發(fā)動(dòng)機(jī)中心軸鍛件的鍛模設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-01 12:36 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 于欠壓、鍛模磨損、上下模錯(cuò)移、毛坯體積變化和終鍛溫度的波動(dòng)，使鍛件的形狀發(fā)生變化，尺寸在一定范圍內(nèi)波動(dòng)；又由于鍛件出模的需要，型槽帶有斜度、鍛件側(cè)壁不得不添加敷料；形狀復(fù)雜的長(zhǎng)軸類鍛件還可能發(fā)生翹曲歪曲，從而導(dǎo)致鍛件與零件有較大的差別。 2 表面質(zhì)量不易保證 由于鍛件表皮氧化與脫碳，以及合金元素的蒸發(fā)或污染，表面裂紋時(shí)有發(fā) 生，表面粗糙度達(dá)不到零件要求等，使得鍛件表面質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于機(jī)械加工零件表面質(zhì)量。 正是這兩方面的原因，使得鍛件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)添加一層包覆零件外層的金屬，即余量；而且還得規(guī)定適當(dāng)?shù)墓?，以保證鍛件的誤差落在余量范圍之內(nèi) 鍛件上凡是需要機(jī)械加工的表面，都應(yīng)給予加工余量。此外，對(duì)于重要的承力件，要求 100%取樣試驗(yàn)或?yàn)榱藱z驗(yàn)和機(jī)械加工定位的需要，還得考慮必要的工藝余塊。加工余量的大小與零件的復(fù)雜程度、尺寸精度、表面粗糙度、鍛件材質(zhì)和模鍛設(shè)備等因素有關(guān)。過(guò)大的機(jī)械加工余量將增加切削加工量和金屬消耗；加工余量若不足，將使鍛 件廢品率增加。 鍛件尺寸公差具有非對(duì)稱性，即正公差比負(fù)公差大一些。這是由于高度方向 南昌航空大學(xué) 鍛壓課程設(shè)計(jì) （ 10033524 萬(wàn)新靈） 5 影響尺寸發(fā)生偏差的根本原因是鍛不足，而型槽底部磨損及分模面壓陷引起的尺寸變化卻是次要的。水平方向的尺寸公差也是正公差大于負(fù)公差，這是考慮到型槽磨損，鍛件錯(cuò)移是難以避免的現(xiàn)象，而且均屬于增大尺寸的影響因素。再者負(fù)公差是指鍛件尺寸的下線，不宜過(guò)大，而正公差的大小不會(huì)導(dǎo)致鍛件報(bào)廢；正公差偏大對(duì)穩(wěn)定工藝，提高鍛模使用壽命有好處，因而有所放寬。確定鍛件機(jī)械加工余量和公差大小的方法主要有兩種：一是按鍛錘噸位大小確定；另一種方法是按鍛件形狀 尺寸大小查表選定。應(yīng)當(dāng)指出。各部門、工廠生產(chǎn)鍛件所采用的加工余量和鍛件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的，部門有部頒標(biāo)準(zhǔn)，有些專業(yè)化有廠頒標(biāo)準(zhǔn)。 模鍛件的公差，按所代表的技術(shù)要素的定義可分為：尺寸公差 包括長(zhǎng)度、寬度、厚度、中心距、角度、模鍛斜度、圓弧半徑和圓角半徑等公差。形狀位置公差 包括深度、剪拉毛刺的尺寸、頂桿壓痕深度和表面粗糙度等。各項(xiàng)公差都不應(yīng)互相疊加。 、 計(jì)算鍛件質(zhì)量 m 零件的質(zhì)量： ???m =? = (V 鍛 =219911 3mm ) 、 計(jì)算鍛件復(fù)雜系數(shù) C 級(jí)別 代號(hào) 形狀復(fù)雜系數(shù)值 形狀復(fù)雜程度 Ⅰ S1 ～ 1 簡(jiǎn)單 Ⅱ S2 ～ 一般 Ⅲ S3 ～ 較復(fù)雜 Ⅳ S4 ≤ 復(fù)雜 表 1 鍛件形狀復(fù)雜程度等級(jí) C =V 鍛 /V 外 = C 在 之間，所以復(fù)雜 系數(shù)為 2S 。 、 材質(zhì)系數(shù) M 45鋼含碳量 c%=~%% ,所以材質(zhì)系數(shù)為 1M 級(jí)。 、 模鍛件加工余量的確定 z=M+m+h+2x 式中 z加工余量（ mm）； 南昌航空大學(xué) 鍛壓課程設(shè)計(jì) （ 10033524 萬(wàn)新靈） 6 M精加工的最小余量（ mm）； m鍛件的最大錯(cuò)移量等形位公差（ mm）； h表面缺陷（凹痕、脫碳等）層深度（ mm）； x鍛件尺寸的下偏差值（ mm） 當(dāng)鍛件只經(jīng)點(diǎn)解加工成零件時(shí)，要求余量要均勻。機(jī)械加工過(guò)程中，有中間熱處理工序或零件需經(jīng)焊接或組合加工時(shí)，應(yīng)留有較多的余量， 綜上所述的公差要求，對(duì)于此零件得出以下的公差尺寸及設(shè)計(jì)要求。 鍛件厚度余量 ~，取 。鍛件水平方向余量 ~，取 。 根據(jù) m、 C、 M，由表 2 26查公差 鍛件尺寸 20mm，公差 (+ )； 鍛件尺寸 150mm，公差 (+ )； 厚度尺寸 40mm，公差 (+ )； 厚度尺寸 60mm，公差 （ + ）； 錯(cuò)差 ； 殘留飛邊公差 ； 表面缺陷，不允許超過(guò) 。 、 確定模鍛斜度 鍛模斜度的定義和作用：為了便于模鍛件從型槽中取出，必須將型槽壁部做成一定的斜度，稱為鍛模斜度和出模角。模鍛斜度可以是鍛件側(cè)壁附加的斜度，也可以是側(cè)壁的自然斜度。模鍛時(shí)金屬被壓入型槽后，鍛模受到彈性壓縮，外力去除后，由于鍛模的 彈性恢復(fù)，對(duì)鍛件產(chǎn)生很大的壓力 N，取出鍛件時(shí)，要克服模壁對(duì)鍛件的摩擦阻力以及鍛件的自重。實(shí)際生產(chǎn)中，較難實(shí)現(xiàn)自然脫模，出模角度不是偏大就是偏小。若出模角增大，則金屬充填型槽阻力增大，鍛件斜度余量也增大，從而增加金屬的消耗和機(jī)械加工余量。因此，在保證鍛件能順利取出的前提下，鍛模斜度應(yīng)盡可能取較小值。鍛模斜度的大小一個(gè)鍛件某部分斜度的大小，視金屬充填該部分型槽深度 H 及寬度 B 的比值而定，型槽窄而深者模鍛斜度大。下表 2 中列出了鋼質(zhì)鍛件的外壁斜度。 L／ B H／ B ＜ 1 1～ 3 3～ ～ ～ 8 ＞ 8 南昌航空大學(xué) 鍛壓課程設(shè)計(jì) （ 10033524 萬(wàn)新靈） 7 ＜ a 5176。 7176。 10176。 12176。 15176。 15176。 ＞ 5176。 5176。 7176。 10176。 12176。 15176。 表 2— 鋼質(zhì)鍛件的外壁斜度（單位度） 由此確定該鍛模 斜度 7 。 、 圓角半徑 為了使金屬易于流動(dòng)和充滿型槽，提高鍛件質(zhì)量并延長(zhǎng)鍛模的壽命，模鍛件上所有的轉(zhuǎn)接處都要用圓弧連接，使尖角、尖邊呈圓弧過(guò)渡，此過(guò)渡處稱為鍛件的圓角。鍛件的凸圓角半徑稱為外圓角半徑，用 r表示；凹圓角半徑稱為內(nèi)圓角半徑。鍛件上的外圓角對(duì)應(yīng)模具型槽 的內(nèi)圓角，其作用是避免鍛模在熱處理和鍛模過(guò)程中因應(yīng)力集中而導(dǎo)致模具開(kāi)裂并保證金屬充滿型槽。鍛件上的內(nèi)外圓角對(duì)應(yīng)模具型槽的啊外圓角，其作用是使金屬易于流動(dòng)充滿型槽，防止產(chǎn)生折疊和型槽過(guò)早被壓塌。為保證鍛件外圓角處有必要的加工余量，可按公式： r=余量 +零件相應(yīng)處圓角半徑或倒角 凸臺(tái)高度h b／ h ＜ 10 10 ～16 16～ 25 25 ～40 40 ～63 63～ 100 100 ～160 ～ 1 3 4 5 8 12 ＞ 1 2 2 3 4 6 10 表 3— 確定圓角半
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