【正文】 0 型滑架的鍛造工藝分析及模具設(shè)計(jì) 20 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 第 4 章 錘用鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模膛布局 模膛的合理布置是多模膛鍛模設(shè)計(jì)中一個(gè)十分重要的問題，模膛布置合理與否關(guān)系著鍛件質(zhì)量的好壞，鍛模壽命的高低，生產(chǎn)效率與工人操作的難易。 模擬結(jié)果說明什么問題。 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。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(dòng)，作成 2???? 的斜度。 （ 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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 出。 成形模膛設(shè)計(jì) （ 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。 公式 313 5） 毛刺槽尺寸， a=4mm， c=20mm， 3R =5mm， 4R =4mm， b=20mm。 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。 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(shè)計(jì) B 值取為 35mm。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖 313 滾壓模膛結(jié)構(gòu) 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(diǎn) k=1） 見表 3圖 314 所示。 2） 滾壓模膛的型式 在制坯工步選擇時(shí)，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(shí)，聚料效 果好，但模膛制造較復(fù)雜，在這種模膛中滾壓后，坯料表面較圓滑，終鍛時(shí)不易折疊，故應(yīng)用較廣。 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。所以， l =26=39mm。 k 值由 pL （被拔長部分坯料原始長度）和 pd 決定。 實(shí)際應(yīng)用中，我們常將計(jì)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(shè)計(jì)修整后取 h=10mm。 由式中系數(shù) ~ 的取值原則，拔長后用滾壓時(shí)取大值，所以 取為 。其中主要是拔長坎德設(shè)計(jì)，拔長的高度 h、長度 l 和拔長模膛寬度 B 的確定。見圖 310。 2） 拔長模膛型式 拔長模膛采用開式，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡單，制造方便，且應(yīng)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。 飛邊槽面積為 A飛 = 2mm ，飛邊體積 為：V飛 == 3mm 。 經(jīng) UG 測得，預(yù)鍛件的周邊長度為 ，投影面積為 2mm 。預(yù)鍛件的形狀如圖36 所示。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(shè)計(jì) 14 性，我們要成形的預(yù)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(shí)減小 凹槽兩側(cè)的高度，另外 減小凸臺(tái)的高度，并相應(yīng)的增大 其半徑。 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(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。 其它尺寸經(jīng)查 《鍛造工藝學(xué)》 h? P132 表 415 確定為： 1h =3mm， 1R =1mm，b=10mm， 1b =28mm。 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 ）。 fh 增大，阻力減小， fh 減小阻力增大。 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。 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。 經(jīng)計(jì)算，繪制的熱鍛件圖如圖 31。 李思思： XT80 型滑架的鍛造工藝分析及模具設(shè)計(jì) 12 第 3 章 錘用鍛模模膛設(shè)計(jì) 終鍛模膛設(shè)計(jì) 熱鍛件圖的制定和繪制 1） 在熱鍛件圖的全部尺寸上都應(yīng)計(jì)入收縮率。 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(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 《中國模具工程大典》 [1] P157 取 δ 為 3%。 坯料尺寸的確定 確定模鍛所需原坯料尺寸時(shí)，應(yīng)根據(jù)鍛件的形狀和尺寸以及所采用的模鍛方法，先計(jì)算出所需的金屬體積，然后再計(jì)算出坯料的截面尺寸和下料長度。 由 Auto CAD 可得到A=+。 李思思： XT80 型滑架的鍛造工藝分析及模具設(shè)計(jì) 10 鍛錘噸位的確定 經(jīng)驗(yàn)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(jì)算）在水平面上的投影面積（ 2cm ）； K— 材料系數(shù)。 由圖 查對(duì)，可采用 拔長加上 閉 式滾擠制坯 工步 。45鋼的密度為 3gcm ，則 G=。 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 ???。變形量的大小，一般可用下面幾個(gè)指標(biāo)來衡量： maxmdd?? 502 ?? （ 25） jmLd?? 1 7 4 .7 7 5 6 8 .4 7 0 62 0 .6 3 3 1?? （ 26） minggddK L?? （ 27） 式中 α — 金屬流入頭部的繁重系數(shù)； β — 金屬沿軸向流動(dòng)的繁重系數(shù)； K— 桿部斜率； maxd — 計(jì)算毛坯的最大直徑； mind — 計(jì)算毛坯的最小直徑； gd — 桿部與頭部轉(zhuǎn)接處的直徑，又稱為拐點(diǎn)處直徑。 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。 李思思： XT80 型滑架的鍛造工藝分析及模具設(shè)計(jì) 8 由 mA 便可算出計(jì)算毛坯的平均直徑 md （或邊長 ma ）。 將 jA 除以 jL 便可得到計(jì)算毛坯的平均截面積 mA 。 在作計(jì)算毛坯圖時(shí)，對(duì)于彎曲的鍛件，計(jì)算毛坯的長度等于鍛件展開后的長度。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)，形狀簡單的鍛件取 ~，形狀復(fù)雜的取 ~， 兩端面一般取 1。另外由于鍛件兩側(cè)有高筋部分，且沿軸向彎曲度較大，為了順利充型，需要設(shè)計(jì)預(yù)鍛和終鍛模膛。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。 本課題設(shè)計(jì)時(shí)由二維鍛件圖，經(jīng)過UG 的三維建模造型修改成無孔鍛件（見圖 21）， 鍛造工藝中的難點(diǎn)是凸臺(tái)和兩側(cè)邊緣高 筋 部分的成形。 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。 近幾年在設(shè)備制造技術(shù)李思思： XT80 型滑架的鍛造工藝分析及模具設(shè)計(jì) 4 和加工技術(shù)上都有了很大的進(jìn)展，行業(yè)的競爭力得到提升，某些方面 的技術(shù)水平已進(jìn)入世界先進(jìn)行列。 鍛造作為金屬加工的主要方法和手段之一，在國民經(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。本文擬采用鍛造方法實(shí)現(xiàn)滑架的批量生產(chǎn)。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。 XT80 型滑架是某輸送機(jī)械上的關(guān)鍵零部件之一。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)測可能出現(xiàn)的問題與解決辦法。本課題預(yù)采用二次成型的鍛造工藝方案 , 先進(jìn)行自由鍛毛坯 ,后進(jìn)行預(yù)鍛、終鍛成型。 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。 綜上所述，解放后我國的鍛造行業(yè)已形成了具有自己特點(diǎn)的體系，為發(fā)展我國的中型機(jī)械工業(yè)和鞏固國防奠定了有力的基礎(chǔ)。 加熱設(shè)備方面，用無煙節(jié)煤爐代替了落后的煤爐，制造了高效薄壁旋轉(zhuǎn)加熱爐和敞焰無氧化加熱爐。國內(nèi)可鍛最大鋼錠 260t，最大鍛件 150t 等。 在工藝方面，推廣模鍛工藝，采用了高效率、少無切削的特種鍛造工藝，如精密模鍛、輥鍛和擠壓等?？梢藻懼菩螤詈芎唵蔚腻懠ㄈ缒K、齒輪坯等），也可鍛制形狀復(fù)雜、不需或只需少量切削加工的精密鍛件（如曲軸、精鍛齒輪等），這些鍛件質(zhì)量最小的不到 1kg，大的可達(dá)幾百公斤甚至幾百噸；即可單件小批生