常嚙合齒輪鍛件鍛模設(shè)計(jì)案例

...wd......wd......wd...常嚙合齒輪鍛件鍛模設(shè)計(jì)案例一、常嚙合齒輪零件圖：零件材料為18CrMnTi二、制定鍛件圖根據(jù)零件圖制定鍛件圖1、確定分型面位置常嚙合齒輪的高徑比為H/D=55/178=0.31＜1，屬短軸線類(lèi)鍛件，因此取徑向分模，根據(jù)零件形狀，分模面取在最大直徑處1/2高度的位置。2、公差和加工余量加工余量確實(shí)定與鍛件形狀的復(fù)雜程度、成品零件的精度要求，鍛件的材質(zhì)，模鍛設(shè)備，工藝條件，熱處理的變形量，校正的難易程度，機(jī)械加工的工序等許多因素有關(guān)。因此在確定加工余量時(shí)通常要與加工部門(mén)協(xié)商。為了將鍛件的脫碳層和外表的細(xì)小裂紋去掉，必須留有一定的加工余量?！?〕鍛件形狀復(fù)雜程度：鍛件形狀復(fù)雜程度用鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S表示。它是鍛件質(zhì)量m與鍛件外廓包容體質(zhì)量m1之比，即S=m/m1，鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)分為4級(jí)：S1級(jí)〔簡(jiǎn)單鍛件〕0.63＜S≤1S2級(jí)〔一般鍛件〕0.32＜S≤0.63S3級(jí)〔較復(fù)雜鍛件〕0.16＜S≤0.32S4級(jí)〔復(fù)雜鍛件〕0＜S≤0.16薄圓盤(pán)或法蘭鍛件當(dāng)圓盤(pán)厚度和直徑之比t/d≤0.2時(shí)，采用S4級(jí)?！?〕鍛件的材質(zhì)鍛件的材質(zhì)將影響鍛件的公差和機(jī)械加工余量，鍛件的材質(zhì)的影響用鍛件的材質(zhì)系數(shù)M表示，常見(jiàn)金屬材料的材質(zhì)系數(shù)見(jiàn)下表材料種類(lèi)塑性材質(zhì)系數(shù)鋁合金、鎂合金優(yōu)M0低碳、低合金鋼〔C＜0.65%，或合金元素總量＜3%〕良M1高碳、高合金鋼〔C≥0.65%，或合金元素總量≥3%〕一般M2不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金、鈦合金差M3〔3〕鍛件的公差和機(jī)械加工余量與鍛件的質(zhì)量有關(guān)，可按零件圖基本尺寸估算機(jī)械加工余量，繪制初步鍛件圖并估算鍛件質(zhì)量。按估算的質(zhì)量查表確定鍛件的公差和機(jī)械加工余量，再修正鍛件圖。估算鍛件質(zhì)量約為5.2Kg，外廓包容體體積為12.05Kg；零件材料為18CrMnTi，材質(zhì)系數(shù)為M1，形狀復(fù)雜系數(shù)為：S=m/m1=5.22/12.05=0.433式中：m—鍛件質(zhì)量；m1—鍛件外廓包容體質(zhì)量即復(fù)雜系數(shù)為二級(jí)；零件加工精度為一般加工精度，鍛件在煤氣加熱爐中加熱。查手冊(cè)可知，水平及高度方向的單邊加工余量為2.0～2.5mm,取2mm；查下表，內(nèi)孔單邊加工余量為2mm。鍛件內(nèi)孔直徑的機(jī)械加工單邊余量孔徑/mm孔深/mm＜6363～100100～140140～200200～280＜252.0----25～402.02.640～632.02.63.063～1002.53.03.04.0100～1602.63.03.44.04.6160～2503.03.03.44.04.6零件尺寸加上加工余量得到鍛件尺寸，徑向尺寸：φ48-2X2→44,φ178+2X2→182，高度尺寸：55+2X2→59,45+2X2→49，30+2X2→34由鍛件尺寸查表可確定鍛件各尺寸的公差：，，、、3、模鍛斜度外模鍛斜度與零件圖上一致，取α=7°，內(nèi)模鍛斜度取β=10°4、圓角半徑：〔1〕作用：使金屬容易充滿模膛，起模方便，保證鍛件質(zhì)量，減緩鍛模外圓角磨損，延長(zhǎng)模具使用壽命?！?〕鍛件圓角處的最小余量：凸角處有倒角：r=余量+零件的倒角值凸角處無(wú)倒角：r=余量〔3〕常嚙合齒輪的圓角半徑零件內(nèi)孔有倒角2X45°，故此處的外圓角半徑為r=余量+零件的圓角值=2.0+2.0=4.0mm，圖中原有圓角數(shù)值不變，其余未注圓角取r=2。5、沖孔連皮鍛件內(nèi)孔直徑大于25mm時(shí)要考慮沖孔，假設(shè)內(nèi)孔直徑小于25mm時(shí)，一般不沖孔?！?〕作用：〔2〕分類(lèi)：①平底連皮：用于直徑不大的孔，最為常用。連皮厚度過(guò)渡圓角：R1=R+0.1h+2平底連皮斜底連皮②斜底連皮：常用于預(yù)鍛模膛〔用于孔徑d＞2.5h或孔徑d＞60mm〕的鍛件，尺寸：α=1°～2°，S’=0.7S式中：S----平底連皮的厚度S’----斜底連皮中部厚度③帶倉(cāng)連皮：用于預(yù)鍛時(shí)采用斜底連皮的終鍛模膛，倉(cāng)部能容納較多的金屬。連皮的尺寸S1、b可采用飛邊槽的橋部尺寸，連皮橋部厚度S1=S，S----平底連皮的厚度。④拱底連皮用于內(nèi)孔很大，高度很小的鍛件〔d＞15h〕R1—作圖決定R2=5h⑤壓凹：用于孔徑＜25mm且厚度較大的鍛件〔3〕常嚙合齒輪的連皮厚度因常嚙合齒輪的內(nèi)孔φ44＜60mm，因此采用平底連皮H取內(nèi)孔高度的一半，即h=24.5，d=44，帶入公式：因連皮圓角半徑應(yīng)大于內(nèi)圓角半徑，取為R=10mm。6、技術(shù)條件〔1〕圖中未注模鍛斜度7°〔2〕未注圓角半徑R2〔3〕由參考資料查得：允許的錯(cuò)差量≤1.2mm〔4〕由參考資料查得：允許的剩余飛邊量≤1.2mm〔5〕鍛件的清理方式：去除外表氧化皮的方法有噴砂、拋丸、酸洗、滾筒清理等。〔6〕鍛件熱處理要求：正火HB156～207模鍛件常用的熱處理方法常用的熱處理使用場(chǎng)合使用目的正火中間熱處理細(xì)化晶粒，獲得適宜硬度，便于切削加工最終熱處理對(duì)零件力學(xué)性能要求不高時(shí)采用調(diào)質(zhì)最終熱處理保證較高的力學(xué)性能常用鋼質(zhì)模鍛件正火或調(diào)質(zhì)硬度范圍查閱手冊(cè)中的推薦值。上述各項(xiàng)參數(shù)確定后，便可繪制鍛件圖三、確定鍛件的基本數(shù)據(jù)1、鍛件在平面圖上的最大投影面積為26015mm2；2、鍛件周邊長(zhǎng)度為572mm；3、鍛件體積為664970mm3；4、鍛件質(zhì)量為5.22kg。四、決定設(shè)備噸位針對(duì)圓餅類(lèi)鍛件，確定鍛錘噸位的經(jīng)歷公式為：〔kg〕式中：G0—鍛錘落下局部質(zhì)量，kg；D—鍛件直徑，cm；σ—鍛件在終鍛溫度時(shí)的變形抗力，MPa。經(jīng)歷推薦值見(jiàn)下表。該公式適用于直徑為60cm以下的鍛件。模鍛錘上終鍛溫度下局部鋼材的變形抗力和系數(shù)K經(jīng)歷推薦值材料終鍛溫度/℃Kσ/MPa碳素構(gòu)造鋼含碳量＜0.25%7000.955碳素構(gòu)造鋼含碳量＞0.25%7501.060低合金構(gòu)造鋼含碳量＜0.25%8001.060低合金構(gòu)造鋼含碳量＞0.25%8001.1565高合金構(gòu)造鋼含碳量＞0.25%8501.2575合金工具鋼8501.2590--100由上表查得，σ=60MPa；D=18.2cm，帶入經(jīng)歷公式=〔1-0.005×18.2〕×〔1.1+2/18.2〕2×〔0.75+0.001×18.22〕×18.2×60kg=157kg根據(jù)推薦的模鍛錘能力選擇表推薦，應(yīng)選用2噸模鍛錘。五、確定飛邊槽尺寸按照鍛件在水平面上的投影面積A=26015mm2〔1〕由經(jīng)歷公式確定飛邊槽橋部高度〔2〕根據(jù)經(jīng)歷推薦值確定飛邊槽尺寸：h=3.00mm，h1=5mm，b=12mm，b1=32mm，Ak=233mm2六、終鍛模膛設(shè)計(jì)終鍛模膛設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是繪制熱鍛件圖，供制造模膛用。熱鍛件圖按照冷鍛件圖加收縮率確定。常嚙合齒輪考慮收縮率1.5%，模鍛斜度和內(nèi)、外圓角的尺寸與冷鍛件圖一樣，繪制的熱鍛件圖如下：七、確定制坯工步齒輪類(lèi)零件一般采用鐓粗制坯，鐓粗直徑D鐓確實(shí)定需考慮鍛件形狀，對(duì)常嚙合齒輪鍛件應(yīng)滿足：〔D1+D2〕/2＞D鐓＞D2式中：D1—鍛件輪緣外徑，mm；D鐓—鐓粗后毛坯直徑，mm；D2—鍛件輪緣內(nèi)徑，mm；帶入數(shù)值:〔182+147〕/2=164.5＞D鐓＞147，故取D鐓=160mm八、確定坯料尺寸鍛件體積Vd=664970mm3，飛邊體積按飛邊槽容積的50%計(jì)算，即V飛=99700mm3取氧化燒損率為2.5%，那么坯料體積為：V坯=〔100%+205%〕×〔664970+99700〕=783787mm3取坯料高徑比n=2，那么坯料直徑為按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格選擇坯料直徑d=80mm。下料長(zhǎng)度：考慮到下料誤差，取L坯=159那么坯料尺寸為：φ80×159mm九、鍛模構(gòu)造設(shè)計(jì)1、模膛布置：鐓粗臺(tái)布置在鍛模的左前面，坯料鐓粗后距各邊緣的距離不小于10mm。由于是軸對(duì)稱(chēng)鍛件，故終鍛模膛壓力中心就是形心，應(yīng)與鍛模中心重合。2、鎖扣尺寸：采用圓形鎖扣，鎖扣高度H=36mm，最小寬度不小于40mm，鎖扣側(cè)面間隙為0.3mm。采用圓形鎖扣，鎖扣其余尺