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1、 河北工程大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 轉(zhuǎn)向搖臂軸的鍛造工藝及模具設(shè)計(jì) 目錄 1. 鍛件圖的設(shè)計(jì) 2. 確定鍛錘噸位 3. 確定毛邊槽形式和尺寸 4. 繪制計(jì)算毛坯圖 5. 制坯工步選擇 6. 確定坯料尺寸 7. 制坯型槽尺寸 8. 鍛模型槽設(shè)計(jì) 9、鍛前加熱、鍛后冷卻及熱處理要求 10、參考文獻(xiàn) 第一章 綜述 鍛造的根本目的是活的所欲形狀和尺寸的鍛件，同時(shí)其性能和組織要符合一定的技術(shù)要求。它是在一定的溫度條件下，用工具或模具對(duì)坯料施加外力，是金屬發(fā)生塑性流動(dòng)，從而使坯料發(fā)生

2、提及的轉(zhuǎn)移和形狀的變化，獲得所需要的鍛件。 鍛件可分為自由鍛，模鍛和特殊成型方法三大類：自由鍛是在鍛錘或壓力機(jī)上使用簡(jiǎn)單或通用的模具是坯料變形獲得所需形狀和性能的鍛件。它適用于單件或小批量生產(chǎn)。模鍛事在鍛錘壓力機(jī)上使用專門的模具是坯料在模膛中成型獲得所需形狀和尺寸的鍛件。它適用于成批或大批量生產(chǎn)，按照變形情況的不同，有區(qū)分為開式模鍛，閉式模鍛，擠壓和體積精壓等，特殊成形的方法通常用專用設(shè)備，使用專門的工具或模具使坯料成形，獲得所需的形狀和尺寸的鍛件，它適用于產(chǎn)品的專業(yè)化生產(chǎn)。目前，生產(chǎn)中采用的特殊成型方法有電墩，輥軋，旋轉(zhuǎn)鍛造，擺動(dòng)碾壓，多向模鍛和超塑性鍛造等。 平鍛機(jī)屬于

3、曲柄壓力機(jī)類設(shè)備，所以它具有熱模鍛壓力機(jī)模鍛的一切特點(diǎn)，如行程固定，滑塊工作速度與位移保持嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系，鍛件高度方向尺寸穩(wěn)定性好；震動(dòng)小，不需要龐大的設(shè)備基礎(chǔ)；可用組合式、鑲塊式鍛模。 平鍛機(jī)上模鍛的工藝特點(diǎn) 1、平鍛機(jī)上模鍛的優(yōu)缺點(diǎn) 模鍛錘的錘頭、熱模鍛壓力機(jī)的滑塊都是上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的，但它們的裝?？臻g高度有限，因此，不能鍛造很長(zhǎng)的鍛件。如果長(zhǎng)鍛件僅局部鐓粗，而其較長(zhǎng)的桿部不須變形，則可將棒料水平放置在平鍛機(jī)上，以局部變形的方式鍛出粗大部分。 平鍛機(jī)有兩個(gè)工作部分，即主滑塊和夾緊滑塊。其中，主滑塊作水平運(yùn)動(dòng)，而夾緊滑塊的運(yùn)動(dòng)方向隨平鍛機(jī)種類而變。垂直分模平鍛機(jī)的夾緊滑塊作水平運(yùn)動(dòng)

4、，水平分模平鍛機(jī)的夾緊滑塊作上、下運(yùn)動(dòng)。 裝于平鍛機(jī)主滑塊上的模具稱為凸模（或沖頭），裝于夾緊滑塊上的模具稱為活動(dòng)凹模，另一半凹模固定在機(jī)身上，因此稱為固定凹模。所以，平鍛模有兩個(gè)分模面，一個(gè)在沖頭和凹模之間，另一個(gè)在兩塊凹模之間。 平鍛工藝的實(shí)質(zhì)就是用可分的凹模將坯料的一部分夾緊，而用沖頭將坯料的另一部分鐓粗、成形和沖孔，最后鍛出鍛件。 在平鍛機(jī)上不僅能鍛出局部粗大的長(zhǎng)桿件，而且可以鍛出帶盲孔的短軸類鍛件，還可以對(duì)坯料進(jìn)行卡細(xì)、切斷、彎曲與壓扁等工序，同時(shí)還能用管坯模鍛。因此，在平鍛機(jī)上可以模鍛形狀復(fù)雜的鍛件。 （1）平鍛機(jī)上模鍛的優(yōu)點(diǎn) 在平鍛機(jī)上模鍛與其它設(shè)備上模鍛相比具有以下優(yōu)

5、點(diǎn)： 1）能鍛造熱模鍛壓力機(jī)和模鍛錘所不能鍛造的具有通孔或長(zhǎng)桿類鍛件。 2）因?yàn)榇蟛糠植捎瞄]式模鍛沒有飛邊，在凹模中成形的鍛件外壁不需要模鍛斜度，并能直接鍛出通孔，因此能節(jié)約大量金屬，如圖11.1所示。 （a）錘模鍛件 （b）平鍛件 平鍛機(jī)模鍛時(shí)節(jié)約金屬的實(shí)例 3）對(duì)于形狀簡(jiǎn)單、重量不大的鍛件，可用長(zhǎng)棒料進(jìn)行多件模鍛，可以節(jié)省下料工時(shí)和減輕勞動(dòng)量。 4）平鍛機(jī)結(jié)構(gòu)剛性好，工作時(shí)振動(dòng)小，滑塊行程準(zhǔn)確，行程不變，鍛件精度高。 5）便于采用電感應(yīng)加熱和機(jī)械傳送裝置，使坯料自動(dòng)地在模槽內(nèi)移動(dòng)，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化操作，改善勞動(dòng)條件。

6、 6）平鍛時(shí)沖擊力小，設(shè)備基礎(chǔ)小，廠房造價(jià)低；同時(shí)平鍛時(shí)振動(dòng)和噪音小，勞動(dòng)條件較好。 7）易于和模鍛錘、熱模鍛壓力機(jī)進(jìn)行聯(lián)合模鍛。 （2）平鍛機(jī)上模鍛的缺點(diǎn) 平鍛機(jī)上模鍛存在以下缺點(diǎn)： 1）平鍛機(jī)造價(jià)高，設(shè)備投資較高。 2）平鍛時(shí)氧化皮不易清除，平鍛前需清除氧化皮或采用少無氧化加熱。 3）要求棒料尺寸精確，否則將產(chǎn)生難以清除的毛刺或不能夾緊棒料。 4）對(duì)非回轉(zhuǎn)體、中心不對(duì)稱鍛件，較難鍛造，適應(yīng)性較差。 5）鍛造同類大小的零件，平鍛機(jī)生產(chǎn)效率比模鍛錘要低。 6）平鍛孔類鍛件時(shí)，剩余料頭較多，應(yīng)該考慮充分利用，否則會(huì)使材料消耗大。 2、 垂直分模和水平分模平鍛工藝的比較

7、 在水平分模平鍛機(jī)上，兩塊凹模的分模面是水平的。由于水平分模平鍛機(jī)在設(shè)備結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，反映在模鍛工藝和操作上有如下特點(diǎn)： （1）垂直分模平鍛機(jī)的夾緊力大約是主滑塊鐓鍛力的25～30%，而水平分模平鍛機(jī)的夾緊力是鐓鍛力的1.0～1.3倍。由于夾緊力大，可以提高鍛件精度，可利用夾緊滑塊作為模鍛變形機(jī)構(gòu)，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。 （2）機(jī)床剛度大，有些水平分模平鍛機(jī)采用了夾緊連桿，夾緊時(shí)機(jī)身封閉，對(duì)提高鍛件精度有利。 （3）設(shè)有凹模夾緊度的調(diào)節(jié)裝置，調(diào)整迅速方便。 （4）模鍛時(shí)，坯料沿水平方向傳送，較易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 （5）不易清除落在凹模上的氧化皮，因此坯料加熱質(zhì)量要高。 （6）安裝和調(diào)

8、整模具不如在垂直分模平鍛機(jī)上方便。 轉(zhuǎn)向搖臂軸模鍛 設(shè)計(jì)方案及參數(shù)： 大批量生產(chǎn) 其他參數(shù)見下圖 第二章模鍛件圖設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)向搖臂軸是復(fù)合類件，對(duì)零件的整體形狀尺寸，表面粗糙度進(jìn)行分析，此零件的材料為45鋼，材料性能穩(wěn)定。 鍛件的外形是鍛件分類的依據(jù)。因?yàn)橥庑沃苯記Q定了模鍛工藝的特點(diǎn)，為了便于平鍛工藝和模具設(shè)計(jì)，將鍛件分成四類，見表。 表 鍛件的分類 分類 平鍛件實(shí)例 局部鐓粗類鍛件 孔類鍛件 管類鍛件 聯(lián)合鍛造鍛件 錘上模鍛制坯 + 平鍛機(jī)上模鍛成形的鍛件

9、平鍛機(jī)上制坯 + 錘上模鍛成形的鍛件 平鍛機(jī)上制坯 + 擴(kuò)孔機(jī)上成形的鍛件 該零件在平鍛機(jī)上模鍛，該模鍛件屬于頂鐓類鍛件具有透孔的鍛件，屬于表4—2中第三類第1組，具有粗大部分的桿形鍛件。粗大部分可以位于桿的端部或中間，其截面可為圓形或非圓形，對(duì)稱或非對(duì)稱。鍛件桿部不變形，保留著原坯料截面形狀與尺寸，故主要以局部鐓粗方法使鍛件成型。 其在平鍛機(jī)上的基本工步為：①積聚 ②鐓頭 ③壓扁 ④彎曲 ⑤終鍛 ⑥切邊 2.1 繪制鍛件圖的過程 鍛件圖設(shè)計(jì)： 平鍛工藝和錘上模鍛一樣，鍛件圖設(shè)計(jì)是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。但由于平鍛機(jī)結(jié)構(gòu)上的特

10、點(diǎn)，平鍛件設(shè)計(jì)主要解決分模面位置、余量公差模鍛斜度、圓角半徑等四個(gè)問題。 2.1.1 確定分模位置 確定分模面位置最基本的原則是保證鍛件形狀盡可能與零件形狀相同。使鍛件容易從鍛模型槽中取出，因此鍛件的側(cè)表面不得有內(nèi)凹的形狀，并且使模膛的寬度大而深度小。鍛件分模位置應(yīng)選在具有最大水平投影尺寸的位置上。應(yīng)使飛邊能切除干凈，不至產(chǎn)生飛刺。對(duì)金屬流線有要求的鍛件，應(yīng)保證鍛件有最好的纖維分布。 根據(jù)零件形狀，該鍛件其的凹模兩半凹模間的分模面確定在該鍛件縱軸剖面上；該鍛件采用開式模鍛。 2.1.2 確定公差和加工余量 查得45鋼的密度為：。 估算鍛件的體積為445.86cm3，則鍛件

11、質(zhì)量約為。零件材料為45鋼，即材質(zhì)系數(shù)為。 根據(jù)零件外形尺寸和設(shè)備噸位按下表選取。使用此表時(shí)，應(yīng)根據(jù)下列情況作適當(dāng)修正。 （1）零件加工表面粗糙度參數(shù)時(shí)，增加余量0.5mm；時(shí)，可減少余量0.5mm。 （2）對(duì)局部鐓粗類鍛件，桿部采用粗（精）磨加工時(shí)，僅須留磨加工量0.5～0.75mm，這時(shí)可選用冷拔鋼，且桿部臺(tái)肩應(yīng)增加余塊。 表11-2 鍛件余量和公差 （mm） （a） （b） （c） 設(shè)備規(guī)格（KN） ＜3150 4500～6300 8000～12500

12、 16000～20000 尺寸 D H D H D H D H 余量 1.5～2.0 1.25～1.75 1.75～2.5 1.5～2.25 2.0～3.0 1.75～2.75 2.25～3.5 2.0～3.25 公差 正偏差 1.0～1.5 1.0～1.5 1.0～1.75 1.0～2.0 1.0～2.0 1.5～2.5 1.5～2.5 1.5～3.0 負(fù)偏差 0.5～1.0 0.5～1.0 0.5～1.0 0.5～1.5 1.0～1.5 1.0～1.5 1.0～1.5 1.0～1.5 注：1、表中所列值為單邊余量；

13、 2、孔和凹擋的尺寸，其公差取偏差相反的符號(hào)。 2.1.3 模鍛斜度 為了保證沖頭在機(jī)器回程時(shí)，鍛件內(nèi)孔不被沖頭“拉毛”，內(nèi)孔中應(yīng)有模鍛斜度α，其值按H/d選定，見表1： H/d ＜1 1-5 ＞5 Δ/mm ＜10 10-20 20-30 α/β 15＇-30＇/15＇ 30＇-1o/30＇ 1o30＇ /1o γ 5o-7o 7o-10o 10o-12o 由表計(jì)算該鍛件的模鍛斜度： H/d=160/42 =3.8 所以其α/β選擇 30＇-1o/30＇； 取常用模鍛斜度為1o。 2.1.4 圓角

14、半徑 在凹模中成形的部分： 外圓角半徑 r?=（δ?+δ?）/2+α（mm） =7mm 內(nèi)圓角半徑 R?=0.2Δ+0.1（mm） =0.2×58+0.1 =11.7mm 在沖頭中成形的部分： 外圓角半徑 r?=0.1H+1.0（mm） =0.1×27.5+1.0 =3.75mm 內(nèi)圓角半徑 R?=0.2H+1.0（mm）

15、 =0.2×27.5+1.0 =6.5mm 第三章平鍛機(jī)噸位 ⑴ 首先計(jì)算鍛件終鍛時(shí)的鍛造壓力。查圖表3 圖表3奧穆科平鍛機(jī)鐓鍛力圖表 該略計(jì)算公式 P=57.5KF =9500KN F-包括毛邊在內(nèi)的鍛件最大投影面積（cm 2）； K-鋼種系數(shù)，對(duì)于中碳鋼和低合金鋼，去K=1；對(duì)于高碳鋼及中碳合金鋼，取K=1.15；對(duì)高合金鋼，取K=1.3。 ⑵凹模體的寬度 B=1060mm 查閱參考資料選用12500KN水平分模平鍛機(jī)。 第四章確定毛邊槽形

16、式和尺寸 選用圖1毛邊槽形式I，其尺寸按表確定；選定毛邊槽尺寸為 =1.6mm,=4mm，b=8mm=25mm，=2mm， =100。 圖1毛邊槽形式 3、 制坯工步選擇及計(jì)算 平鍛機(jī)上的基本工步為：①積聚 ②鐓頭 ③壓扁 ④彎曲 ⑤終鍛 ⑥切邊。 ⑴ 下圖為工部圖 ⑵計(jì)算工步 鐓粗長(zhǎng)度的熱尺寸l=1.015lB=1.015×180=182.7mm 鍛鍛熱體積V鍛=1.0153×242210mm3=253274mm3 根

17、據(jù)計(jì)算，該零件僅φ55兩法蘭之外的切面之間的體積需要聚集，而鍛件其余成形部分的體積，坯料直徑φ42本身就足夠，不需要聚集。為此，該鍛件采用聚集，壓扁，彎曲，終鍛，切邊。 ①第一工部（聚集）： 凸模內(nèi)的錐形，聚集φ55兩法蘭之外切面之間的體積，凹模內(nèi)的錐形是為了把在彎曲工布內(nèi)層坯料壓縮產(chǎn)生〝接縫〞擠入飛變。變形工布圖表示沒有設(shè)置錐形φ63×40時(shí)，彎曲工序在桿部和錐體劇烈過度產(chǎn)生金屬流動(dòng)的會(huì)合，該會(huì)合處在終鍛時(shí)形成折紋。 設(shè)計(jì)計(jì)算： 取椎體小端面直徑dK=44mm， 椎體大端直徑DK=εKdo=1.5×42mm=63mm 式中 εK--------椎體大端直

18、徑允許增大系數(shù)，查下圖錐形模膛聚集限制曲線，由鐓粗比ψ=4.3，得 εK=1.5； Do------坯料直徑，取do=42mm。 為了把彎曲時(shí)內(nèi)層坯料壓縮產(chǎn)生的〝接縫〞擠入飛邊,經(jīng)實(shí)驗(yàn)需設(shè)計(jì)后的椎體φ63×40,φ42.6(靠近桿端)。 由體積不變條件，計(jì)算前椎體的長(zhǎng)度l1： V1=π/4do2lo=π/4×42.62×（59×40）=27067mm3 V2=π/12（do2+doDk+Dk2）l =π/12×（42.62+42.6×63+632）×40 =88740mm3 V3=π/12（dk2+dkDk+Dk2）l1 =π/12×（44

19、2+44×63+632）l1 =2273l1 V1+V2+V3=VKo 27067+88740+2273l1=253274×1.08 式中V-----變形部分的鐓鍛熱體積。V=253274mm3； K -----模膛不充滿系數(shù)，去K=1.08。l1=70mm。 ②第二工部（鐓頭）： 其形狀要保證倆個(gè)φ55法蘭能充滿，又使產(chǎn)生的飛邊體積為最小，經(jīng)實(shí)驗(yàn)，其尺寸以φ80×35為宜。并且在頭部和桿部之間有一個(gè)和第一工布相同的椎體（φ42.6，φ63×40）。 ③第三工步（壓扁）：壓扁是為彎曲和終鍛成形作好制坯準(zhǔn)備，否則，彎曲時(shí)不易定位和頭部坯料分配不均，影響金屬流

20、動(dòng)。 壓扁后，法蘭兩側(cè)厚度為42mm，中間為36mm，保證終鍛時(shí)倆個(gè)法蘭有足夠的坯料，并且是鐓粗成形。金屬?zèng)]有倒流，因而保證兩個(gè)法蘭充滿良好，又使產(chǎn)生的飛邊均勻且較小。 另外，為了不要在壓扁后的坯料上留下壓痕，壓扁坯料呈2o的斜度，即壓扁模最小開口為36mm，最大開口為44mm，為坯料直徑為φ42.6，所以壓扁后的坯料上無壓痕。如有壓痕就要在鍛件上產(chǎn)生折紋。 ④第四工布（彎曲）： 用安裝在夾緊上的活動(dòng)凹模內(nèi)的壓彎凸模將坯料彎曲成100o（因鍛件根部拐彎角度為100o）。 壓彎點(diǎn)要確保鍛件桿長(zhǎng)161mm，若壓彎點(diǎn)小于161mm，終鍛后，鍛件桿長(zhǎng)也小于161mm，鍛件不合格。

21、若壓彎點(diǎn)大于161mm，終鍛時(shí)，坯料往鍛件桿部鐓擠。在鍛件拐彎部位要產(chǎn)生折紋。 ⑤第五工步（終鍛）： 彎曲后將鍛件放入終鍛模膛，進(jìn)行終鍛，產(chǎn)生飛邊厚度約為3.9～5.9。 ⑥第六工步（切邊）：切去橫向飛邊，獲得所需要的鍛件。 5、確定坯料尺寸 ⑴坯料的體積V坯， V坯=（V鍛+V飛）（1+δ） =（445860+22489）（1+0.015）=475374.235cm3 V鍛----------鍛件體積 V飛---------飛邊體積 δ------------坯料加熱時(shí)

22、的燒損率 ⑵＂具有粗大部分的桿類＂鍛件，盡量選取棒料直徑do等于鍛件桿部直徑，以減少機(jī)械加工量。故do=42mm。 鐓粗長(zhǎng)度：lB=180mm。 鐓粗比： ψ=4.3。 下料長(zhǎng)度： L=340mm。 6、平鍛機(jī)上模鍛的模鍛結(jié)構(gòu) 一、平鍛模的固定及固定空間 平鍛機(jī)上的模具可分為三部分：沖頭（凸模）、固定凹模、活動(dòng)凹模。如下圖： 1-調(diào)節(jié)斜楔； 2，5-壓板； 3-夾持器； 4-凹模； 6-鍵； 7，8，9，10，11，12-螺釘。 沖頭通過夾持器3固定在主滑塊的凹槽里，它的后面緊靠在調(diào)節(jié)斜楔1上。斜楔1通過螺釘11的轉(zhuǎn)動(dòng)上下

23、升降，進(jìn)行調(diào)節(jié)模具的前后閉合長(zhǎng)度。夾持器的前后、垂直方向的固定，是通過壓板和螺釘（2，9，10，12）緊固的，而左右方向則靠夾持器的側(cè)面與凹槽側(cè)面的配合使之受到限制，從而保證夾持器在三個(gè)方向上得以緊固。 根據(jù)平鍛工步數(shù)量的不同，沖頭夾持器分為三、四、五個(gè)型槽幾種。根據(jù)沖頭固定部分的形狀，常用的沖頭夾持器有兩種形式：大中型平鍛機(jī)廣泛采用壓蓋-螺釘固定式；小型平鍛機(jī)多用軸頭式。在工廠，沖頭夾持器列為通用標(biāo)準(zhǔn)件，按實(shí)際需要選用。 如上圖所示，凹模4分別安裝在固定凹模座和活動(dòng)凹模座上，前后方向由鍵6保證，左右、上下方向通過壓板5和螺釘7，8壓牢。當(dāng)兩半凹模處于夾緊狀態(tài)和沖頭施壓時(shí)，由于凹模體在凹模

24、座中有足夠的支承面，凹模不會(huì)發(fā)生移動(dòng)。當(dāng)沖頭回程時(shí)，由于有固定鍵6的作用，凹模體也不會(huì)出現(xiàn)被拖動(dòng)的現(xiàn)象。至于活動(dòng)凹模，在回程時(shí)因拔模力不大，仍牢固地固定在活動(dòng)凹模座上，實(shí)踐證明，這種方法簡(jiǎn)單而可靠。 二、模具設(shè)計(jì) 1、終鍛模膛設(shè)計(jì) 終鍛模膛的形狀和尺寸取決于熱鍛件圖，如圖11.22所示。 （a）閉式平鍛 （b）開式平鍛（用前擋板定位） （c）開式平鍛（用后擋板定位） 圖11.22 終鍛模膛設(shè)計(jì) （1）凹模直徑 1）閉式平鍛 閉式平鍛時(shí)，?。? （mm） 2）開式平鍛 開式平鍛，用前擋板定位時(shí)，由于定料較準(zhǔn)，飛邊較小，取：

25、 （mm） 式中： 為飛邊寬度（mm），見表11-8。 表11-8 飛邊尺寸 （mm） ＜20 20～80 80～160 160～260 260～360 5～8 8～12 12～16 16～20 20～25 1.2～1.5 1.5～2.5 2.5～3.5 3.5～4.5 4.0～4.5 開式平鍛，用后擋板定位時(shí)，由于定料欠準(zhǔn)，飛邊可能較大，所以取： （mm） （2）凸模直徑 凸模直徑，取： （mm） 式中： 為凸、凹模間的間隙（mm），見表

26、11-9。 表11-9 凸、凹模間隙 （mm） 平鍛機(jī)公稱力（KN） 2250～5000 4500～3150 6300～8000 9000～10000 12000～12500 16000 20000 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.5 0.75 （3）凸模長(zhǎng)度 按凸、凹模封閉長(zhǎng)度計(jì)算確定。閉式平鍛時(shí)，凸模長(zhǎng)度保證鍛件厚度；開式平鍛時(shí)，凸模長(zhǎng)度保證飛邊厚度。 2、預(yù)鍛模膛設(shè)計(jì) 預(yù)鍛模膛的形狀和尺寸按預(yù)鍛工步圖設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方案可參考終鍛模膛。 3、積聚模膛設(shè)計(jì) 積聚模膛設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則： （1）設(shè)計(jì)依據(jù)是積聚工步圖的錐

27、體尺寸、、，如圖11.23所示。 （a）頂鍛錐體 （b）工作前狀態(tài) （c）工作完畢狀態(tài) 圖11.23 積聚工步凸、凹模結(jié)構(gòu) （2）凸模在工作時(shí)不應(yīng)撞擊凹模，應(yīng)該在模具封閉時(shí)二者保持一定的頂面間隙，見表11-10。 表11-10 凸模與凹模的頂面間隙 平鍛機(jī)公稱力 （KN） （mm） 第一次積聚 第一次積聚 第一次積聚 12000 7～9 5～6 3 8000 5～7 4 3 5000 3～5 3 2 2250 3～4.5 2 2 （3）凸模外徑應(yīng)保證凸模強(qiáng)度，按下式計(jì)算：

28、 （mm） （4）凹模直徑按下式計(jì)算： （mm） 式中： 為凸、凹模之間的徑向間隙（mm），見表11-11。 表11-11 凸模與凹模的徑向間隙 平鍛機(jī)公稱力 （KN） （mm） 第一次積聚 第一次積聚 第一次積聚 12500 0.7 0.6 0.4 8000～9000 0.6 0.5 0.4 4500～6300 0.6 0.4 0.3 2250～3150 0.5 0.4 0.3 （5）積聚開始時(shí)，凸模進(jìn)入凹模導(dǎo)程15～25mm，可增加積聚的穩(wěn)定性。 （6）在凸模模膛底部開出氣孔。 （7）為儲(chǔ)存

29、平鍛脫落的氧化皮，以免被壓入鍛件形成凹坑，在凹模模膛內(nèi)開設(shè)有氧化皮槽，其尺寸為： 4、夾緊模膛設(shè)計(jì) 夾緊模膛有兩種形式，一種為平滑式夾緊模膛，另一種為帶筋條式夾緊模膛。 （1）平滑式夾緊模膛 平滑式夾緊模膛制造簡(jiǎn)單，因?yàn)樵阱懠U部沒有壓痕，所以用于桿部質(zhì)量要求高的鍛件，鍛造時(shí)一般使用后擋板。 平滑式夾緊模膛的長(zhǎng)度用下式計(jì)算： （mm） 式中： 為系數(shù)，見表11-12； 為坯料直徑（mm）。 表11-12 系數(shù)值 坯料直徑（mm） 10～19 20～28 30～48 50～65 70～95 100

30、～130 9～5 5～3.8 3.8～3.3 3.3～2.8 2.8～2.5 2.7～2.4 模膛的橫截面呈橢圓形，是由兩個(gè)偏心的圓弧組成的，值取決于坯料直徑，見表11-13。 （2）帶筋條式夾緊模膛 帶筋條式夾緊模膛，如圖11.24所示，適用于平鍛孔類鍛件或?qū)U部要求不高的桿類鍛件。由于筋條的作用，模膛的夾緊長(zhǎng)度可以縮短，減少料頭損失。但是，模膛內(nèi)不帶筋條部分的截面仍然為橢圓形。 表11-13 平滑式夾緊模膛其他尺寸 （mm） 坯料直徑 10～19 20～28 30～38 40～48 50～58 60～65 70～75 80～

31、85 90～95 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 3 3 3 4 5 6 6 8 8 1 1.5 1.5 2 2.5 3 3 3.5 3.5 鍛前加熱鍛后冷卻及熱處理要求的確定 （1）確定加熱方式，及鍛造溫度范圍 在鍛造生產(chǎn)中，金屬坯料鍛前加熱的目的：提高金屬塑性，降低變形抗力，即增加金屬的可塑性，從而使金屬易于流動(dòng)成型，并使鍛件獲得良好的組織和力學(xué)性能。金屬坯料的加熱方法，按所采用的加熱源不同，可分為燃料加熱和電加熱兩大類。根據(jù)鍛件的形狀，材質(zhì)和體積，采

32、用半連續(xù)爐加熱。 金屬的鍛造溫度范圍是指開始鍛造溫度（始鍛溫度）和金屬鍛造溫度（終端溫度）之間的一段溫度區(qū)間。確定鍛造溫度的原則是，應(yīng)能保證金屬在鍛造溫度范圍內(nèi)具有較高的塑性和較小的變形抗力。并能使制出的鍛件獲得所希望的組織和性能。查有關(guān)資料確定鍛件的始段鍛溫度為1180度，終端溫度為800度。 （2）確定加熱時(shí)間 加熱時(shí)間是坯料裝爐后從開始加熱到出爐所需的時(shí)間，包括加熱個(gè)階段的升溫時(shí)間和保溫時(shí)間。在半連續(xù)爐中加熱，加熱時(shí)間可按下式計(jì)算： t=aD=0.13×10=1.3(h)

33、 式中 D—坯料直徑或厚度，10cm； a—?jiǎng)偦瘜W(xué)成分影響系數(shù)，取0.13（h/cm） （3）確定冷卻方式及規(guī)模 按冷卻速度的不用，鍛件的冷卻方法有三種：在空氣中冷卻，冷卻速度快；在灰沙中冷卻，冷卻速度較慢；在爐內(nèi)冷卻，冷卻速度最慢。根據(jù)鍛件形狀以及體積大小及鍛造溫度的影響，選擇在空氣中冷卻。 （4） 確定鍛后熱處理方式及要求 鍛件在機(jī)加工前后均進(jìn)行熱處理，其目的是調(diào)整鍛件的硬度，以利鍛件進(jìn)行切削加工，消除鍛件內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化晶粒等。根據(jù)鍛件的含碳量及鍛件的形狀大小，采用在連續(xù)熱處理爐中，調(diào)制處理。可使鍛

34、件獲得良好的綜合力性能。 搖臂軸加工中易出現(xiàn)的質(zhì)量問題解決措施 8.1 磨削燒傷 搖臂軸軸頸部分采用成型砂輪切入式磨削，由于端面和過度圓角處散熱條件差，易產(chǎn)生表面燒傷，其燒傷形式有回火燒傷，二次淬火燒傷及退火燒傷。 磨削時(shí)，磨削表面在高溫作用下將會(huì)產(chǎn)生氧化膜，所形成的氧化膜是不穩(wěn)定，不連續(xù)的，與集體結(jié)合不牢固，有空隙和裂紋且易脫落。使得外界腐蝕介質(zhì)很容易進(jìn)入基體，引起腐蝕和氧化，是材料的抗腐蝕性和抗疲勞性強(qiáng)度大大下降。 一般來說，我們采用如下措施來減少并消除磨削燒傷： 一、正確選擇砂輪 再砂輪的選擇上，采用不易粘付磨削，因?yàn)椴灰锥氯拜啠ト?/p>

35、鋒利的磨料；在能保證表面質(zhì)量的前提下，盡量選用粒度大的一些；采用組織較疏松的大氣泡砂輪；砂輪 的硬度可稍微低些。這樣可以減少摩擦、 所以正確的采用砂輪是減少磨削燒傷的有效措施。 2． 合理的選擇磨削用量 在條件允許的情況下，一般適當(dāng)?shù)臏p小進(jìn)給量和磨削深度；增大工件的速度來減少燒傷。 三。增強(qiáng)冷卻效果 可以在冷卻液中加入適當(dāng)?shù)幕钚蕴砑觿?，這樣可以減少摩擦系數(shù)，減少熱量的產(chǎn)生；另一個(gè)就是采用雙向二次擋風(fēng)板，可以阻擋住高速砂輪表層浮著的高速氣流，并順利導(dǎo)出，使切削區(qū)形成局部瞬時(shí)真空，噴住的冷卻液被吸附到切削區(qū)，起到良好的冷卻效果，同時(shí)也能減少磨削的粘附，降低磨

36、削溫度。 四，及時(shí)正確的修整砂輪 在磨削過程中，磨粒變鈍，砂輪表面被堵塞，均會(huì)增大磨削力，使磨削溫度增高而產(chǎn)生磨削燒傷，因此必須及時(shí)正確地修整砂輪，以去除鈍化磨粒和被堵塞的砂輪表層，保持砂輪處于良好的磨削狀態(tài)。 在處理燒傷問題中，我們可以選擇砂輪硬度稍微低些的來減少摩擦，減少進(jìn)給量和磨削深度，在冷卻液中加入活性劑的方法來減少燒傷。 8.2 磨削表面粗糙度達(dá)不到要求 磨削是安裝軸承和油封的軸頸及斷面的最后的加工工序，在磨削時(shí)，有時(shí)磨削表面的表面粗糙度打不到規(guī)定要求。為降低表面粗糙度值，打到表面質(zhì)量完整性的要求，可以采用如下措施： 1.增大砂輪速度

37、 采用高速磨削是降低表面粗糙度值的有效途徑，且能提高生產(chǎn)效率。 2、合理選用工件轉(zhuǎn)速 為減少磨削燒傷和提高磨削效率，在粗磨時(shí)可以選用較高的工作轉(zhuǎn)速，而在精磨和無火磨削時(shí)降低工件的轉(zhuǎn)速，以提高表面質(zhì)量。 3.適當(dāng)增加無火花磨削次數(shù) 無火花，磨削次數(shù)增加，會(huì)顯著提高表面質(zhì)量。 4.合理修整砂輪 砂輪表面粗糙度將會(huì)復(fù)映到磨削表面上，因此，必須精細(xì)地修整砂輪。 5.選用粒度細(xì)和硬度較高的砂輪。 6.很好的凈化磨削液。 因此，在避免燒傷的條件下，我們用增大砂輪速度，合理修整砂輪和選擇較好的凈化磨削液的方法來使磨削表面粗糙度達(dá)到要求。

38、 參考文獻(xiàn) 1. 呂 炎主編，鍛模設(shè)計(jì)手冊(cè)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006. 2. 張志文主編.鍛造工藝學(xué){M}。北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1983. 3. 鍛壓技術(shù)手冊(cè)編委員會(huì)編。鍛壓技術(shù)手冊(cè)。北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1988. 4. 張振純主編.鍛模圖冊(cè){M}.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1980. 5. 李尚建主編.鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)資料{M}.北京：機(jī)械工業(yè)出版社1982. 6. 高錦張主編.塑性成形工藝與模具設(shè)計(jì){M}.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2002 7. 猴梁貴主編.機(jī)械設(shè)計(jì){M}.北京：高等教育出版社，2001. 8. 姚澤坤主編.鍛造工藝學(xué)與模具設(shè)計(jì){M}.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版，1998. 9. 《鍛工機(jī)械》編寫組編.鍛工技術(shù){M}.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1976. 10. 殷玉鳳主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì){M}.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999. 11. 大連理工大學(xué)工程畫圖考研室編.機(jī)械制圖。北京：高等教育出版社，2003 30