【正文】 一般對受力大、要求高的重要機械零件，大多采用鍛造生產方法制造。它可以提高鍛模壽命 25%。工作時，其單位面積上承受很大的壓力，錘鍛模還要承受高達 2020MPA 的沖擊力；由于毛坯金屬的劇烈流動，模膛易受損；同時鍛模要在連續(xù)反復受熱冷卻的條件下工作，模具溫度高達 400— 500℃，由于冷熱交變的結果，模膛的表面容易產生熱疲勞裂紋。 （ 2） 沖頭相對行程 s沖 =s1 +s2 +S S —— 連皮厚度（ mm） S =5mm s1 =R+(10— 15)mm s1 =20mm s2 在 5— 10mm 之間選取 故取 8mm 頂出器行程 s頂 頂出器行程 s頂 的大小應 保證鍛件自由取出，可根據下式確定 s頂 =s沖 +s3 +（ 10— 20） mm s3 取 10mm 復合模高度設計要點及主要零件的高度計算 （ 3） 計算復合模應注意以下幾點： ?滑塊在最上位置與最下位置時 ，模具相關的活動部分零件與有關的固定零件之間應留出間隙，以便調整并防止相互碰撞。 （ 2） 各部分尺寸的確定 底座外形尺寸中下底板的尺寸根據壓床臺面墊板緊固底座方法和設備規(guī)格大小來確定。 確定原則： 偏移量 鍛模中心與模塊中心的偏移量 S，應在 c/d 表 56 允許的最小承擊面 鍛錘噸位 1 2 3 4 5 6 承擊 面積 300 500 700 900 1600 2500 鍛模的最大寬度 鍛模的最大寬度要使上模的邊緣與鍛錘導軌之間的最小間距不小于 20mm （ 1） 最小高度 Hmin 采用無過度墊模，上下模最小閉合高度應不小于錘安?？臻g最小高度 表 5— 7 設備噸位 1 2 3 5 10 H最小 320 400 410 465 565 600 H最大 500 550 600 650 750 850 鍛塊最大高度 Hmax(可根據表 5— 7得出 ) 由于是長軸類鍛件，當鍛模損壞的主要方式是磨損時，流線方向應當與鍛件的軸線方向平行，當鍛模的損壞方式主要是破裂時，流線方向最好與鍵槽中心線平行。 （ 1） 鍛件大頭靠近鉗口，這樣布排模膛，使鍛件重量大的，難出模的一端接近操作者，使操作方便，省力 （ 2） 大頭難充滿的部分放在鉗口對面，這樣對充滿模膛有力 （ 3） 當減小或取消夾鉗頭桿部應該靠近鉗口，這種布排可以利用鍛件桿部作為夾鉗料，從而省去夾鉗料頭 根據需要需用第一種排列法 （ 1） 制坯模膛盡可能按工藝順序排 列，操作者一般只允許改變一次方向，以縮短操太原工業(yè)學院畢業(yè)設計 24 作時間 （ 2） 模膛的布排應與加熱爐。因此設計時要首先布排好終鍛和預鍛兩模膛的位置，然后再根據他們的位置，鍛模工藝程序與模膛數量布排其余模膛。優(yōu)點是可控制拔長尺寸和避免坯料彎曲。 （ 6） 鍛件的某些部位在切邊或沖孔時易產生變形而影響加工余量時，則應在熱鍛件的相應部位適當考慮一定的彌補量，以提高鍛件合格率。 所制鍛件屬于長軸類鍛件，長軸類鍛件在模鍛模膛的變形是近似平面變形，所以確定原坯料時，應以計算毛坯圖為依據，并考慮采用不同的制坯工步計算出所需坯料的橫截面積，然后再選取標準的直徑，并確定坯料長度。 圓角半徑 鍛件上的圓角可以使金屬容易充滿模膛，起模方便和延長模具使用壽命。因此需要我們更加努力的提高模具的設計和制造水平。選擇鍛件工步是關鍵，在確定工步后，再根據熱鍛件圖來設計模膛，鍛模和切邊模，在設計過程中確定下料尺寸。 畢業(yè)設計任務書 1．設計的主要任務及目標 （ 1） 任務： 1)模具裝配圖及零件圖 2)設計說明書一本 3)電子資料一份 （ 2） 目標： 以所學專業(yè)知識為基礎，以實用為目的，通過對 搖臂鍛造工藝的分析及相關參數的計算，進一步進行鍛模的型腔設計， 總結出并熟練掌握鍛模設計的規(guī)律和方法。通過設計搖臂可以讓我更好的對鍛模的設計有更深入的了解，為將來更好的設計模具打好基礎。 由于我水平有限，經驗不足，在設計鍛模的過程中難免會有缺點和錯誤，希望大家諒解。模具圓角半徑太小會使鍛模在熱處理或者使用中產生裂紋壓塌變形，在鍛件上也容易產生折紋。 （ 1） 坯料截面計算 根據所采用的變形工步，按表 3— 7 計算出坯料截面 F 坯再確定毛坯 直徑： 表 3— 7 坯料截面計算表 選用工步 坯料截面計算 拔長 F坯 =( — )F均頭 * 滾壓 F坯 =(F均 F頭 )/2 拔長滾壓 聚料作用明顯 F坯 =( — )F最大 聚料作用不明顯 F坯 =( — )F均頭 * 彎曲或壓扁 F坯 =( — )F均 無制坯工步 F坯 =( — )F均 根據工序拔長和閉式滾擠知用 F坯 =( — )F最大 =（ ） d坯 = F坯 =—— 取用 55mm 直徑的圓坯料 坯料長度計算 l坯 =V坯 /F坯 V坯 =（ V鍛 +V飛 ）（ 1+a%） a 為燒損率查表 28 得出具體數值 表 38 不同加熱方法鋼的燒損率 加熱方法 燒損率（ a%） 加熱方法 燒損率（ a%） 室內煤爐或油爐 — 4 半連續(xù)煤氣爐 — 室內煤氣爐 — 3 電阻爐 1— 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計 12 半連續(xù)煤爐或油爐 — 3 接觸加熱和感應加熱 — 1 取 a=3 采用室內煤氣爐 V飛 =L周長 XF飛 = xF飛邊槽 == V 坯 =（ 215992+） *（ 1+3%） =250887mm l坯 =V坯 /F坯 =250887/（ )= 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計 13 4 模膛設計 終鍛模膛是鍛件最后成形的模膛，通過它獲得帶飛邊的鍛件。 （ 7） 鍛件形狀復雜且較高的部分應盡量放在上模。 拔長模膛的設計計算 （ 1）拔長坎高度 a 拔長后采用滾壓時 a=K1 *a桿 =K1 X lV桿桿 L 桿 小于 200 200— 500 大于 500 K1 — K2 查表知 K1= lV桿桿=*= （ 2）拔長坎長度 c C 值決定于坯料直徑 d 坯和被拔長部分的原始長度 L 始 C=k3 *d坯 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計 17 表 3— 2 系數 k3 L始 （ — ） d坯 （ — 3） d坯 （ 3— 4） d坯 4 d坯 k3 — 1 2 C== (3)半徑 R 與 R1 R=== R1== (4)拔長模膛深度 h1 和 h2 H1=2a 桿 == H2=d 坯 +10=65mm (5)模膛長度 L=L 桿 +（ 5— 10） =200mm (6)模膛寬度 B 根據坯料直徑確定 B=K4 Xd坯 ==88mm 表 4— 3 系數 K4 d坯 40 40— 80 80 K4 — — — （ 7） 模膛斜度采用 20176。 （ 1） 鍛模中心 鍛模中心是鍛模燕尾中心線與鍵槽中心線的交點，它位于錘桿軸心線上，是鍛錘打擊力的作用中心。切邊壓床的位置相適應 （ 3） 氧化皮較多的模膛是鍛模中頭道制坯模膛，應位于吹風管的對面，以防止氧化皮被吹落到終鍛和預斷模膛內 （ 4） 彎曲模膛的位置應使鍛件能以最簡單的方式移動或翻轉送入終鍛和預鍛模膛內 （ 5） 拔長模膛位置如在鍛模右邊，應采用直式如在左邊應采用斜式為宜，以方便工人操作。 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計 27 （ 1） 作用：檢驗角在鍛模設計與制造時，是各模膛與燕尾尺寸的基準面，在上產中是模具調整的依據。 沖頭設計 由于孔徑較小可以采用圓柱整體式沖頭 。 ?滑塊在最高位置時，應保證鍛件能夠自由取放。因此，熱鍛模應具有以下性能： （ 1） 在高溫下具有較高的機械性能 包括較高的強度，硬度和沖擊韌性 （ 2） 較好的耐熱疲 勞性能 使鍛模在冷熱交變的工作條件下仍然能有較高的使用壽命。 2滲硼 滲硼的模具具有一層堅硬的硼化層 。 本文通過模鍛的方式來生產所需的零件，通過模鍛可以提高生產效率，也可以減輕工人的工作強度，本文通過設計搖臂鍛件的模鍛設計方法分析了一般模鍛的具體方法與步驟，搖臂在生活中的應用比較廣泛，它的設計比較典型，通過設計搖臂了解了鍛件的變形特點和變形過程。通過鍛造，不僅可以得到機械零件的形狀，而且能改善金屬內部組織，提高金屬的機械性能和物理性能。表面處理工藝如下： 1氮化 模具經氮化處理后，可在模膛表面上形成一層硬度高，耐磨損，同時又不易和變形金屬粘結的氮化層。頂 — 頂出器至墊板的距離（ mm） H4 — 下模座高度（ mm） H模 — 模板高度（ mm） H3 — 下模座及凹模座高度（ mm） 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計 35 8 鍛模材料的選擇 熱鍛模是用來使熱態(tài)金屬毛坯在其模膛內進行塑性變形而得到鍛件的工具。 （ 1） 間隙△ 設計復合模間隙時考慮的因素與簡單切邊，沖孔模具相同，其間隙在 — 間選擇，一般情況取 1mm，沖頭與頂出器的間隙在 2— 3mm 間選取。 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計 31 表 6— 3 切邊間隙 h 10 10— 20 20 △ 1— 確定切邊沖頭高度尺寸 h=Hh1h2+S1（選用 K117A 型） S1=12 H=200 h1= h2=50 h= 切邊凹模底座設計 （ 1） 選用螺釘固定凹模的底座，這種底座根據鍛件形狀和切邊凹模形式來設計大多為專用底座，適用于大批量生產。 鎖扣間隙 鎖扣非導向側面間隙 4mm 鎖扣沿分模面非打擊面上間隙 2mm 鎖扣內圓角 R= = 鎖扣外圓角 R= 模塊尺寸的確定原則是根據鍛模的數量和尺寸進行布排，考慮最小壁厚等因素，得出太原工業(yè)學院畢業(yè)設計 26 所必須的模塊最小輪廓尺寸，然后選取標準模塊中相近的較大值。 (7)為了減小終鍛模膛與預鍛模膛中心距 L，及取用最小值，在保證模膛間模壁厚度有足夠強度的情況下，選用下列排列方法 選用平行排列法，終鍛模膛與預鍛模膛中心位于鍵槽中心線上， L 值減少的同時前后方向的錯差量也較少，鍛件質量較好。在模膛布排中，最重要的是終端模膛和預鍛模膛的布排。 由之前的計算可知模膛選用閉式 采用直排式模膛中心與燕尾中心線平行。 （ 5） 當鍛件的形狀不能保證坯料在下模膛內或切邊凹模內準確定位時，則應在熱鍛件圖上增加必要的定位余塊，然后在切邊或切削加工時去除。 （ 1） 計算毛坯 根據平面變形假設進行計算并且經修正所得的具有圓形截面的中間坯叫計算毛坯即： F計 =F鍛 +F飛 =F鍛 + F計 —— 任意一處計算毛培的很截面積 F鍛 — 相應處鍛件的橫截面積 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計 8 F飛 —— 相應處飛邊的面積 F飛邊槽 —— 相應處飛邊槽的面積 斷面號 S鍛 S計 =S鍛 + d計 = s計 1 0 252 252 2 176 3 1135 176 1311 41 4 176 5 176 6 176 7 176 728 8 176 9 176 10 176 11 176 12 176 13 176 14 176 15 176 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計 9 d均 = α=d最大