鍛造毛坯工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、-. z.鍛造毛坯工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書課程名稱：機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：軸自由鍛毛坯制造工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)單位：機(jī)自1103設(shè)計(jì)人*： 41140207設(shè)計(jì)人：曉虎指導(dǎo)教師：鎖梅賈志新2014年6月目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc3913892131 鍛件加工余量、余塊、公差確實(shí)定1HYPERLINK l _Toc3913892141.1鍛造方式及毛坯類型的選擇1HYPERLINK l _Toc3913892151.2鍛件加工余量、余塊、公差確實(shí)定1HYPERLINK l _Toc3913892162毛坯質(zhì)量和尺寸的計(jì)算3HYPERLINK l _Toc391389217

2、2.1毛坯質(zhì)量的計(jì)算3HYPERLINK l _Toc3913892182.2 毛坯尺寸的計(jì)算4HYPERLINK l _Toc3913892193自由毛坯變形步驟、溫度和冷卻5HYPERLINK l _Toc3913892203.1毛坯變形步驟5HYPERLINK l _Toc3913892213.2鍛造溫度5HYPERLINK l _Toc3913892223.3冷卻方式6HYPERLINK l _Toc3913892234設(shè)備的選擇6HYPERLINK l _Toc3913892245參考文獻(xiàn)7-. z.鍛件加工余量、余塊、公差確實(shí)定鍛造方式及毛坯類型的選擇鍛造是一種利用鍛壓機(jī)械對(duì)金屬坯

3、料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形以獲得具有一定的機(jī)械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法，鍛壓鍛造與沖壓的兩大組成局部之一。通過鍛造能消除金屬在冶煉過程中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷，優(yōu)化微觀組織構(gòu)造，同時(shí)由于保存了完整的金屬流線，鍛件的機(jī)械性能一般優(yōu)于同樣材料的鑄件。根據(jù)坯料的移動(dòng)方式，鍛造方式分為自由鍛，模鍛，閉式模鍛，閉式鐓鍛等，本課程采用自由鍛的方式。零件為階梯軸類零件，材料選擇45鋼。階梯軸零件工作時(shí)，些部位如軸頸主要是與滑動(dòng)軸承配合的軸頸往往要承受摩擦、磨損，嚴(yán)重時(shí)可能發(fā)生咬死又稱抱軸現(xiàn)象，使軸類零件運(yùn)轉(zhuǎn)精度下降，有時(shí)還需要承受多種載荷的作用。為增強(qiáng)階梯軸的強(qiáng)度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯選用

4、鍛件。1.2鍛件加工余量、余塊、公差確實(shí)定鍛件圖是編制鍛造工藝、設(shè)計(jì)工具、指導(dǎo)生產(chǎn)和驗(yàn)收鍛件的主要依據(jù)。它是在零件圖的根底上考慮加工余量、鍛造公差、鍛造余塊和操作用夾頭等因素繪制而成的，如下列圖1。圖1 軸的鍛件圖余量：為了保證零件機(jī)械加工尺寸和外表粗糙度，在零件外外表需要加工局部，留一層作機(jī)械加工的金屬，這局部稱為機(jī)械加工余量，如圖1所示。余塊：有時(shí)為了簡(jiǎn)化鍛件外形及鍛制過程，在鍛件*些地方添加一些大于余量的金屬體積，這局部添加的金屬體積成為余塊，如圖1所示。鍛件公差：鍛造公差鍛件的實(shí)際尺寸，不可能正好到達(dá)鍛件根本尺寸的要求，允許有一定的偏差，分為上偏差和下偏差，上偏差與下偏差的差值為鍛件公

5、差。零件總長(zhǎng)275mm，最大直徑為82mm。根據(jù)GB/T15826.7-1995 臺(tái)階和凹檔的鍛出條件技術(shù)要求規(guī)定，該軸鍛出臺(tái)階和凹檔的最小長(zhǎng)度為100mm，所以左右兩邊均為一層臺(tái)階。根據(jù)4249.2-86臺(tái)階軸類鍛件機(jī)械加工余量與鍛造公差如表1技術(shù)要求規(guī)定，該軸的加工余量為a=8mm，極限偏差為3mm。表1 臺(tái)階軸類鍛件機(jī)械加工余量與鍛造公差余量和公差的選擇應(yīng)考慮鍛件的材料、形狀尺寸、現(xiàn)有設(shè)備、生產(chǎn)批量等因素。如下表表2 鍛件各軸段尺寸及偏差尺寸軸段位置長(zhǎng)度/mm直徑/mm根本尺寸上下偏差尺寸根本尺寸上下偏差尺寸鍛件總長(zhǎng)291左端軸段154中間軸段29右端軸段108毛坯質(zhì)量和尺寸的計(jì)算2.1

6、毛坯質(zhì)量的計(jì)算軸的鍛造用坯料為鋼材，用于中、小型鍛件。坯料的重量按下式計(jì)算： QUOTE 坯料的重量； QUOTE 鍛件的重量； QUOTE 加熱時(shí)坯料外表氧化而燒損的質(zhì)量； QUOTE 沖孔芯料的質(zhì)量； QUOTE 鍛造時(shí)從鍛件端部切去的金屬質(zhì)量。鍛件質(zhì)量： QUOTE *V式中 QUOTE -鍛件質(zhì)量；-鍛件材料的密度kg/dm3 V -鍛件的體積 dm3 ；取 QUOTE 根據(jù)45鋼的塑性、強(qiáng)度、導(dǎo)熱及膨脹系數(shù)、組織特點(diǎn)、加熱變化等特點(diǎn)，采用室式煤爐加熱三次。根據(jù)坯料在加熱過程和鍛造過程中損耗量的計(jì)算可以得出：室式煤爐 QUOTE ， QUOTE 適用于一次加熱，如果需屢次加熱，每增加一

7、個(gè)火次，系數(shù)增加 QUOTE ，取 QUOTE ，則加熱三次對(duì)于圓形截面：其中：D1 d m為切頭局部的直徑，取系數(shù)為1.6由于不存在沖孔，故由此可得坯料的質(zhì)量為坯料體積為2.2 毛坯尺寸的計(jì)算軸類零件一般采用拔長(zhǎng)的方式鍛造，拔長(zhǎng)后的最大截面局部應(yīng)到達(dá)規(guī)定的鍛造比要求，即式中 QUOTE 坯料截面積； QUOTE 經(jīng)過拔長(zhǎng)后的最大截面積； y規(guī)定的鍛造比。以鋼材或鋼坯等軋材為坯料的鍛件，鍛造比即可，取鍛造比 QUOTE 。因此，采用圓截面坯料時(shí)：式中 QUOTE 經(jīng)過拔長(zhǎng)后的最大直徑。查找表3熱軋圓鋼直徑GB702-72，可知：坯料應(yīng)選用直徑為105的圓鋼。即毛坯實(shí)際直徑應(yīng)為 QUOTE 。表

8、3 熱軋圓鋼直徑坯料長(zhǎng)度綜上所述，坯料尺寸為 QUOTE 。自由毛坯變形步驟、溫度和冷卻3.1毛坯變形步驟毛坯采用自由鍛進(jìn)展鍛造，主要經(jīng)過拔長(zhǎng)、壓肩、修整等工序。通常采用比擬法編制工序，對(duì)鍛件圖與所選坯料進(jìn)展比擬，分析其差異，初步定出根本工序；分析其缺乏及是否進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性，結(jié)合工藝習(xí)慣增設(shè)工序。參照資料軸類鍛件鍛造工藝確定工藝方案如下：下料拔長(zhǎng)壓肩拔長(zhǎng)壓肩、拔長(zhǎng)至完成，具體步驟如下。下料 QUOTE 整體拔長(zhǎng)至 QUOTE 壓肩左端拔長(zhǎng)至 QUOTE 右端壓肩，得中間軸段 QUOTE 右端拔長(zhǎng)至 QUOTE 修整，切去余料，得到符合要求的鍛件。3.2鍛造溫度鍛造溫度圍是指鍛件由始鍛溫度到終鍛溫

9、度的間隔。確定鍛造溫度的根本原則，是保證金屬材料在鍛造溫度圍具有良好的塑性和較低的變形抗力，能鍛出優(yōu)質(zhì)的鍛件。查表4各類合金的鍛造溫度圍表4 各類合金的鍛造溫度圍得45鋼的鍛造溫度始鍛溫度 QUOTE 終鍛溫度鍛造溫度圍 QUOTE 3.3冷卻方式鍛件在冷卻時(shí)，按冷卻速度不同分為空冷、坑冷和爐冷?？绽溥m合低中碳鋼的小型鍛件，空冷溫度下降速度較快；坑冷適合中碳鋼，合金工具鋼及大多數(shù)低合金鋼的中型鍛件；爐冷最緩慢，冷卻后組織較好，一般用于比擬重要的鍛件。由于此鍛件屬于小型鍛件，屬于低中碳鋼，所以采用空冷的冷卻方式。設(shè)備的選擇選定鍛造設(shè)備的依據(jù)是鍛件的材料、尺寸和質(zhì)量。設(shè)備噸位太小，鍛件部鍛不透，質(zhì)量不好，生產(chǎn)率也低；設(shè)備噸位過大，不僅造成設(shè)備和動(dòng)力的浪費(fèi)，而且操作不便、不平安。表5 自由鍛錘的鍛造能力圍坯料尺寸為 QUOTE ，坯料質(zhì)量為