锻造模具课程设计.docx

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锻造模具课程设计

1、原始数据

如图1，是锻件的零件图

生产条件：

在1吨模锻锤上模锻。

材料:

45钢。

图1零件图

2、锻件图的设计计算

（1）确定分模位置

为了便于脱模，如图1选锻件的最大投影面A-A为分模面。

（2）确定机械加工余量和公差

1）计算锻件质量m

m=

=836908.125*7.85*0.000001=6.57kg

其中：

----材料密度；

-----锻件各部分几何形状的体积之和。

2）计算锻件复杂系数C

C=V锻/V外=0.31

C在0.16~0.32范围内，所以复杂系数为S3级。

3）分模线形状采用平直分模线。

4）材质系数M

45钢含碳量c%=0.42~0.50%<0.65%

所以材质系数为

级。

5）由表2-2、表2-3查得零件加工余量

锻件厚度余量2.0~2.5mm，取2.5mm。

锻件水平方向余量2.0~2.5mm，取2.5mm。

6）根据m、C、M，由表2-4、2-6查公差

锻件尺寸223mm，公差4.0（+2.7-1.3）；

锻件尺寸53mm，公差2.8（+1.9-0.9）；

锻件尺寸40mm，公差2.8（+1.9-0.9）；

厚度尺寸125mm，公差3.6（+2.7-0.9）；

厚度尺寸55mm，公差3.2（+2.4-0.8）；

厚度尺寸30mm，公差2.5（+2.0-0.5）；

错差1.2mm；

残留飞边公差1.2mm；

表面缺陷，不允许超过1.2mm。

（3）确定模锻斜度

取外表面拔模斜度

。

（4）圆角半径

外圆角半径r=余量+a=2.5+0=2.5mm，取r=3mm。

内圆角半径R=（2~3）r，根据需要，取R=8mm。

综上得，锻件图如下：

图2冷锻件图

3、终锻模膛设计

（1）根据冷锻件图，绘制热锻件图

热锻件图依据冷锻件图设计，热锻件图上的尺寸应比冷锻件图上的相应尺寸有所放大。

理论上加放收缩率后的尺寸L按下列公式计算：

其中，l为冷锻件尺寸，

为终锻温度下金属的收缩率，钢为1.2%~1.5%，取

。

代入上式，计算出热锻件图上相应的尺寸，并绘制热锻件图，如图3：

图3热锻件图

（2）飞边槽的设计计算

选用I型飞边槽，选用飞边槽的尺寸为：

1）飞边槽的桥部高度

h=1.6mm

桥部宽度

b=（4~6）h=8~12mm

取b=8mm

2）查表确定仓部尺寸

仓部高度

仓部宽度

圆角半径r=1.5

F飞=126mm2

飞边体积：

V飞=367.64*0.5*126=23161mm3

（3）选择钳口尺寸B=70mmh=30mmRo=10mm,L=60mm

钳口颈尺寸b=8mma=1.5mm

钳口颈长度L=15mm

4、制坯工步的选择及制坯模膛的设计

（1）经过分析，此长轴类锻件采用拔长-终锻工步。

（2）计算毛坯

1）A计=A锻+2ηA飞

（A计—计算毛坯的断面积；A锻—模锻件的断面积；η—飞边充满系数（在此取0.4）；A飞—飞边槽的断面积。

）

h计=A计/M（M取4mm2/mm）

d计=1.13√A计

2）V计=V锻+V飞=836908.125+23161≈860069mm3

A均=V计/L计=3772.2mm2

d均=1.13√A均=69.4mmm

3）确定计算毛坯的头部和杆部。

用虚线绘出平均截面图和平均直径图。

4）绘制计算毛坯图。

根据锻件的形状特点，共选取3个截面分别计算：

A计，h计，d计。

如表1、图4。

表1计算毛坯（单位mm）

截面号

A锻

A计

h计

d计

1

13266.5

13367.3

3341.8

130.6

2

2826

2926.8

731.7

61.1

3

961.6

1062.4

265.6

36.8

图4计算毛坯图

（3）确定下料尺寸

1）坯料截面积

A坯=（1.05~1.2A均

确定坯料的截面尺寸，取系数1.1，则

A坯=1.1A均=4149mm2

2）坯料直径

d坯=1.13√（A坯）=72.8mm

实际取d坯=73mm

3）坯料体积

V坯=V体（1+δ）=860069*（1+3%）=885871mm3

δ为烧损率

4）坯料长度

L坯=V坯/A坯=885871/（π/4）*4149=272mm

（4）拔长模膛设计

1）拔长坎的高度a

a=k1dmin=33.12

2）拔长坎长度c

c=k3d坯=109.5mm

3）模膛宽度B

采用直排B=k4d坯+15mm=109.9mm

4）其余尺寸

R=0.25c=27.4mm

R1=2.5c=273.8mm

e=2a=66.2mm

L=L拔+5=233mm

5、锤上锻模结构设计

（1）锻模紧固方法

锤上锻模紧固在下模座和锤头上，采用楔铁和定位键配合燕尾紧固的方法。

（2）模膛的布排

因为此锻模不需预锻模膛，且零件为中心对称，故终锻模膛中心位置应在锻模中心处。

（3）锁扣的设计

，

，

，

，

（4）确定模膛壁厚

S1=1.2×62.5=75mm

S2=1.7×22.5=38.25mm

S3=2×15=30mm

（5）模块尺寸的确定

由吨位设备1t，查得锻模允许的最小承击面积

综合考虑模膛布排、飞边槽、锁扣及镦粗台设计要求等方面的因素，可取模块尺寸

L=435mmB=350mm

此时的承击面积为

此时

，满足要求。

（6）模块高度

上模块高度：

H=180mm

下模块高度：

H=180mm

模块最小闭合高度：

H=360mm

（7）检验角b=5mmh=50mm

燕尾b=200mmh=50.5mm

键槽b1=50mml=60mm

起重孔d

s=30

60mm

6、绘制锻模图。

图5上模块

图6下模块

图7组合图

图8锻造模具图

7、总结

通过几周的模具课程设计，从选题，查阅技术文献和资料，画装配图，零件工作图，到最后编写设计计算说明书，我接受到了实实在在的设计实践，进一步加强了独自完成项目设计的能力，更加熟练地掌握了查阅资料的方法。

在课程设计过程中，通过老师的讲解和指导，以及通过与同学的沟通交流，我对锻模的设计过程有了进一步的了解。

虽然设计过程中大量查阅了相关技术手册，但资源有限仍有些数据无法准确获得，所以有部分数据取用近似值或推荐值。

参考文献

[1]胡亚民，华林.锻造工艺过程及模具设计【M】.北京：

中国林业出版社，北京大学出版社，2006.

[2]夏巨諶，韩凤麟，赵一平.中国模具设计大典【M】.南昌：

江西科学技术出版社，2003，第四卷.

[3]东重锻压研究委员会.锻模图册【M】.齐齐哈尔：

东北重型机械学院出版社，1955.

[4]崔忠圻.金属学与热处理【M】.北京：

机械工业出版社，1989.

[5]吕立华.计算机辅助连杆锻模设计【A】.重庆：

重庆工学院学报，2005.

[6]张振纯.锻模图册【M】.北京：

机械工业出版社，1980.

[7]中国锻压协会.锻压手册【M】.北京：

机械工业出版社，1988.