鍛壓工藝設計2013A課件

1、工程實踐工藝設計Fundamentals of Materials Forming Process哈爾濱工程大學工程訓練中心1鍛造工藝設計 金屬塑性成形鍛造的特點:1）改善金屬組織、提高力學性能；2）生產(chǎn)效率高；3）材料利用率高；4）便于組織批量生產(chǎn)；5）適用范圍廣。缺點-不能加工脆性材料，生產(chǎn)的零件形狀相對簡單，易產(chǎn)生氧化、脫碳和燒損。CastingMachiningForging 鍛件相對鑄件和機加工零件，有更高的強度和韌性鍛造成形鍛造工藝設計 鍛造的應用: 主要用于生產(chǎn)各種重要的、承受重載荷的機器零件或毛坯如機床的主軸和齒輪、內(nèi)燃機的連桿、起重機的吊鉤等。 鍛造成形鍛造工藝設計 自由鍛

2、用簡單的通用性工具，或在鍛造設備的上下砧間直接使坯料變形從而獲得所需的幾何形狀和尺寸的鍛件的方法。 鍛造工藝設計 1. 自由鍛造的主要設備自由鍛鍛造工藝設計 自由鍛造工序自由鍛基本工序輔助工序精整工序金屬坯料能產(chǎn)生一定程度的塑性變形，以達到所需形狀和尺寸的工藝過程。鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、切割、扭轉(zhuǎn)、錯移及鍛接為基本工序操作方便而進行的預變形工序。壓鉗口、壓鋼錠棱邊、切肩等。減少鍛件表面缺陷而進行的工序。清除鍛件表面凹凸不平及整形等。鍛造工藝設計 制定工藝規(guī)程的目的： 組織生產(chǎn)過程 規(guī)定操作規(guī)范 控制和檢查產(chǎn)品質(zhì)量自由鍛工藝規(guī)程的制定 鍛造工藝設計 自由鍛工藝規(guī)程的內(nèi)容：繪制鍛件工藝圖計算坯料

3、的質(zhì)量和尺寸鍛造工序的選擇選定鍛壓設備、確定鍛造溫度范圍加熱與冷卻規(guī)范填寫工藝卡片自由鍛工藝規(guī)程的制定 鍛造工藝設計 1. 繪制鍛件圖-以零件圖為基礎自由鍛工藝規(guī)程的制定 鍛造工藝設計 1. 繪制鍛件圖 2)機械加工余量：一般自由鍛件的尺寸精度和表面質(zhì)量都較差，達不到零件圖的要求，在鍛件的加工表面應增加供切削加工用的余量，稱之為鍛件機械加工余量，簡稱鍛件余量。 材料，形狀，尺寸，批量大小自由鍛工藝規(guī)程的制定 鍛造工藝設計 1. 繪制鍛件圖 3)鍛件公差:在鍛造過程中，由于各種因素的影響，如終鍛溫度的差異、鍛壓設備工具的精度和操作技術水平的差異等，使得鍛件實際尺寸不可能達到公稱尺寸，允許其有一定

4、的誤差，稱為鍛件公差。典型鍛件圖自由鍛工藝規(guī)程的制定 鍛造工藝設計 自由鍛工藝規(guī)程的制定 2. 毛坯質(zhì)量和尺寸的計算2）毛坯尺寸： 計算圓形截面毛坯直徑（或方形截面邊長）的公式： 鍛造工藝設計 3. 選擇鍛造工序1)盤類件:鐓粗（拔長、鐓粗）、沖孔2)軸類件:拔長（鐓粗、拔長）、切肩、鍛臺階3)筒類件:鐓粗（拔長、鐓粗）、沖孔、心軸上拔長4)環(huán)類件:鐓粗（拔長、鐓粗）、沖孔、心軸上擴孔6)彎曲類件:拔長（鐓粗、拔長）、彎曲5)曲軸類件:拔長（鐓粗、拔長）、錯移、鍛臺階、扭轉(zhuǎn)自由鍛工藝規(guī)程的制定 鍛造工藝設計 3. 選擇鍛造工序 1)盤類件:鐓粗（拔長、鐓粗）、沖孔自由鍛工藝規(guī)程的制定 鍛造工藝

5、設計 3. 選擇鍛造工序 1)盤類件:鐓粗（拔長、鐓粗）、沖孔下料 鐓粗 鐓擠臺階 沖孔滾圓 平整齒輪坯的鍛造過程自由鍛工藝規(guī)程的制定 鍛造工藝設計 3. 選擇鍛造工序 2) 軸類件:拔長（鐓粗、拔長）、切肩、鍛臺階自由鍛工藝規(guī)程的制定 鍛造工藝設計 齒輪零件自由鍛工藝過程零件材料為45鋼，生產(chǎn)數(shù)量為20件。 自由鍛工藝規(guī)程的制定 (a) 正面 (b) 背面 齒輪零件三維模型 鍛造工藝設計 自由鍛工藝規(guī)程的制定 齒輪零件自由鍛工藝過程 1）設計、繪制鍛件圖齒輪鍛件圖齒輪坯鍛件三維模型 鍛造工藝設計 自由鍛工藝規(guī)程的制定 齒輪零件自由鍛工藝過程 2）確定變形工序 墊環(huán)局部鐓粗沖孔沖子擴孔1下料；

6、2鐓粗；3墊環(huán)局部鐓粗；4沖孔；5沖子擴孔（三次）；6修整齒輪鍛造工藝過程鍛造工藝設計 自由鍛工藝規(guī)程的制定 齒輪零件自由鍛工藝過程 3）計算原始坯料體積與尺寸 （1）原始坯料體積 （2）原坯料直徑和高度鍛造工藝設計 自由鍛工藝規(guī)程的制定 齒輪零件自由鍛工藝過程4. 選擇鍛造設備 鍛錘噸位可按下式進行近似計算， G=（0.0020.003）KS K可由文獻查得，為安全起見，取最大值13，鐓粗后鍛件的橫截面積S最大不超過鍛件的橫截面積，可按鍛件的最大橫截面積計算，為716cm2。經(jīng)計算，所需鍛錘最大噸位為G=0.00313716=28kg，因此可選0.25以上噸自由鍛錘。5. 確定鍛造溫度范圍

7、45鋼的始鍛溫度為1200，終鍛溫度為800。鍛造工藝設計 自由鍛工藝規(guī)程的制定 齒輪零件自由鍛工藝過程6.填寫工藝卡片 鍛件名稱齒輪坯工藝類別自由鍛材料45設備0.5t空氣錘加熱火次1鍛造溫度范圍1200800鍛件圖坯料圖鍛造工藝設計 齒輪零件自由鍛工藝過程序號工序名稱工序簡圖使用工具操作要點1自由鐓粗火鉗鐓粗后的高度為90mm 2局部鐓粗火鉗和鐓粗漏盤控制鐓粗后的高度為62mm 3沖孔火鉗、鐓粗漏盤、沖子和沖孔漏盤1注意沖子對中；2采用雙面沖孔，左圖為工件翻轉(zhuǎn)后將孔沖透的情況 4一次擴孔火鉗、鐓粗漏盤、沖子和擴孔漏盤注意沖子對中齒輪零件自由鍛工藝過程5二次擴孔火鉗、鐓粗漏盤、沖子和擴孔漏盤

8、注意沖子對中6三次擴孔火鉗、鐓粗漏盤、沖子和擴孔漏盤注意沖子對中7修整外圓火鉗和沖子邊輕打邊旋轉(zhuǎn)鍛件，使外圓消除弧形并達到直徑為3025mm8修整平面火鉗和鐓粗漏盤輕打（如砧面不平還要打邊轉(zhuǎn)動鍛件），使鍛件厚度達到624mm 搖桿軸自由鍛工藝過程自由鍛工藝規(guī)程的制定 鍛造工藝設計 搖桿軸自由鍛工藝過程鍛件名稱搖桿軸毛坯工藝類別自由鍛材料40Cr設備150kg空氣錘加熱火次2鍛造溫度范圍1180-850鍛 件 圖 坯 料 圖自由鍛工藝規(guī)程的制定 鍛造工藝設計 搖桿軸自由鍛工藝過程火次序號工序名稱工序簡圖使用工具操作要點11壓肩圓嘴鉗壓肩摔子邊輕打邊旋轉(zhuǎn)鍛件2拔長圓嘴鉗將壓肩一端拔長至直徑41mm自由鍛工藝規(guī)程的制定 鍛造工藝設計 搖桿軸自由鍛工藝過程火次序號工序名稱工序簡圖使用工具操作要點13摔圓及修整圓嘴鉗摔子邊輕打邊旋轉(zhuǎn)鍛件；將拔長部分摔圓至401mm24壓肩圓嘴鉗壓肩掉頭；邊輕打邊旋轉(zhuǎn)鍛件