【正文】 13 滾壓模膛結(jié)構(gòu) 各部分尺寸的確定見 《中國(guó)模具工程大典》 [1] P166 表 可知： 1） 模膛高度 h，且 h jkd? （ 39） （系數(shù) k 取值：桿部 k=，頭部 k=，拐點(diǎn) k=1） 見表 3圖 314 所示。 5） Lb 值的確定 222 8 5 3 . 1 4L 3 5 1 5 13 9 1 0ppbtdLL m mBh? ??? ?? ? ? ? ???? ? ? ? ?? （ 38） 滾壓 模膛設(shè)計(jì) （ 1） 滾壓模膛型式選擇 1） 滾壓模膛的作用 滾壓模膛是用來(lái)減小坯料某部分橫截面積，增大另一部分的橫截面積，以獲得 接近計(jì)算毛坯圖的形狀和尺寸。 k 值由 pL （被拔長(zhǎng)部分坯料原始長(zhǎng)度）和 pd 決定。 由式中系數(shù) ~ 的取值原則，拔長(zhǎng)后用滾壓時(shí)取大值，所以 取為 。見圖 310。 飛邊槽面積為 A飛 = 2mm ，飛邊體積 為：V飛 == 3mm 。預(yù)鍛件的形狀如圖36 所示。 通過(guò) UG 繪制終鍛模具效果圖如下： 圖 33 終鍛上模 圖 34 終鍛下模 預(yù)鍛模膛設(shè)計(jì) 由于鍛件形狀復(fù)雜，需設(shè)置預(yù)鍛模膛。 橋部高度可用下式確定： ? （ 32） 式中 A— 鍛件在分模面上的投影面積（ 2mm ）。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 ③ 鍛造時(shí)飛邊起緩沖作用，減弱上下模的打擊，防止模具的壓塌與開裂。 經(jīng)計(jì)算，繪制的熱鍛件圖如圖 31。 則? ? 21 5 2 3 7 . 7 3 0 1 3 4 . 7 7 5 6 0 . 0 7 6 1 1 5 2 3 7 . 7 3 0 1 3 4 . 7 7 5 6 1 . 2 3 3 3 . 6 2 5 1 4 3 5 . 2 9 4 7pA m m? ? ? ? ? ? 1 .1 3 2 3 .5 7 6 0ppd A m m???? 按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格選擇原材料（圓料或方料）， 實(shí)際取 pd =26mm 便可計(jì)算出實(shí)際坯料的截面積 pA = 2mm ，然后確定下料長(zhǎng)度： ppqpVLlA?? （ 211） 式中 ql — 類鉗料頭長(zhǎng)度，一般取 ql =（ ~） d， d 為坯料直徑； pV — 坯料體積，由下式確定： 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 ( )(1 )p j fV V V? ? ? ?== 3mm （ 212） 式中 jV — 鍛件 體積； fV — 飛邊加沖孔連皮的體積； δ — 火耗率， 查 《中國(guó)模具工程大典》 [1] P157 取 δ 為 3%。 由 Auto CAD 可得到A=+。 由圖 查對(duì)，可采用 拔長(zhǎng)加上 閉 式滾擠制坯 工步 。 經(jīng) UG 測(cè)得 gV = 3mm ，所以： 24 3 0 8 3 . 9 5 8 43 .8 2 0 . 7 5 1 4 . 2 2 9 9 0 . 5 1 4 . 2 2 9 9 2 4 . 8 8 0 5140gd m m? ? ? ? ? ?， 2 4 . 8 8 0 5 1 4 . 2 2 9 9 0 . 0 7 6 1140K ???。 按體積相等修正計(jì)算毛坯圖 （圖 24） ，修正后最大截面積和最大直徑?jīng)]有變化。 將 jA 除以 jL 便可得到計(jì)算毛坯的平均截面積 mA 。即： 2j d f d fA A A A A?? ? ? ? ? （ 21） 式中 jA — 任意一處計(jì)算毛坯的橫截面積； Ad — 相應(yīng)處鍛件的橫截面積； fA — 相應(yīng)處飛邊的橫截面積； fA? — 相應(yīng)處飛邊槽的橫截面積； ? — 充滿系數(shù)，形狀簡(jiǎn)單的鍛件取 ~，形狀復(fù)雜的取 ~， 兩端面一般取 1。另外由于截面積不規(guī)則，金屬在鍛壓時(shí)流動(dòng)劇烈，高筋部分 較高，凸臺(tái)高度也較高，這些都不容易一次成形，且若能成形也對(duì)模具損傷很大。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第 2 章 鍛件工藝方案的確定 模鍛工步的選擇 根據(jù)鍛造工藝設(shè)計(jì)的原則，凡機(jī)械加工容易實(shí)現(xiàn)的形狀和尺寸，不強(qiáng)求用鍛造法。 鍛造作為金屬加工的主要方法和手段之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位，是裝備制造業(yè)，特別是機(jī)械、汽車行業(yè)，以及軍工、航空航天工業(yè)中不可或缺的主要加工工藝。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。這就要確定毛坯尺寸、設(shè)計(jì)預(yù)鍛型腔、終鍛型腔、毛邊槽、計(jì)算成型力及預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的問(wèn)題與解決辦法。 2）工作難點(diǎn)：用圓棒料直接鍛造成型是很困難的 , 需從鍛模設(shè)計(jì)上充分考慮預(yù)鍛型腔、終鍛型腔的金屬流動(dòng)和原材料的預(yù)分配。 加熱設(shè)備方面，用無(wú)煙節(jié)煤爐代替了落后的煤爐，制造了高效薄壁旋轉(zhuǎn)加熱爐和敞焰無(wú)氧化加熱爐。 在工藝方面，推廣模鍛工藝，采用了高效率、少無(wú)切削的特種鍛造工藝，如精密模鍛、輥鍛和擠壓等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每模鍛 100萬(wàn) t 鋼，可比切削加工減少 2~8 萬(wàn) 名工人，少用 15000 臺(tái) 機(jī)床。在承受同樣大小沖擊力的情況下，鍛制零件的尺寸可以減小，既節(jié)省金屬，又使機(jī)器更加輕巧。 鍛造工藝 的發(fā)展概況 本課題是以鍛造方法來(lái)實(shí)現(xiàn)滑架的成型，鍛造生產(chǎn)與其他加工方法相比，具有以下特點(diǎn)： 1） 鍛造能改善金屬的組織，提高金屬的力學(xué)性能和物理性能。 鍛造工藝不僅能合理利用金屬的塑性，省時(shí)節(jié)能地獲得產(chǎn)品的形狀，而且還能改變金屬的內(nèi)部組織，提高原始金屬本身的承載能力，進(jìn)而受到節(jié)材的效果。以Deform軟件的模擬數(shù)據(jù)為參考預(yù)計(jì)結(jié)果是可以滿足鍛造工藝要求的。本文擬采用鍛造方法實(shí)現(xiàn)滑架的批量生產(chǎn)。 60 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 引 言 滑架的主要作用是承受物件、吊具及鏈條的重量，在垂直彎曲段還要承受鏈條張力的合力，并能夠保證鏈條按軌道的線路運(yùn)行 ，滑架 廣泛應(yīng)用于輕工、紡織、汽車、摩托車、家電、食品、橡膠及建材等行業(yè)。 18 各模膛模擬效果 16 成形模膛設(shè)計(jì) 14 滾壓模膛設(shè)計(jì) 13 拔長(zhǎng)模膛設(shè)計(jì) 12 預(yù)鍛模膛設(shè)計(jì) 10 第 3 章 錘用鍛模模膛設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒論 2 課題意義、研究?jī)?nèi)容及研究方案 5 模鍛工步的選擇 10 坯料尺寸的確定 12 飛邊槽的確定 21 模膛布局 24 鎖扣設(shè)計(jì) 在使 用過(guò)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。 本課題通過(guò)收集大量鍛造工藝資料及閱讀相關(guān)的文獻(xiàn)，通過(guò)理論公式計(jì)算 從模膛工步 選擇到確定毛坯尺寸，再到終鍛、預(yù)鍛模膛及相關(guān)制坯模膛設(shè)計(jì)，最后到鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所有數(shù)據(jù)確定都嚴(yán)格按照公式計(jì)算修整后得到，結(jié)合 Deform軟件的模擬，不斷對(duì)各模膛進(jìn)行修改直至 模擬 得到滿足要求的鍛件為止。模具設(shè)計(jì)與制造能力的強(qiáng)弱與水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志之一，它關(guān) 系著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高，直接影響了國(guó)民經(jīng)濟(jì)中許多行業(yè)的發(fā)展。 在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家中，模鍛件平均占鍛件總質(zhì)量的百分之七十以上，因此，模具在生產(chǎn)中所占比重，在某種意義上代表了這個(gè)國(guó)家 經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，是工業(yè)發(fā)達(dá)程度的標(biāo)志之一。因而，鍛制成的零件強(qiáng)度高，可承受更大的沖擊力。以生產(chǎn)六角螺釘為例，用模鍛成形，生產(chǎn)率可比切削加工提高 約 50 倍；如采用多工位冷鐓的效率更高。 隨著機(jī)械制造工業(yè)的巨大發(fā)展，鍛造生產(chǎn)也隨之得到迅速發(fā) 展。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 在設(shè)備方面，已能成功制造 5kN 以下的自由鍛錘、帶數(shù)控裝置的 150MN 的自由鍛造水壓機(jī)、 300MN 的模鍛水壓機(jī)、超長(zhǎng)寬臺(tái)面的 KT12500 型楔式熱模鍛壓力機(jī)、 16kN 以下的蒸 空模鍛錘、 以下的摩擦壓力機(jī)。 課題意義、研究 內(nèi)容 及 研究 方案 （ 1） 本 課題研究的主要內(nèi)容： 1） 熟悉滑架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及使用要求，對(duì)零件的鍛造工藝性進(jìn)行分析； 2） 確定零件的鍛造工藝，明確模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)； 3） 設(shè)計(jì)滑架的鍛件圖，在鍛件圖的基礎(chǔ)上，最終設(shè)計(jì)出滑架的鍛造模具結(jié)構(gòu) （ 2） 課題研究方案 1）工作重點(diǎn)：滑架的鍛造工藝分析是模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，所以前期的鍛造工藝分析非常重要，后期模具設(shè)計(jì)既是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。工藝過(guò)程為 :下料→加熱→自由鍛毛坯→預(yù)鍛、終鍛→熱切邊→調(diào)質(zhì)處理→吹砂?；軅鹘y(tǒng)的加工方法是采用鑄造工藝。 因?yàn)?鑄造組織經(jīng)過(guò)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(lái)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。 所以用鍛造方法加工滑架有其現(xiàn)實(shí)的意義。同時(shí)沿軸線方向截面積不規(guī)則，凸臺(tái)部分用料較多，折彎部分用料也較多，故其鍛造過(guò)程中的體積分配也是一大難點(diǎn)。 1） 計(jì)算毛坯 根據(jù)平面變形假設(shè)進(jìn)行計(jì)算并經(jīng)修正所得的具有圓形（或方形）截面的中間坯料叫計(jì)算毛坯或計(jì)算坯料，它的各個(gè)截面積等于沿鍛件長(zhǎng)度上各相應(yīng)截面積加上飛邊的截面積。以計(jì)算毛坯的長(zhǎng)度 Lj 為橫坐標(biāo)，以算得的 Aj 為縱坐標(biāo) （見圖 22） ，繪制光滑曲線，便得到鍛件（或計(jì)算毛坯）的截面 積及直徑變化 圖（ 見表 2 圖 23），根據(jù) Aj 可以計(jì)算出計(jì)算毛坯上任一處的直徑 jd （或邊長(zhǎng) ja ），即 ? （ 或 jjaA? ） （ 22） 圖 22 軸線及面積測(cè)量示意圖 表 21 沿軸向的截面積及直徑 沿軸向長(zhǎng)度jL 截面積 jA 直徑 jd 1 1 2 6 3 15 4 27 5 34 6 42 7 58 8 73 9 90 10 100 11 105 12 110 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 13 115 14 120 15 125 16 130 17 140 18 150 19 160 20 162 21 168 22 170 23 173 截面積01002003004005006000 50 100 150 200截面積 直徑0 50 100 150 200直徑 圖 23 鍛件截面積及直徑變化曲線圖 對(duì)于上述計(jì)算毛坯圖，為了保證金屬順利地流動(dòng)，在大小兩個(gè)截面過(guò)渡處還應(yīng)加大連接的圓弧。 ? =（或 mmaA? ） （ 24） 在計(jì)算毛坯圖上 ， jd 大于 md 之處叫做頭部， jd 小于 md 處叫做桿部。 拐點(diǎn)處直徑按照桿部體積守恒轉(zhuǎn)化成錐體的大頭直徑，可根據(jù)下式計(jì)算 2m i n m i n3. 82 0. 75 0. 5gg gVd d dL? ? ? （ 28） 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 式中 gV — 計(jì)算毛坯桿部體積； gL — 計(jì)算毛坯桿部長(zhǎng)度。 圖 25 長(zhǎng)軸類鍛件制坯工步選用范圍 圖中的文字含義如下： 不 — 不需制坯工步，可直接模鍛成形； 卡 — 需卡壓制坯； 開 — 需開式滾擠制坯； 閉 — 需閉式滾擠制坯； 拔 — 需拔長(zhǎng)制坯； 拔 – 閉滾 — 當(dāng) K值大于 時(shí)，宜用拔長(zhǎng)加上閉式滾擠制坯； 拔 – 開滾 — 當(dāng) K值在 ~ 之間，宜用拔長(zhǎng)加上開式滾擠制坯； 拔 卡 — 當(dāng) K值小于