斜齿轮锻模设计.docx

1、斜齿轮锻模设计 锻模工艺及模具设计 课程设计目 录1、 绘制锻件图.22、计算锻件的主要参数.33、确定热锻件图.34、确定锻锤的吨位.45、确定毛边槽形式和尺寸.46、确定钳口形式及尺寸.57、绘制计算毛坯图.68、制坯工步的选择.69、确定坯料尺寸.510、 坯型槽设计.711、锻模结构设计.912、模锻工艺流程.913、锻模使用时必须注意的问题.914、小结.1015、参考文献.111、绘制锻件图零件为摇臂，如图1: 图1 摇臂零件图绘制锻件图过程如下：（1）确定分模位置 根据零件形状，采用上下对称的直线分模。（2）确定公差和加工余量 估算锻件质量约为0.606kg,摇臂材料为30CrN

2、iSiA，即材质系数为M1，锻件形状复杂系数：S=W锻/W外廊包容/.，为一级复杂系数S2由相关手册查得：高度公差为，长度公差为，宽度公差为零件加工精度为F1，由参考文献查得高度及水平尺寸的单边余量约为.mm,取2mm（）锻模斜度零件图上的技术条件已注明模锻斜度外模角为，内模角为（）圆角半径r=余量零件相应处圆角半径或倒角，即r=2+零件相应处圆角半径或倒角（）技术条件图上未标注的模锻斜度；图上未标注的圆角半径为R=3mm； y许的错移量.mm； 允许的残留毛边量.mm；允许的表面缺陷深度.mm； 锻件热处理：调质锻件表面清理：为便于检查淬火裂纹，采用酸洗根据余量和公差，绘制锻件图，如图所示：

3、 图2 锻件图、计算锻件的主要参数 (1)锻件在平面上的投影面积为:4844mm2; (2)锻件周边长度为373mm; (3)锻件体积为76051mm3; (4)锻件质量为0.597kg;3、确定热锻件图热锻件图是在冷锻件图的基础上加上收缩率所得到的.终锻温度下钢的收缩率为0.8%-1.5%,取1.5%,由此可绘出热锻件图,如图3: 图3 热锻件图4、确定锻锤的吨位 总变形面积为锻件在平面上的投影面积与毛边面积之和,按1-2t锤毛边槽尺寸考虑,假定毛边平均宽度为23mm,总面积F=4844+37323=13423mm2,按双作用模锻锤吨位确定的经验公式G=(3.5-6.3)F确定锻锤吨位,因摇

4、臂为大批量生产,需要高生产率,取较大的系数6.3,取k=1.0,于是G=6.31.0134.23=846kg选用1t锤.5、确定毛边槽形式和尺寸 根据锻锤的吨位,确定毛边槽的形式和尺寸如图4所示:即h桥=1.0-1.6mm,取1.4mm,h1=4mm,b=8mm,b1=22-25mm,取24mm,k1=1mm, Fk=100126mm2取126mm2锻件毛边体积V毛=3730.7Fk=3730.7126=32899mm3,其中0.7Fk=F毛(锻件平均截面积). 图4 毛边槽6、确定钳口形式及尺寸 常用的钳口的形式如图5所示,钳口的尺寸根据钳头的直径d选定,钳口尺寸按锻件质量选择,查相关资料可

5、得B=50mm,h=20mm,R0=10mm,b=6mm,a=1.5mm,ll0.5S0(S0-锻模外壁最小厚度) 图5 钳口形式及尺寸7、绘制计算毛坯图根据锻件的形状特点,选取12个截面,分别计算F锻、F毛、F计，列于表中，并绘出其截面图和直径图，如图6： 图6 计算毛坯图为设计滚挤型槽方便，计算毛坯图按热锻件尺寸计算。截面图所围的面积即为计算毛坯体积，得 V计=20*5510=110200mm3 （与V锻+V毛=76051+32899=108950mm3对比，相差1%）平均截面积 F均=110200/163=676mm2 平均截面边长 a均=均=26mm8、制坯工步选择 计算毛坯为一头一杆

6、，则=amax/a均=35.6/26=1.37=L计/a均=162/26=6.23由计算毛坯截面图和直径图知，amin=15.9mm,V杆=53220mm3,L杆=119mm,由此可得拐点处直径a拐=-0.515.9=33.2，所以K=（a拐-amin)/L杆=（33.2-15.9）/119=0.145。 G坯1kg查图表可知，应采用拔长加闭滚制坯，为易于充满型槽，应选方料，选拔长，再闭式滚挤。模锻工艺方案为：拔长闭式滚挤终锻。 9、 确定坯料尺寸 F拔=V头/L头=55800/50=1116mm2 F滚=1.1F均=1.1669=736mm2解得： F坯=F拔-K(F拔-F滚)=1116-0

7、.145（1116-736）=1061mm2 a0=坯=1061=32.6mm 根据材料规格，实际取a0=33. 烧损率取3%。 坯料体积为： V坯=V计（1+）=109020（1+3%）=107383mm3式中，1.0153是在作计算毛坯图时按热锻件尺寸考虑的，而计算坯料应按泠锻件尺寸考虑。 坯料长度：L坯=V坯/F坯=107383/352=88mm11、 坯型槽设计（1）滚挤型槽设计，采用闭式滚挤1 型槽高度h=ka计，计算结果列于表 1 中，按各截面的高度值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。表1如下：截面号F锻/mm2F毛2/mm2F计=F锻+2F毛a计=计/

8、mm修正F计/mm2修正a计/mmKh=ka计/mm2425227616.6/0.813.337117654723.4/0.818.739617657023.9591/0.819.143517616524.7623/0.819.832917650522.5/0.81824817642420.6/0.814.529217646821.6/0.817.359217666825.8/0.825.8947176112333.5/1.036.91080176125635.6/1.139.21043176121934.9/1.138.4025225215.9/0.812.7 型槽宽度为： 杆部：B杆=1.

9、27F杆/hmin=1.27447/12.7=44.7mm (1.41.6)a. 头部：B头1.1amin=1.11.13 =44取60mm.调整型槽头部和杆部宽度均为B=77mm.2 型槽长度等于计算毛坯图的长度。 图7 滚挤型槽（2）拔长型槽设计，步骤如下：1 拔长坎高度 h=k2 =0.9 =19mm2 拔长坎长度 C=k3d0=k1.13a0=1.31.1335=52mm3 圆角半径R=0.2552=14mm,R1=10R=140mm4 型槽宽度B=k4d坯+（1020）=1.351.1335+10=63.39mm取B=65mm.5 全部深度e=2h=38mm6 拔长型槽长度L拔=12

10、4mm按上述设计可锻出合格锻件，但为了提高生产率，可将型槽的高度h减少，C,R,R1增计算数值与实际采用数值比较如表2。 表2 摇壁拔长型槽尺寸型槽尺寸h/mmC/mmR/mmR1/mm计算数值19.55614140实际采用数值147730150 图8 拔长型槽12、 锻模结构设计 模锻比摆臂的1t模锻锤机组，加热炉在捶的右方，故拔长型槽布置在锻模左边，终锻工步在两者之间。 由于分模面无落差，零件相对于分模面对称分布，所以不采用锁扣，锻件宽度为40.6+213.3tan7=43.8mm,模壁厚度t0=20mm.考虑锻模有足够的承积面，由锻锤吨位可知最小，承积面积为300cm2,故取400cm2

11、.根据型腔的个数和特点可知，应尽可能取使型槽中心与打击中心重合，即使燕尾中心线和键槽中心线的交点与型槽中心重合。在计算找出终锻型槽中心离摇臂大头前端63mm，结合模块长度及钳口长度定出键槽中心线的位置为103mm。模块尺寸选为266350250（长宽高）12、 摇臂模锻工艺流程 下料：5000kN剪切机冷切 加热：半连续式炉，1220-1240 模锻：1t模锻锤，拔长、闭滚、终锻.锻造温度为1150-850 热切边：1600KN切这压力机 打磨毛刺：砂轮机 热处理：连续热处理炉，调质，硬度为dB=3.94.2mm 酸洗:酸洗槽 冷校正:1t夹板锤 检验 13、锻模使用时必须注意的问题：1、使用

12、中技术检查，模具在使用前需检查其制造质量；2、模具的安装，必须装正装紧，并注意符合其他所有要求；3、模具的预热，为保证模具的正常使用，延长模具寿命，锻打前模具必须预热，模具预热有助于坯料保温；4、终锻温度，坯料的终锻温度不得低于锻造工艺的要求；5、模具的冷却，在锻打过程中，模具温度很快升高，为防止模具过热产生退火，模具温度不允许超过400，为此，在锻打过程中必须进行冷却，冷却方法可采用外冷法和内冷法。6、润滑，及时的润滑锻模以减少摩擦力，有些润滑剂也兼起冷却锻模的作用。7、清除氧化皮，氧化皮对锻件质量和模具寿命影响很大，要及时清除氧化皮。14、小结： 通过此次课程设计，我又系统的复习了锻压的工艺及模具设计的知识，同时，进一步了解了锻压方面其他的很多知识。为我在以后的工作中打下了较坚实的基础，对于一般的锻压模具，自己基本可以独立完成整个设计任务！每次完成任务后都会有一点相同的感受，就是在学习和工作中，一定要勤奋努力，一丝不苟，用科学严谨的态度对待所以的一切任务！15、参考文献：2.郝滨海编著锻造模具简明设计手册，化学工业出版社；1.锻造工艺与模具设计课本；4.胡亚明，华林主编锻造工艺过程及模具设计，北京大学出版社；3王德拥主编简明锻工手册第2版，机械工业出版社。附件图纸零件图总锻模图