【正文】 產(chǎn)，又可大批量生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每模鍛 100萬(wàn) t 鋼，可比切削加工減少 2~8 萬(wàn) 名工人，少用 15000 臺(tái) 機(jī)床。 3） 具有較高的勞動(dòng)生產(chǎn)率。在承受同樣大小沖擊力的情況下，鍛制零件的尺寸可以減小，既節(jié)省金屬，又使機(jī)器更加輕巧。當(dāng)纖維組織沿著零件輪廓合理地分布時(shí)，可以提高零件的塑性和沖擊韌性。 鍛造工藝 的發(fā)展概況 本課題是以鍛造方法來(lái)實(shí)現(xiàn)滑架的成型，鍛造生產(chǎn)與其他加工方法相比，具有以下特點(diǎn)： 1） 鍛造能改善金屬的組織，提高金屬的力學(xué)性能和物理性能。它是將金屬加熱，使其具有較高的塑性，然后置于鍛模模膛中，有鍛造設(shè)備施加壓力，是金屬發(fā)生塑性變形并充填模膛，得到所需形狀并符合技術(shù)要求的模鍛件。 鍛造工藝不僅能合理利用金屬的塑性，省時(shí)節(jié)能地獲得產(chǎn)品的形狀，而且還能改變金屬的內(nèi)部組織，提高原始金屬本身的承載能力，進(jìn)而受到節(jié)材的效果。許多新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)在很大程度上依賴于模具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)。以Deform軟件的模擬數(shù)據(jù)為參考預(yù)計(jì)結(jié)果是可以滿足鍛造工藝要求的。而且 鍛造滑架比鑄造滑架要省時(shí)省人力，如果能鍛造出滿足強(qiáng)度要求的滑架，那大批量生產(chǎn)可帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)效益。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。 60 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 引 言 滑架的主要作用是承受物件、吊具及鏈條的重量，在垂直彎曲段還要承受鏈條張力的合力，并能夠保證鏈條按軌道的線路運(yùn)行 ，滑架 廣泛應(yīng)用于輕工、紡織、汽車(chē)、摩托車(chē)、家電、食品、橡膠及建材等行業(yè)。 37 附 錄 A 36 參考文獻(xiàn) 34 致 謝 25 裝?？臻g和鍛模緊固 18 各模膛模擬效果 16 成形模膛設(shè)計(jì) 14 滾壓模膛設(shè)計(jì) 13 拔長(zhǎng)模膛設(shè)計(jì) 12 預(yù)鍛模膛設(shè)計(jì) 12 熱鍛件圖的制定和繪制 12 終鍛模膛設(shè)計(jì) 10 第 3 章 錘用鍛模模膛設(shè)計(jì) 5 鍛錘噸位的確定 3 第 2 章 鍛件工藝方案的確定 2 鍛造工藝的發(fā)展概況 1 第 1 章 緒論 目 錄 引 言 2 引言 2 課題意義、研究?jī)?nèi)容及研究方案 5 模鍛工步的選擇 10 坯料尺寸的確定 12 飛邊槽的確定 19 第 4 章 錘用鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 模膛布局 21 鉗口設(shè)計(jì) 24 鎖扣設(shè)計(jì) 25 模膛壁厚的確定 30 結(jié)論與展望 38 附 錄 B 滑架傳統(tǒng)的加工方法是采用鑄造工藝。在使 用過(guò)程中由于滑架的力學(xué)性能較低，滿足不了使用要求，迫切需要改進(jìn)生產(chǎn)工藝。 因?yàn)?鑄造組織經(jīng)過(guò)鍛造方法熱加工變形后由于金屬的變形和再結(jié)晶，使原來(lái)的粗大枝晶和柱狀晶粒變?yōu)榫Я］^細(xì)、大小均勻的等軸再結(jié)晶組織，使鋼錠內(nèi)原有的偏析、疏松、氣孔、夾渣等壓實(shí)和焊合，其組織變得更加緊密，提高了金屬的塑性和力學(xué)性能。 本課題通過(guò)收集大量鍛造工藝資料及閱讀相關(guān)的文獻(xiàn)，通過(guò)理論公式計(jì)算 從模膛工步 選擇到確定毛坯尺寸，再到終鍛、預(yù)鍛模膛及相關(guān)制坯模膛設(shè)計(jì)，最后到鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所有數(shù)據(jù)確定都嚴(yán)格按照公式計(jì)算修整后得到，結(jié)合 Deform軟件的模擬，不斷對(duì)各模膛進(jìn)行修改直至 模擬 得到滿足要求的鍛件為止。 李思思： XT80 型滑架的鍛造工藝分析及模具設(shè)計(jì) 2 第 1 章 緒論 引言 在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中，模具工業(yè)已成為國(guó)名經(jīng)濟(jì)中一個(gè)非常 重要的行業(yè)。模具設(shè)計(jì)與制造能力的強(qiáng)弱與水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志之一，它關(guān) 系著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高，直接影響了國(guó)民經(jīng)濟(jì)中許多行業(yè)的發(fā)展。模鍛工藝是在自由鍛工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種先進(jìn)工藝。 在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家中，模鍛件平均占鍛件總質(zhì)量的百分之七十以上，因此，模具在生產(chǎn)中所占比重，在某種意義上代表了這個(gè)國(guó)家 經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，是工業(yè)發(fā)達(dá)程度的標(biāo)志之一。通過(guò)鍛造能使鑄造組織中的氣孔及疏松壓實(shí)，把粗大的晶粒擊碎成細(xì)小的晶粒，并形成纖維組織。因而，鍛制成的零件強(qiáng)度高，可承受更大的沖擊力。 2） 節(jié)約金屬材料和 切削加工工時(shí)。以生產(chǎn)六角螺釘為例，用模鍛成形，生產(chǎn)率可比切削加工提高 約 50 倍；如采用多工位冷鐓的效率更高。 4） 鍛造有很大的靈活性。 隨著機(jī)械制造工業(yè)的巨大發(fā)展，鍛造生產(chǎn)也隨之得到迅速發(fā) 展。掌握了合金鋼和大型鍛件的各種鍛造技術(shù)，當(dāng)今，我國(guó)的大鍛件生產(chǎn)已具備了制造 600MW 火電全套大鍛件、 700MW 水電全套大鍛件、 600~1000MW核電大鍛件、千噸級(jí)石化壓力容器、大型高鉻鋼軋輥、 7 萬(wàn)噸級(jí)遠(yuǎn)洋輪成套大鍛件以及航天航空、軍工用基礎(chǔ)件，曲軸、模塊、軸承等中型基礎(chǔ)件的制造能力。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 在設(shè)備方面，已能成功制造 5kN 以下的自由鍛錘、帶數(shù)控裝置的 150MN 的自由鍛造水壓機(jī)、 300MN 的模鍛水壓機(jī)、超長(zhǎng)寬臺(tái)面的 KT12500 型楔式熱模鍛壓力機(jī)、 16kN 以下的蒸 空模鍛錘、 以下的摩擦壓力機(jī)。隨著我國(guó)工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，煤氣和燃油加熱爐及電加熱爐已廣泛采用，感應(yīng)電加熱（中頻、工頻） 已在先進(jìn)的自動(dòng)化鍛壓生產(chǎn)線中為首選地加熱設(shè)備。 課題意義、研究 內(nèi)容 及 研究 方案 （ 1） 本 課題研究的主要內(nèi)容： 1） 熟悉滑架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及使用要求，對(duì)零件的鍛造工藝性進(jìn)行分析； 2） 確定零件的鍛造工藝，明確模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)； 3） 設(shè)計(jì)滑架的鍛件圖，在鍛件圖的基礎(chǔ)上，最終設(shè)計(jì)出滑架的鍛造模具結(jié)構(gòu) （ 2） 課題研究方案 1）工作重點(diǎn)：滑架的鍛造工藝分析是模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，所以前期的鍛造工藝分析非常重要，后期模具設(shè)計(jì)既是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。在工藝上要考慮毛坯的形狀尺寸、坯料在型腔的放置位置、鍛 造操作時(shí)打擊力的輕重等。工藝過(guò)程為 :下料→加熱→自由鍛毛坯→預(yù)鍛、終鍛→熱切邊→調(diào)質(zhì)處理→吹砂。 3） 研究途徑：此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究是采用 UGNX 軟件對(duì)滑架進(jìn)行型體建模造型設(shè)計(jì)；利用搜索引擎、中 /外文數(shù)據(jù)庫(kù)、模具設(shè)計(jì)手冊(cè)搜集相關(guān)文獻(xiàn)及數(shù)據(jù)資料加以輔助設(shè)計(jì)；在三維造型的基礎(chǔ)上，對(duì)滑架進(jìn)行工藝分析，確定滑架的鍛件圖及鍛造工藝；基于鍛造工藝方案 ，確定毛坯尺寸、設(shè)計(jì)預(yù)鍛型腔、終鍛型腔、計(jì)算成型力等，對(duì)滑架的鍛造模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定合理的工藝參數(shù)，并繪制模具圖及相應(yīng)的零件圖，使設(shè)計(jì)的模具更具有可行性和實(shí)用性，使滑架的制造更具有經(jīng)濟(jì)性?；軅鹘y(tǒng)的加工方法是采用鑄造工藝。在使用過(guò)程中由于滑架的力學(xué)性能較低，滿足不了使用要求，迫切需要改進(jìn)生產(chǎn)工藝。 因?yàn)?鑄造組織經(jīng)過(guò)鍛造方法熱加工變形后由于金屬的變形 和再結(jié)晶，使原來(lái)的粗大枝晶和柱狀晶粒變?yōu)榫Я］^細(xì)、大小均勻的等軸再結(jié)晶組織，使鋼錠內(nèi)原有的偏析、疏松、氣孔、夾渣等壓實(shí)和焊合，其組織變得更加緊密，提高了金屬的塑性和力學(xué)性能。隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的不斷深化，特別是作為支柱產(chǎn)業(yè)的汽車(chē)制造業(yè)的大發(fā)展，為我國(guó)的鍛造業(yè)營(yíng)造了非常好的機(jī)會(huì) 。 所以用鍛造方法加工滑架有其現(xiàn)實(shí)的意義。所以其沿軸向三個(gè)孔選用機(jī)加工完成。同時(shí)沿軸線方向截面積不規(guī)則，凸臺(tái)部分用料較多，折彎部分用料也較多，故其鍛造過(guò)程中的體積分配也是一大難點(diǎn)。 圖 21 滑架 UG 效果圖 根據(jù)以上分析，本次設(shè)計(jì)時(shí)制坯工步采用了拔長(zhǎng)加 滾壓 和成形 工步 。 1） 計(jì)算毛坯 根據(jù)平面變形假設(shè)進(jìn)行計(jì)算并經(jīng)修正所得的具有圓形（或方形）截面的中間坯料叫計(jì)算毛坯或計(jì)算坯料，它的各個(gè)截面積等于沿鍛件長(zhǎng)度上各相應(yīng)截面積加上飛邊的截面積。 李思思： XT80 型滑架的鍛造工藝分析及模具設(shè)計(jì) 6 一般充型過(guò)程中，飛邊充滿 50%的飛邊槽 ，設(shè)計(jì)中都以此計(jì)算。以計(jì)算毛坯的長(zhǎng)度 Lj 為橫坐標(biāo)，以算得的 Aj 為縱坐標(biāo) （見(jiàn)圖 22） ，繪制光滑曲線，便得到鍛件（或計(jì)算毛坯）的截面 積及直徑變化 圖（ 見(jiàn)表 2 圖 23），根據(jù) Aj 可以計(jì)算出計(jì)算毛坯上任一處的直徑 jd （或邊長(zhǎng) ja ），即 ? （ 或 jjaA? ） （ 22） 圖 22 軸線及面積測(cè)量示意圖 表 21 沿軸向的截面積及直徑 沿軸向長(zhǎng)度jL 截面積 jA 直徑 jd 1 1 2 6 3 15 4 27 5 34 6 42 7 58 8 73 9 90 10 100 11 105 12 110 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 13 115 14 120 15 125 16 130 17 140 18 150 19 160 20 162 21 168 22 170 23 173 截面積01002003004005006000 50 100 150 200截面積 直徑0 50 100 150 200直徑 圖 23 鍛件截面積及直徑變化曲線圖 對(duì)于上述計(jì)算毛坯圖，為了保證金屬順利地流動(dòng)，在大小兩個(gè)截面過(guò)渡處還應(yīng)加大連接的圓弧。 j d fm jjV V VA LL??? （ 23） 由 UG 測(cè)得 V總 = 3mm ， L總 =，所 以 mA = 2mm 。 ? =（或 mmaA? ） （ 24） 在計(jì)算毛坯圖上 ， jd 大于 md 之處叫做頭部， jd 小于 md 處叫做桿部。 圖 24 計(jì)算毛坯圖修正 2） 工藝繁重系數(shù)計(jì)算 如果計(jì)算毛坯斷面變化很大，而且桿部又很長(zhǎng)，則制坯時(shí)由桿部排出的金屬多，而且流動(dòng)的距離也很長(zhǎng)，亦即變形量大。 拐點(diǎn)處直徑按照桿部體積守恒轉(zhuǎn)化成錐體的大頭直徑，可根據(jù)下式計(jì)算 2m i n m i n3. 82 0. 75 0. 5gg gVd d dL? ? ? （ 28） 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 式中 gV — 計(jì)算毛坯桿部體積； gL — 計(jì)算毛坯桿部長(zhǎng)度。 3） 制坯工步選擇 圖 25 是根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)而繪成的圖表，可將計(jì)算得到的繁重系數(shù)（ α ， β ， K， G）代入圖表中查對(duì)，從而得出制坯工步的初步方案。 圖 25 長(zhǎng)軸類(lèi)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(kāi) — 需開(kāi)式滾擠制坯； 閉 — 需閉式滾擠制坯； 拔 — 需拔長(zhǎng)制坯； 拔 – 閉滾 — 當(dāng) K值大于 時(shí)，宜用拔長(zhǎng)加上閉式滾擠制坯； 拔 – 開(kāi)滾 — 當(dāng) K值在 ~ 之間，宜用拔長(zhǎng)加上開(kāi)式滾擠制坯； 拔 卡 — 當(dāng) K值小于 時(shí)，可用拔長(zhǎng)加上卡壓制坯。 為在鍛造時(shí)易于充滿，應(yīng)選用原坯料，模鍛工藝為：拔長(zhǎng)加 閉 式滾 壓 — 預(yù)鍛 — 終鍛。 查 《 中國(guó) 模具工程大典 》 [1] P155 表 取 K=1。所以 G=1=，選用 1t 雙作用錘 。 坯料截面積計(jì)算 查 《中國(guó)模具工程大典》 [1] P157 表 可知拔長(zhǎng)加滾壓工步的計(jì)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(jì)算毛坯頭部的體積； tL — 計(jì)算毛坯頭部的長(zhǎng)度； K— 計(jì)算毛坯直徑圖桿部的錐度； gA — 滾壓坯料截面積； bA — 拔長(zhǎng)坯料截面積。 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(shí)際取 120mm。其計(jì)算公式