【正文】 是否方便來確定，原則上應(yīng)使型槽中(型槽承受反作用力的合力點(diǎn))與理論上的打擊中心(燕尾中心點(diǎn)與型槽中心線的交點(diǎn))重合，以使錘擊力與鍛件的反作用力處于間一垂直線上，從而減小錘桿承受的偏心力矩，有利于延長錘桿任用壽命，減小導(dǎo)軌的磨損和模塊燕尾的偏心載荷。在保證應(yīng)有的力所能量和鍛模具有足夠強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量減小模塊尺寸，這樣，模具壽命長，鍛件精度高。型腔的排列與鍛模中心、型腔中心、操作順序有關(guān)。鍛模中心：是鍛模燕尾中心線與鍵槽中心線的交點(diǎn)，與錘桿中心線（即打擊中心）重合，如圖91。型腔中心：通常近似認(rèn)為是型腔在分模面上投影面積的重心，可用樣板實(shí)測法求出。 樣板實(shí)測法：用一均質(zhì)厚的紙板剪成型腔水平投影的形狀，用鉛錘線先在兩側(cè)吊起兩次，求出兩線交點(diǎn)，再用此點(diǎn)將樣板水平吊起校核，樣板呈水平狀，此點(diǎn)即為所求面積的重心，即型腔中心。 圖91 型腔排列順序設(shè)計(jì)的一般原則： （1）當(dāng)同一模塊上有制坯型腔、終鍛型腔及預(yù)鍛型腔時(shí)，應(yīng)使終鍛型腔及預(yù)鍛型腔中心線靠近鍛模的中心，并分設(shè)在鍛模中心的兩旁，而終鍛型腔應(yīng)靠的更近些，即在鍵槽中心線上，使b=2/3，a=L/3，如圖88。這樣排列的原因：終鍛或預(yù)鍛時(shí)變形抗力比制坯時(shí)大的多，且終鍛的變形抗力最大，這樣排列，可使終鍛及預(yù)鍛型腔中心處在燕尾承擊面內(nèi)（位于打擊中心區(qū)域內(nèi)）。 （2）若無預(yù)鍛工步時(shí)，終鍛型腔中心應(yīng)于鍛模中心重合。 （3）由于生產(chǎn)中，一般把加熱爐、模鍛錘、切邊機(jī)由左向右順序排列，故第一道制坯型腔應(yīng)放在鍛模左側(cè)，其它制坯型腔則應(yīng)按操作順序安排，如彎曲型腔的位置要便于彎曲后可直接地把毛坯送到終鍛型腔中，便提高操作效率。 因轉(zhuǎn)向臂制坯工步分為拔長，滾擠和終鍛，有兩個(gè)制坯型槽。這時(shí)應(yīng)將第一道制坯工步拔長型槽安排在吹風(fēng)管的對(duì)面，以避免氧化皮落到終鍛型槽里。布排型槽應(yīng)以終鍛型槽為中心，左右布排，并盡可能使型槽中心與打擊中心重合。，加熱爐在錘的左方，故拔長型槽布置在左方，滾擠型槽布置在鍛模右邊，如附圖所示。 型槽壁厚型槽至模塊邊緣的距離，或型槽之間的距離都稱為型槽壁厚。型槽壁厚應(yīng)保證足夠的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)義要盡可能減小模塊尺寸。圖92 錯(cuò)移力的平衡和鎖扣的設(shè)計(jì)當(dāng)鍛件的分模面為斜面、曲面或打擊中心與型槽中心的偏移量較大時(shí)，模鍛過程中將產(chǎn)生水平分力，從而引起上下模錯(cuò)移。其后果不僅是給鍛件帶來錯(cuò)移，影響鍛件尺寸精度和加上余量，而且加速鍛錘導(dǎo)軌磨損和錘桿過早折斷。所以要設(shè)法采用適當(dāng)?shù)腻懩＝Y(jié)構(gòu)形式．以平衡水平分力。所以要在鍛模上設(shè)計(jì)鎖扣來平衡這種水平錯(cuò)移力。 鎖扣的形式（1）傾斜式鎖扣：當(dāng)鍛件分模面落差H不大(＜15mm)，時(shí)，可把鍛件傾斜擺放，使型槽兩端分模面處于同一高度，產(chǎn)生方向相反、大小相等的水平分力，達(dá)到自然消除鍛模錯(cuò)移的目的，見圖93所示。 圖93 （2）對(duì)稱式平衡鎖扣：鍛件較小時(shí)．可設(shè)計(jì)為成對(duì)排列，利用異向水平錯(cuò)移力達(dá)到自然抵消。如圖94。 圖94 （3）平衡塊式鎖扣：當(dāng)鍛件分模面落差只較大(＞15mm)時(shí)，應(yīng)在鍛模模塊上設(shè)置平衡鎖扣，使上下模塊有錘力過程中互相鎖住，從而克服或消除鍛件錯(cuò)移。如圖95所示： 圖95（4）圓形鎖扣適用于齒輪鍛件如圖96所示： 圖96 鎖扣的設(shè)計(jì)由鍛件分模面落差H=30mm較大(30mm15mm)，應(yīng)在鍛模模塊上設(shè)置平衡鎖扣。如圖95所示：鎖扣高度h應(yīng)與鍛件分模面落差H相等；鎖扣厚度b≥。鎖扣斜度β不能太小，否則錘擊時(shí)鎖扣可能相撞擊而損壞，太大又失去平衡作用．一般按分模面落差H大小確定，當(dāng)H＝15—30mm時(shí)，取β＝5176。；當(dāng)H＝30—60mm時(shí)．取β＝3176。；由H=30mm取5176。鎖扣間隙Δ＝，小于鍛件允許錯(cuò)移量的。留間隙Δ是因錘頭與導(dǎo)軌間有間隙,鍛模制造機(jī)械加工時(shí)也有誤差，這樣可以避免碰壞鎖扣鎖扣平面間隙＝1mm，小于毛邊槽橋部高度，否則，錘擊時(shí)橋部會(huì)被壓塌。鎖扣側(cè)面間隙＝3mm。是傾斜分模面上的間隙．一般＝1—3mm、應(yīng)小于毛邊槽橋部高度，、不會(huì)產(chǎn)生水平錯(cuò)移力，避免鎖扣碰損。 整體模的模塊尺寸模塊尺寸除了與型槽數(shù)、型槽尺寸、排列方式和各型槽間的最小壁厚有關(guān)外，還須考慮下列問題。 承擊面承擊面是指鍛錘空擊時(shí)，上下模塊實(shí)際接觸的面積。因此，承擊面積應(yīng)為模塊在分模平面上的面積減去各型槽、毛邊槽、鎖扣和鉗口所占面積。查閱參考書目（一），根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，1t錘須配以300,2t錘須配以500的承擊面積，承擊面太小，容易壓塌分模平面。經(jīng)計(jì)算得知，承擊面積為426。 打擊中心與模塊中心的偏移值在有制坯型槽時(shí)，允許打擊中心與模塊中心不重合，但偏移量不能太大，一般應(yīng)限制在a＜＜，見圖97所示。否則，模塊本身質(zhì)量將使錘桿承受彎曲應(yīng)力，不但對(duì)鍛件精度有影響，而且鍛錘也受害。為防止鎖扣磨損，將型槽中心由鍛模中心下移10mm，即a=0,b=10mm. 圖97 模塊寬度和高度為保證鍛模與錘的導(dǎo)軌相碰，模塊最大寬度應(yīng)保證模塊邊緣與導(dǎo)軌問留有單邊距離大于20mm,121所示。模塊最小寬度也有要求，至少超出燕尾每邊10mm, 燕尾中心線尺寸為 (mm)，取=，B=200mm.鍛模高度根據(jù)型槽鍛的最小閉合高度確定，查閱參考書目（一）表4—30和圖4—122。由于上下模塊的最小閉合高度應(yīng)不小于鍛錘允許的最小閉合高度?？紤]到鍛模翻修的需要，即=（）。若太小，上下模合不攏， 鍛件打不靠，甚至可能撞掉鍛錘汽缸底。太大，將縮短錘頭行程，降低打擊能量。對(duì)于鑲塊模。型槽底部與側(cè)壁連接半徑R＞3mm時(shí)，應(yīng)保證型槽最大深度不超過鑲塊高度的40％，R〈3mm時(shí)，取不超過30％。確定上下模高度為205mm. 模塊長度和質(zhì)量模鍛特長鍛件時(shí)，允許模塊超出錘頭，兩端處于懸空狀態(tài)。這種狀態(tài)使鍛模受力條件處于不利，故應(yīng)限制模塊伸出去的長度。一般規(guī)定，每端允許伸出錘頭長度值f ≤ ,H為模塊高度。確定模塊長度為425mm。為保證錘頭運(yùn)動(dòng)性能，上模塊質(zhì)量應(yīng)有所限制，最大質(zhì)量不得超過鍛錘噸位的35%。 模塊材料的纖維方向要求 鍛模壽命與其纖維方向有關(guān)，用來加工制造鍛模的模塊，要求鍛造比達(dá)到3以上，以打碎鑄造組織、碳化物及夾雜物，鍛合空洞，增加致密度，形成明顯的纖維方向。對(duì)鍛長軸類的模塊，纖維方向與燕尾方向一致，如圖98所示（c）。 圖9810 轉(zhuǎn)向臂模鍛工藝流程： (1)下料：4000kN剪切機(jī)冷切； (2)加熱：半連續(xù)式爐，1250—1300℃； (3)模鍛：，模鍛錘，拔長、閉滾、終鍛； (4)熱切邊；3600kN切邊壓力機(jī)； (5)打磨毛刺：砂輪機(jī)； (6)熱處理：連續(xù)熱處理爐，調(diào)質(zhì)； (7)酸洗：酸洗槽； (8)檢驗(yàn)。 結(jié) 論 本文設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向臂零件，從工藝流程和模具設(shè)計(jì)的具體設(shè)計(jì)過程來看，鍛件質(zhì)量良好，基本達(dá)到了轉(zhuǎn)向臂零件各項(xiàng)機(jī)械性能指標(biāo)。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)鍛造尤其是模鍛方面的內(nèi)容加深了比較直觀的理解，使我應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力得到進(jìn)一步提高。 但是，仔細(xì)分析轉(zhuǎn)向臂零件成形工藝的設(shè)計(jì)過程，可以發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)過程中還存在很多不足，如計(jì)算過程存在一定誤差，材料利用率較低，鍛模設(shè)計(jì)不夠完美等一些問題。這些影響鍛件精度，生產(chǎn)成本，機(jī)械性能指標(biāo)的問題都是需要不斷改進(jìn)的。 即使傳統(tǒng)的工藝流程和模具設(shè)計(jì)不斷改進(jìn)技術(shù)，我國鍛造的整體水平也跟不上國外先進(jìn)鍛造工業(yè)的發(fā)展。我國鍛造生產(chǎn)必須要跟上當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，須要不斷改匙技術(shù)，采用新工藝、新技術(shù)，進(jìn)一步提高鍛件的性能指標(biāo)，同時(shí)要縮短生產(chǎn)周期，降低成本，才能在競爭中處于優(yōu)勢地位。新興科學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)，當(dāng)前主要是計(jì)算機(jī)技術(shù)在鍛壓技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。如鍛模計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CAD／CAM)技術(shù)，鍛造過程的計(jì)算機(jī)有限元數(shù)值模擬技術(shù)，無疑會(huì)縮短鍛件生產(chǎn)周期，提高鍛件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)水平。 隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外科研生產(chǎn)工程技術(shù)人員不斷地研究開發(fā)，新型先進(jìn)的鍛壓設(shè)備和工裝模具不斷地涌現(xiàn)并完善，我國鍛造工業(yè)將得到長足的發(fā)展。致 謝 本論文是在李明輝老師的精心指導(dǎo)下完成的，從論文的選題、準(zhǔn)備、撰寫、修改過程，無不得到李老師的悉心指教。李老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，孜孜不倦的研究作風(fēng)，為人處事、待人接物的高風(fēng)亮節(jié)給我的教益頗深，讓我受益終生。在此向老師表示深深的謝意!師教之恩總是難以回報(bào)的，我唯有更加勤奮的學(xué)習(xí)和更加努力的工作! 感謝所有教過我的老師，他們的教誨，換來了我對(duì)專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)掌握! 感謝所有給以我支持和幫助的朋友、同學(xué)們! 最后，感謝在百忙之中審閱本文的專家、老師們! 謝謝大家!參考文獻(xiàn)[1]劉心志主編，《鍛造工藝學(xué)與模具設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社，1998年。[2]姚澤坤主編，《鍛造工藝學(xué)》，高等教育出版社，1998年。[3]高錦張主編，《塑性成形工藝與模具設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社，2002年。[4]湯酞?jiǎng)t主編，《材料成形工藝基礎(chǔ)》，高等教育出版社，2003年。[5]李培武,楊文成主編，《塑性成形設(shè)備》，高等教育出版社，1995年。[6]劉會(huì)霞主編，《金屬工藝學(xué)》， 21世紀(jì)高職高專出版社，2001年。 [7]汪大年主編，《金屬塑性成形原理》，機(jī)械工業(yè)出版社，1986年。[8]機(jī)械工業(yè)職業(yè)技能指導(dǎo)中心編，《鍛造工技術(shù)》（高級(jí)），機(jī)械工業(yè)出版社，2002年。