【文章內(nèi)容簡介】 部長度。 經(jīng) UG 測得 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 ???。 3） 制坯工步選擇 圖 25 是根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗的總結而繪成的圖表，可將計算得到的繁重系數(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。45鋼的密度為 3gcm ，則 G=。 圖 25 長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 — 需拔長制坯； 拔 – 閉滾 — 當 K值大于 時，宜用拔長加上閉式滾擠制坯； 拔 – 開滾 — 當 K值在 ~ 之間，宜用拔長加上開式滾擠制坯； 拔 卡 — 當 K值小于 時，可用拔長加上卡壓制坯。 由圖 查對，可采用 拔長加上 閉 式滾擠制坯 工步 。 為在鍛造時易于充滿，應選用原坯料，模鍛工藝為：拔長加 閉 式滾 壓 — 預鍛 — 終鍛。 李思思： XT80 型滑架的鍛造工藝分析及模具設計 10 鍛錘噸位的確定 經(jīng)驗公式 ( ~ )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%計算）在水平面上的投影面積（ 2cm ）； K— 材料系數(shù)。 查 《 中國 模具工程大典 》 [1] P155 表 取 K=1。 由 Auto CAD 可得到A=+。所以 G=1=，選用 1t 雙作用錘 。 坯料尺寸的確定 確定模鍛所需原坯料尺寸時，應根據(jù)鍛件的形狀和尺寸以及所采用的模鍛方法，先計算出所需的金屬體積，然后再計算出坯料的截面尺寸和下料長度。 坯料截面積計算 查 《中國模具工程大典》 [1] P157 表 可知拔長加滾壓工步的計算 公式為： ? ?( ) ( 1 . 0 5 ~ 1 . 2 )p b b g t t t t mA A K A A V L K V L A? ? ? ? ? ? ? （ 210） 式中 tV — 計算毛坯頭部的體積； tL — 計算毛坯頭部的長度； K— 計算毛坯直徑圖桿部的錐度； gA — 滾壓坯料截面積； bA — 拔長坯料截面積。 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???? 按標準規(guī)格選擇原材料（圓料或方料）， 實際取 pd =26mm 便可計算出實際坯料的截面積 pA = 2mm ，然后確定下料長度： ppqpVLlA?? （ 211） 式中 ql — 類鉗料頭長度，一般取 ql =（ ~） d， d 為坯料直徑； pV — 坯料體積，由下式確定： 安徽工程大學畢業(yè)設計（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 《中國模具工程大典》 [1] P157 取 δ 為 3%。 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??，實際取 120mm。 李思思： XT80 型滑架的鍛造工藝分析及模具設計 12 第 3 章 錘用鍛模模膛設計 終鍛模膛設計 熱鍛件圖的制定和繪制 1） 在熱鍛件圖的全部尺寸上都應計入收縮率。其計算公式 (1 %)RLL? ?? （ 31） 式中 RL — 鍛件熱尺寸； L— 鍛件冷尺寸； δ — 終鍛溫度下金屬的收縮率為 %~%，本文取 %。 經(jīng)計算，繪制的熱鍛件圖如圖 31。 圖 31 滑架的熱鍛件圖 注： 7176。 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。 ② 容納多余的金屬。 安徽工程大學畢業(yè)設計（論文） 13 ③ 鍛造時飛邊起緩沖作用，減弱上下模的打擊，防止模具的壓塌與開裂。 2） 飛邊槽尺寸的確定 此次設計中 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。 fh 增大，阻力減小， fh 減小阻力增大。橋部寬度 b增加時阻力增加。 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 ）。 經(jīng) Auto CAD可得出 鍛件周邊為 ， 其投影面積 A= 2mm ，所以 fh =≈1mm。 其它尺寸經(jīng)查 《鍛造工藝學》 h? P132 表 415 確定為： 1h =3mm， 1R =1mm，b=10mm， 1b =28mm。 飛邊槽面積為 A飛 = 2mm ，飛邊體積 為：V飛 == 3mm 。 通過 UG 繪制終鍛模具效果圖如下： 圖 33 終鍛上模 圖 34 終鍛下模 預鍛模膛設計 由于鍛件形狀復雜，需設置預鍛模膛。 預鍛模膛的設計主要是使金屬在終鍛時不出現(xiàn)折疊， 減少終鍛模膛的磨損，改善終鍛時充滿 情況。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計 14 性，我們要成形的預鍛件 基本類似于終鍛 件 ， 做如下修改，加大圓角半徑和拔模斜度，同時減小 凹槽兩側的高度，另外 減小凸臺的高度，并相應的增大 其半徑。經(jīng)過多次的設計模擬，我們最 終確定了一個良好的預鍛模具。預鍛件的形狀如圖36 所示。 圖 36 預鍛件形狀 設置飛邊槽來容納多余金屬。 經(jīng) UG 測得，預鍛件的周邊長度為 ，投影面積為 2mm 。 同終鍛飛邊槽的計算類似，再根據(jù)? =≈1mm，則其飛邊槽形狀大小與終鍛時一致，即 1h =3mm，1R =1mm， b=10mm， 1b =28mm。 飛邊槽面積為 A飛 = 2mm ，飛邊體積 為：V飛 == 3mm 。 通過 UG 繪制預鍛模具 效果圖 如 下 ： 圖 37 預鍛上模 圖 3 8 預鍛下模 拔長模膛設計 （ 1） 拔長模膛型式的選擇 1） 拔長模膛的作用 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。 2） 拔長模膛型式 拔長模膛采用開式，因為其結構簡單，制造方便，且應用最廣，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。其優(yōu)點是可控制拔長尺寸和避免坯料彎曲，該排列型式應用也較廣。見圖 310。 安徽工程大學畢業(yè)設計（論文） 15 圖 310 開式拔長模膛 （ 2） 模膛尺寸的確定 模膛尺寸根據(jù)鍛件桿部需要拔長部分的尺寸和坯料尺 寸設計。其中主要是拔長坎德設計，拔長的高度 h、長度 l 和拔長模膛寬度 B 的確定。 1） 拔長坎高度的確定 m i n( 0 . 8 ~ 0 . 8 5 )hF? （ 33） 式中 minF — 拔長后坯料的最小截面積，即鍛件桿部面積與飛邊面積之和? ?2mm 。 由式中系數(shù) ~ 的取值原則，拔長后用滾壓時取大值，所以 取為 。則 0 . 8 5 1 5 8 . 5 8 0 4 1 0 . 7 0 3 9h m m??。 實際應用中，我們常將計算的 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，本次設計修整后取 h=10mm。 2） 拔長坎長度 l 的確定 pl kd? （ 34） 式中 l— 拔長坎長度（ mm）； pd — 原坯料直徑（ mm）； k— 系數(shù)。 k 值由 pL （被拔長部分坯料原始長度）和 pd 決定。查 《中國模具工程大典》[1] P165 表 ， k 取為 。所以， l =26=39mm。 3） 圓弧 R 與 1R 的確定 李思思： XT80 型滑架的鍛造工藝分析及模具設計 16 0 . 2 5 9 . 7 5 1 0 m mR l m m? ? ? （ 35） 1 10 2. 5 10 0R R l m m? ? ? （ 36） 4） 拔長模膛的寬度 B 值的確定 一般情況， 39pB d mm?? （ 37） 因為計算毛坯為一頭一桿式，所以 設計中不需要拔長臺。 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 模膛設計 （ 1） 滾壓模膛型式選擇 1） 滾壓模膛的作用 滾壓模膛是用來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 接近計算毛坯圖的形狀和尺寸。同時它還有滾光坯料表面和去除氧化皮的作用。 2） 滾壓模膛的型式 在制坯工步選擇時，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，聚料效 果好，但模膛制造較復雜，在這種模膛中滾壓后，坯料表面較圓滑，終鍛時不易折疊，故應用較廣。 圖 312 閉式滾壓模膛 （ 2） 滾壓模膛尺寸的確定 模膛尺寸和形狀主要根據(jù)計算毛坯圖尺寸和坯料橫截面尺寸來確定，模膛結構如圖 313 所示 。 安徽工程大學畢業(yè)設計（論文） 17 圖 313 滾壓模膛結構 各部分尺寸的確定見 《中國模具工程大典》 [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 k=1） 見表 3圖 314 所示。 表 31 模膛高度變化表 沿軸向長度 h 值 1 6 15 27 34 42 58 73 90 100 105 110 115 120 125 130 140 150 160 162 168 170 173 李思思： XT80 型滑架的鍛造工藝分析及模具設計 18 圖 314 模膛高度變化示意圖 2） 模膛寬度 B， m in(1 .4 ~ 1 .6 ) 1 .2 5gmp AdB h?? ， （ 310） 但 ? 。 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? ? ?，本次設計 B 值取為 35mm。 3） 模膛長度 L， 滑架為彎曲軸線的鍛件，且彎曲時有拉伸且并不嚴重，模膛尺寸 L 介于 鍛件內(nèi)側 1/3 寬度處的連線張開長度 (經(jīng) UG 測得長度為 )與鍛件水平投影的長度 （經(jīng) Auto CAD 測得為 ） 之間 ,本次設計取為165mm。 由于桿部直徑變化不大，所以滾壓模膛的桿部直徑定為一定值， 在桿部處 h 定為 20mm，頭部高度定位 27mm。 4） 模膛鉗口尺寸， 6pnd??=≈12mm， 公式 311 (1~ 2)mn? =18mm， 公式 312 6pRd??= ≈9mm。 公式 313 5） 毛刺槽尺寸， a=4mm， c=20mm， 3R =5mm， 4R =4mm， b=20mm。 上述符號說明： pA — 坯料斷面積； minh — 模膛最小深度； maxd — 計算毛坯最大直徑； gmA — 計算毛坯桿部平均斷面積； ? — 收縮率。 成形模膛設計 （ 1） 模膛型式的確定 1） 模膛作用 成形模膛的作用與彎曲模膛相近似，也是用來使毛坯獲得符合終鍛模膛在分模面上的形 狀。 2） 模膛型式 成形模膛一般為開式模膛，由于鍛件在分模面上形狀不對稱所以本次成形模膛型式選擇不對稱式。 （ 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畢業(yè)設計（論文） 19 出。 1） 模膛高度 h 為了成形后的毛坯能自由地放入 預鍛模膛，并以鐓粗的方式成型，成形模膛高度 h 應小于熱鍛件在分模面上的外形尺寸。按下式確定： ① 在頭部 h=b 1 ~ 2d mm? 公式 314 ② 在桿部 3 ~ 5dh b mm?? 公 式 315 ③ 模膛桿部處 為了便于金屬的流動，作成 2???? 的斜度。 式中 bd — 鍛件平面上相應處尺寸。 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。 ⑥ 鉗口尺寸和尾部小槽尺寸和滾壓模膛相同 各模膛模擬效果 通過上述各模膛的數(shù)據(jù)確定，利用 UG 軟件建模模塊繪制相應的模膛，再用Deform軟件進行熱鍛模擬，各模擬效果圖 313 所示。 模擬結果說明什么問題。 李思思： XT80 型滑架的鍛造工藝分析及模具設計 20 安徽工程大學畢業(yè)設計（論文） 21