坯料的加热方法，按所采用的加热源不同，可分为燃料加热和电加热两大类。
根据锻件的形状，材质和体积，采用半连续炉加热。
金属的锻造温度范围是指开始锻造温度（始锻温度）和金属锻造温度（终锻温度）之间的一段温度区间。
确定锻造温度的原则是，应能保证金属在锻造温度范围内具有较高的塑性和较小的变形抗力。
并能使制出的锻件获得所希望的组织和性能。
查有关资料确定锻件的始段锻温度为1180C，终锻温度为800C。
（2）确定加热时间
加热时间是坯料装炉后从开始加热到出炉所需的时间，包括加热个阶段的升
温时间和保温时间。
在半连续炉中加热，加热时间可按下式计算：
.=:
D=0.13X10=1.3（h）
式中D—坯料直径或厚度，10cm；
:
-—钢化学成分影响系数，取0.13（h/cm）;
（3）确定冷却方式及规范
按照冷却速度的不同，锻件的冷却方法有3种：
在空气中冷却，冷却速度快；在灰沙中冷却，冷却速度较慢；在炉内冷却，冷却速度最慢。
根据本锻件的形状体积大小及锻造温度的影响，选择在空气中冷却。
（4）确定锻后热处理方式及要求
锻件在机加工前后均进行热处理，其目的是调整锻件的硬度，以利锻件进行切削加工，消除锻件内应力，细化晶粒等。
根据锻件的含碳量及锻件的形状大小，采用在连续热处理炉中，调质处理。
可使锻件获得良好的综合力性能。
十三总结
此次课程设计很好的讲课堂上的知识穿插起来，记忆更加深刻，动手绘图能力有所提高，获得很大的成就感。
参考文献
[1]《锻模设计手册》编写组编著，锻模设计手册，机械工业出版社，1990,88-105
[2]吕炎主编，《锻压工艺学》，哈尔滨工业大学出版社，1983,158-469
[3]姚泽坤，《锻造工艺学与模具设计》，西北工业大学出版社，2001，63-123
[4]张志文，锻造工艺学.北京：
机械工业出版社，1983，102-360
⑸张志文，锻造工艺学•北京：
机械工业出版社，1988，140-320
⑹锻压手册编委会编•锻压技术手册•北京：
国防工业出版社，1989,159-200
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