【正文】 拔長模膛是用來減少坯料某部分的橫截面積，增大其長度，具有分配金屬的作用。 圖 36 預(yù)鍛件形狀 設(shè)置飛邊槽來容納多余金屬。 預(yù)鍛模膛的設(shè)計(jì)主要是使金屬在終鍛時(shí)不出現(xiàn)折疊， 減少終鍛模膛的磨損，改善終鍛時(shí)充滿 情況。 經(jīng) Auto CAD可得出 鍛件周邊為 ， 其投影面積 A= 2mm ，所以 fh =≈1mm。 2） 飛邊槽尺寸的確定 此次設(shè)計(jì)中 采用飛邊槽的型式如圖 32，見 圖 32 飛邊槽型式 飛邊槽最主要的尺寸是橋部高度 fh 及寬度 b。 圖 31 滑架的熱鍛件圖 注： 7176。 所以 ： 6 0 0 5 8 . 8 1 8 0 1 1 3 . 4 4 5 45 2 9 . 4 0 7 2pL m m??，實(shí)際取 120mm。所以 G=1=，選用 1t 雙作用錘 。 為在鍛造時(shí)易于充滿，應(yīng)選用原坯料，模鍛工藝為：拔長加 閉 式滾 壓 — 預(yù)鍛 — 終鍛。 3） 制坯工步選擇 圖 25 是根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)而繪成的圖表，可將計(jì)算得到的繁重系數(shù)（ α ， β ， K， G）代入圖表中查對，從而得出制坯工步的初步方案。 圖 24 計(jì)算毛坯圖修正 2） 工藝繁重系數(shù)計(jì)算 如果計(jì)算毛坯斷面變化很大，而且桿部又很長，則制坯時(shí)由桿部排出的金屬多，而且流動(dòng)的距離也很長，亦即變形量大。 j d fm jjV V VA LL??? （ 23） 由 UG 測得 V總 = 3mm ， L總 =，所 以 mA = 2mm 。 李思思： XT80 型滑架的鍛造工藝分析及模具設(shè)計(jì) 6 一般充型過程中，飛邊充滿 50%的飛邊槽 ，設(shè)計(jì)中都以此計(jì)算。 圖 21 滑架 UG 效果圖 根據(jù)以上分析，本次設(shè)計(jì)時(shí)制坯工步采用了拔長加 滾壓 和成形 工步 。所以其沿軸向三個(gè)孔選用機(jī)加工完成。隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的不斷深化，特別是作為支柱產(chǎn)業(yè)的汽車制造業(yè)的大發(fā)展，為我國的鍛造業(yè)營造了非常好的機(jī)會(huì) 。在使用過程中由于滑架的力學(xué)性能較低，滿足不了使用要求，迫切需要改進(jìn)生產(chǎn)工藝。 3） 研究途徑：此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究是采用 UGNX 軟件對滑架進(jìn)行型體建模造型設(shè)計(jì)；利用搜索引擎、中 /外文數(shù)據(jù)庫、模具設(shè)計(jì)手冊搜集相關(guān)文獻(xiàn)及數(shù)據(jù)資料加以輔助設(shè)計(jì)；在三維造型的基礎(chǔ)上，對滑架進(jìn)行工藝分析，確定滑架的鍛件圖及鍛造工藝；基于鍛造工藝方案 ，確定毛坯尺寸、設(shè)計(jì)預(yù)鍛型腔、終鍛型腔、計(jì)算成型力等，對滑架的鍛造模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定合理的工藝參數(shù)，并繪制模具圖及相應(yīng)的零件圖，使設(shè)計(jì)的模具更具有可行性和實(shí)用性，使滑架的制造更具有經(jīng)濟(jì)性。在工藝上要考慮毛坯的形狀尺寸、坯料在型腔的放置位置、鍛 造操作時(shí)打擊力的輕重等。隨著我國工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，煤氣和燃油加熱爐及電加熱爐已廣泛采用，感應(yīng)電加熱（中頻、工頻） 已在先進(jìn)的自動(dòng)化鍛壓生產(chǎn)線中為首選地加熱設(shè)備。掌握了合金鋼和大型鍛件的各種鍛造技術(shù)，當(dāng)今，我國的大鍛件生產(chǎn)已具備了制造 600MW 火電全套大鍛件、 700MW 水電全套大鍛件、 600~1000MW核電大鍛件、千噸級(jí)石化壓力容器、大型高鉻鋼軋輥、 7 萬噸級(jí)遠(yuǎn)洋輪成套大鍛件以及航天航空、軍工用基礎(chǔ)件，曲軸、模塊、軸承等中型基礎(chǔ)件的制造能力。 4） 鍛造有很大的靈活性。 2） 節(jié)約金屬材料和 切削加工工時(shí)。通過鍛造能使鑄造組織中的氣孔及疏松壓實(shí)，把粗大的晶粒擊碎成細(xì)小的晶粒，并形成纖維組織。模鍛工藝是在自由鍛工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種先進(jìn)工藝。 李思思： XT80 型滑架的鍛造工藝分析及模具設(shè)計(jì) 2 第 1 章 緒論 引言 在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中，模具工業(yè)已成為國名經(jīng)濟(jì)中一個(gè)非常 重要的行業(yè)。 因?yàn)?鑄造組織經(jīng)過鍛造方法熱加工變形后由于金屬的變形和再結(jié)晶，使原來的粗大枝晶和柱狀晶粒變?yōu)榫Я］^細(xì)、大小均勻的等軸再結(jié)晶組織，使鋼錠內(nèi)原有的偏析、疏松、氣孔、夾渣等壓實(shí)和焊合，其組織變得更加緊密，提高了金屬的塑性和力學(xué)性能。 滑架傳統(tǒng)的加工方法是采用鑄造工藝。 38 附 錄 B 30 結(jié)論與展望 25 模膛壁厚的確定 21 鉗口設(shè)計(jì) 19 第 4 章 錘用鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 引言 目 錄 引 言 2 鍛造工藝的發(fā)展概況 3 第 2 章 鍛件工藝方案的確定 5 鍛錘噸位的確定 12 終鍛模膛設(shè)計(jì) 12 熱鍛件圖的制定和繪制 25 裝模空間和鍛模緊固 34 致 謝 36 參考文獻(xiàn) 37 附 錄 A 鑄造方法雖然可以用于 制造形狀復(fù)雜的零 件 ， 但常用于制造力學(xué)性能要求不高的零件。而且 鍛造滑架比鑄造滑架要省時(shí)省人力，如果能鍛造出滿足強(qiáng)度要求的滑架，那大批量生產(chǎn)可帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益。許多新產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)在很大程度上依賴于模具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)。它是將金屬加熱，使其具有較高的塑性，然后置于鍛模模膛中，有鍛造設(shè)備施加壓力，是金屬發(fā)生塑性變形并充填模膛，得到所需形狀并符合技術(shù)要求的模鍛件。當(dāng)纖維組織沿著零件輪廓合理地分布時(shí)，可以提高零件的塑性和沖擊韌性。 3） 具有較高的勞動(dòng)生產(chǎn)率。可以鍛制形狀很簡單的鍛件（如模塊、齒輪坯等），也可鍛制形狀復(fù)雜、不需或只需少量切削加工的精密鍛件（如曲軸、精鍛齒輪等），這些鍛件質(zhì)量最小的不到 1kg，大的可達(dá)幾百公斤甚至幾百噸；即可單件小批生產(chǎn)，又可大批量生產(chǎn)。國內(nèi)可鍛最大鋼錠 260t，最大鍛件 150t 等。 綜上所述，解放后我國的鍛造行業(yè)已形成了具有自己特點(diǎn)的體系，為發(fā)展我國的中型機(jī)械工業(yè)和鞏固國防奠定了有力的基礎(chǔ)。本課題預(yù)采用二次成型的鍛造工藝方案 , 先進(jìn)行自由鍛毛坯 ,后進(jìn)行預(yù)鍛、終鍛成型。 XT80 型滑架是某輸送機(jī)械上的關(guān)鍵零部件之一。本文擬采用鍛造方法實(shí)現(xiàn)滑架的批量生產(chǎn)。 近幾年在設(shè)備制造技術(shù)李思思： XT80 型滑架的鍛造工藝分析及模具設(shè)計(jì) 4 和加工技術(shù)上都有了很大的進(jìn)展，行業(yè)的競爭力得到提升，某些方面 的技術(shù)水平已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。 本課題設(shè)計(jì)時(shí)由二維鍛件圖，經(jīng)過UG 的三維建模造型修改成無孔鍛件（見圖 21）， 鍛造工藝中的難點(diǎn)是凸臺(tái)和兩側(cè)邊緣高 筋 部分的成形。另外由于鍛件兩側(cè)有高筋部分，且沿軸向彎曲度較大，為了順利充型，需要設(shè)計(jì)預(yù)鍛和終鍛模膛。 在作計(jì)算毛坯圖時(shí)，對于彎曲的鍛件，計(jì)算毛坯的長度等于鍛件展開后的長度。 李思思： XT80 型滑架的鍛造工藝分析及模具設(shè)計(jì) 8 由 mA 便可算出計(jì)算毛坯的平均直徑 md （或邊長 ma ）。變形量的大小，一般可用下面幾個(gè)指標(biāo)來衡量： maxmdd?? 502 ?? （ 25） jmLd?? 1 7 4 .7 7 5 6 8 .4 7 0 62 0 .6 3 3 1?? （ 26） minggddK L?? （ 27） 式中 α — 金屬流入頭部的繁重系數(shù)； β — 金屬沿軸向流動(dòng)的繁重系數(shù)； K— 桿部斜率； maxd — 計(jì)算毛坯的最大直徑； mind — 計(jì)算毛坯的最小直徑； gd — 桿部與頭部轉(zhuǎn)接處的直徑，又稱為拐點(diǎn)處直徑。45鋼的密度為 3gcm ，則 G=。 李思思： XT80 型滑架的鍛造工藝分析及模具設(shè)計(jì) 10 鍛錘噸位的確定 經(jīng)驗(yàn)公式 ( ~ )G KA? （ 29） 式中 G— 錘落下部分重量（ kg） A— 鍛件和飛邊（按倉部的 50%計(jì)算）在水平面上的投影面積（ 2cm ）； K— 材料系數(shù)。 坯料尺寸的確定 確定模鍛所需原坯料尺寸時(shí)，應(yīng)根據(jù)鍛件的形狀和尺寸以及所采用的模鍛方法，先計(jì)算出所需的金屬體積，然后再計(jì)算出坯料的截面尺寸和下料長度。 李思思： XT80 型滑架的鍛造工藝分析及模具設(shè)計(jì) 12 第 3 章 錘用鍛模模膛設(shè)計(jì) 終鍛模膛設(shè)計(jì) 熱鍛件圖的制定和繪制 1） 在熱鍛件圖的全部尺寸上都應(yīng)計(jì)入收縮率。 R3 % 飛邊槽的確定 1） 飛邊槽的作用 ① 增加金屬流出模膛阻力，迫使金屬充滿模 膛。 fh 增大，阻力減小， fh 減小阻力增大。 其它尺寸經(jīng)查 《鍛造工藝學(xué)》 h? P132 表 415 確定為： 1h =3mm， 1R =1mm，b=10mm， 1b =28mm。因此根據(jù)鍛件的特李思思： XT80 型滑架的鍛造工藝分析及模具設(shè)計(jì) 14 性，我們要成形的預(yù)鍛件 基本類似于終鍛 件 ， 做如下修改，加大圓角半徑和拔模斜度，同時(shí)減小 凹槽兩側(cè)的高度，另外 減小凸臺(tái)的高度，并相應(yīng)的增大 其半徑。 經(jīng) UG 測得，預(yù)鍛件的周邊長度為 ，投影面積為 2mm 。 2） 拔長模膛型式 拔長模膛采用開式，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡單，制造方便，且應(yīng)用最廣，在模塊上的排列為直排式，其模膛中心線與燕尾中心線平行。其中主要是拔長坎德設(shè)計(jì)，拔長的高度 h、長度 l 和拔長模膛寬度 B 的確定。 實(shí)際應(yīng)用中，我們常將計(jì)算的 h 值有意減少 3%~4%，然后，通過調(diào)試再將h 值修整成合適的數(shù)值，本次設(shè)計(jì)修整后取 h=10mm。所以， l =26=39mm。 2） 滾壓模膛的型式 在制坯工步選擇時(shí)，已經(jīng)確定為閉式滾擠，閉式滾擠模膛橫截面為橢圓形，如圖 312 所示，此種模膛滾壓時(shí)，聚料效 果好，但模膛制造較復(fù)雜，在這種模膛中滾壓后，坯料表面較圓滑，終鍛時(shí)不易折疊，故應(yīng)用較廣。 所以 3 0 7 . 7 4 2 61 . 5 2 6 3 9 1 . 2 5 3 3 . 7 9 1 40 . 8 1 4 . 2 2 9 9B? ? ? ? ??，且1 . 1 2 5 . 4 5 0 2 2 7 . 9 9 5 2B? ? ?，本次設(shè)計(jì) B 值取為 35mm。 公式 313 5） 毛刺槽尺寸， a=4mm， c=20mm， 3R =5mm， 4R =4mm， b=20mm。 （ 2） 成形模膛尺寸確定 成形模膛的形狀是根據(jù)終鍛模膛在分模面上的外形 (水平投影 )，用作圖法制安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 出。 ④ 模膛最小高度 m i n 5 2 9 . 4 0 7 28 . 2 1 7 42 . 8 2 . 8pAh m m? ? ? 公式 316 ⑤ 模膛寬度 B m i n5 2 0 . 4 0 7 21 0 ~ 2 0 1 3 6 5 . 0 4 0 710pAB m mh? ? ? ? ?， 公式 317 修整為 65mm。 李思思： XT80 型滑架的鍛造工藝分析及模具設(shè)計(jì) 20 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 第 4 章 錘用鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模膛布局 模膛的合理布置是多模膛鍛模設(shè)計(jì)中一個(gè)十分重要的問題，模膛布置合理與否關(guān)系著鍛件質(zhì)量的好壞，鍛模壽命的高低，生產(chǎn)效率與工人操作的難易。如圖 41 所示。 求模膛中心有圖解、計(jì)算等多種方法，實(shí)際中常用的有樣板法，計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算法兩種，由于樣板法對于本次設(shè)計(jì)不實(shí)際，計(jì)算機(jī)輔助法也有點(diǎn)困難，本次設(shè)計(jì)中心計(jì)算方法用了 沖壓設(shè)計(jì)中的壓力中心計(jì)算方法，計(jì)算求得重心在軸線水平投影的 54mm處。 （ 2） 終鍛模膛與預(yù)鍛模膛的布置原則 當(dāng)頂鍛模膛和終鍛模膛同時(shí)存在時(shí)，二個(gè)模膛的布置要兼顧，一是在模壁強(qiáng)度允許的條件下二個(gè)模膛盡量靠近；二是終鍛模膛要比預(yù)鍛模膛更加靠近模鍛中心。采用這種排列可使鍛模前后方向的錯(cuò)差比較好控制，操作方便，是最常用的布置方法。 如圖 47 所示。 （ 2） 模膛的布置方案 模膛布置的主要方案如圖 48 所示，本次設(shè)計(jì)采取第 八 種布置方式。應(yīng)保證夾料鉗子能被自由地操