齒輪鍛造課程設(shè)計(jì)--圓柱齒輪熱模鍛工藝及模具設(shè)計(jì)

1、<p>　　編號 </p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　題目 圓柱齒輪熱模鍛工藝及模具設(shè)計(jì) </p><p>　　二級學(xué)院 材料科學(xué)與工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 材料成形及控制工程 </p>

2、<p>　　班 級 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　時(shí) 間 </p><p&g

3、t;<b>　　目錄</b></p><p><b>　　緒論1</b></p><p>　　1 零件分析及工藝方案確定1</p><p>　　1.1 零件分析1</p><p>　　1.2 工藝方案的確定1</p><p>　　2 熱模鍛壓力機(jī)模鍛件設(shè)計(jì)3

4、</p><p>　　2.1 選擇分模面6</p><p>　　2.2 確定模鍛件加工余量及公差7</p><p>　　2.3 確定鍛件模鍛斜度9</p><p>　　2.4 確定鍛件圓角半徑9</p><p>　　2.4 確定鍛件連皮10</p><p>　　2.5 確定

5、模鍛件的技術(shù)要求10</p><p>　　2.6 繪制鍛件圖及計(jì)算鍛件基本數(shù)據(jù)11</p><p>　　3 熱模鍛壓力機(jī)鍛模設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.1 設(shè)備噸位的確定12</p><p>　　3.2 選擇飛邊槽12</p><p>　　3.3確定排氣孔13</p><p&g

6、t;　　3.4終鍛模膛設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.5預(yù)鍛模膛的確定14</p><p>　　3.6其他模膛設(shè)計(jì)14</p><p>　　4 熱模鍛壓力機(jī)模鍛工藝設(shè)計(jì)15</p><p>　　4.1 選擇制坯工步15</p><p>　　4.2 確定坯料尺寸15</p><p&

7、gt;　　5 鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16</p><p>　　6 鍛前加熱鍛后冷卻及熱處理要求的確定19</p><p>　　6.1 確定加熱方式，及鍛造溫度范圍19</p><p>　　6.2 確定加熱時(shí)間19</p><p>　　6.3 確定冷卻方式及規(guī)范19</p><p>　　6.4 確定鍛后熱處理

8、方式及要求19</p><p>　　7 確定模具材料及熱處理的要求20</p><p>　　8 模鍛工藝流程確定21</p><p>　　9 參考文獻(xiàn)22</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　鍛造是一種借助工具或模具在沖擊或壓力作用下加工機(jī)械零件或零件

9、毛坯的方法。與其它加工方法相比，鍛造加工生產(chǎn)率高；鍛件的形狀,尺寸穩(wěn)定性好，并具有最佳的綜合力學(xué)性能。鍛件的最大優(yōu)勢是韌性高，纖維組織合理，件與件之間性能變化??；鍛件的內(nèi)部質(zhì)量與加工歷史有關(guān)，不會被任何一種金屬加工工藝超過。</p><p>　　鍛造生產(chǎn)根據(jù)使用工具和生產(chǎn)工藝的不同而分為自由鍛、模鍛和特種鍛造。</p><p>　　自由鍛造：一般是指借助簡單工具，如錘，砧，型砧，摔子，沖子

10、，墊鐵等對鑄錠或棒材進(jìn)行鐓粗，拔長，彎曲，沖孔，擴(kuò)孔等方式生產(chǎn)零件毛坯。加工余量大，生產(chǎn)效率低；鍛件力學(xué)性能和表面質(zhì)量受生產(chǎn)操作工人的影響大，不易保證。這種鍛造方法只適合單件及極小批量或大鍛件的生產(chǎn)；不過，模鍛的制坯工步有時(shí)也采用自由鍛。</p><p>　　特種鍛造：有些零件采用專用設(shè)備可以大幅度提高生產(chǎn)率，鍛件的各種要求也可以得到很好的保證，特種鍛造有一定的局限性，特種鍛造機(jī)械只能生產(chǎn)某一類型的產(chǎn)品，因此適合

11、于生產(chǎn)批量大的零部件。</p><p>　　模鍛：模鍛是指將坯料放入上下模塊兒的模膛間，借助鍛錘錘頭，壓力機(jī)滑塊或液壓機(jī)活動(dòng)橫梁向下的沖擊或壓力成形為鍛件。鍛模的上下模塊分別緊固在錘頭和底座上。模鍛件余量小，只需少量的機(jī)械加工（有的甚至不加工）。模鍛生產(chǎn)效率高，內(nèi)部組織均勻，件與件之間的性能變化小，形狀和尺寸主要靠模具保證，受操作人員的影響小。</p><p>　　鍛造應(yīng)用范圍廣，幾乎所有

12、的運(yùn)動(dòng)的受力部件都由鍛造成形，大到飛機(jī)輪船小到我們生活中的日常用品，鍛造是現(xiàn)代工業(yè)的重要組成部分，同時(shí)也推動(dòng)現(xiàn)代工業(yè)的不斷向前發(fā)展。</p><p>　　在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是生產(chǎn)各類產(chǎn)品的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過一定的方式使原材料成形。采用模具生產(chǎn)零部件，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低、節(jié)省能源和原材料等一系列優(yōu)點(diǎn)，在鍛造、沖壓、塑料模制品等行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展

13、方向。模具工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展，起著越來越重要的作用。</p><p>　　模具工業(yè)的快速發(fā)展，不斷對模具制造提出更高的要求。世界上一些發(fā)達(dá)國家，模具制造技術(shù)發(fā)展非常迅速，模具制造的水平制約這模具設(shè)計(jì)的的發(fā)展，同時(shí)也制約這整個(gè)模具行業(yè)的發(fā)展。模具制造水平的高低，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志之一。</p><p>　　時(shí)至現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)水平的飛速發(fā)展，CAD、CAE已廣泛應(yīng)

14、用在設(shè)計(jì)制造中，這就使線切割，電火花等現(xiàn)代加工手段成為現(xiàn)實(shí)，基本上使模具設(shè)計(jì)脫離了模具制造水平的制約，同時(shí)也模具設(shè)計(jì)提供了一個(gè)廣闊的平臺。1零件分析及工藝方案確定</p><p><b>　　1.1零件分析</b></p><p>　　鍛件工藝分析包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面的內(nèi)容。在技術(shù)方面，根據(jù)鍛件圖紙，主要分析該模鍛件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否

15、符合鍛造工藝的要求；在經(jīng)濟(jì)方面根據(jù)鍛件的生產(chǎn)批量，分析產(chǎn)品成本，做到在不影響零件使用的前提下，用最簡單最經(jīng)濟(jì)的方法生產(chǎn)出來。</p><p>　　一、對鍛件的形狀精度分析</p><p>　　本次設(shè)計(jì)工件是圓柱齒輪。外形復(fù)雜度一般，是由桿類件和彎曲件特征組成，桿類特征部分和彎曲類特征部分成一定的角度，相對復(fù)雜的鍛件外形就決定了比較復(fù)雜的型腔，這對模具制造和模具壽命還是造成了一定的不利影響。

16、本鍛件精度等級不是特別的高，屬半精密級（用于普通鍛件和半精鍛工藝鍛壓），但由于鍛件的外表面大部分區(qū)域鍛造成形不需要進(jìn)一步加工，相對來說要求也比較高。</p><p>　　二、對鍛件的經(jīng)濟(jì)性分析</p><p>　　所謂經(jīng)濟(jì)性，就是以最小的耗費(fèi)取得最大的經(jīng)濟(jì)效果。在鍛造生產(chǎn)中，保證產(chǎn)品質(zhì)量，完成產(chǎn)品數(shù)量、品種計(jì)劃的前提下，產(chǎn)品的成本越低，說明你設(shè)計(jì)的模具經(jīng)濟(jì)效果越大。</p>

17、<p>　　降低制造成本的措施：</p><p>　　1、降低模具費(fèi)用，是降低成本的有效措施；</p><p>　　2、工藝合理化可以降低模具費(fèi)、節(jié)約加工工時(shí)、降低材料費(fèi)用；</p><p>　　3、多個(gè)工件同時(shí)加工成形，可使模具費(fèi)、材料費(fèi)和加工費(fèi)降低；</p><p>　　4、鍛造過程的自動(dòng)化及高速化，可以降低加工費(fèi)用和提高材料利

18、用率；</p><p>　　5、提高材料利用率，降低材料費(fèi)。</p><p>　　1.2工藝方案的確定</p><p>　　常用的模鍛方式有：曲柄壓力機(jī)上模鍛、螺旋壓力機(jī)上模鍛、錘上模鍛。故在此有三中方案供選擇：</p><p>　　一、曲柄壓力機(jī)上模鍛</p><p>　　曲柄壓力機(jī)行程和壓力不可以隨意調(diào)節(jié)，不易進(jìn)行

19、拔長、滾擠等制坯操作；對于一些主要靠壓入方式成形的鍛件不得不采用多模膛模鍛，增加了模具和工序；造價(jià)比較昂貴，一次性投資大。優(yōu)點(diǎn)如下：1、鍛件精度較錘上模鍛精度高；2、曲柄壓力機(jī)上模鍛件內(nèi)部變形深透而均勻，流線分布也均勻合理，保證了力學(xué)性能均勻一致；3、曲柄壓力機(jī)上模鍛容易產(chǎn)生大毛邊，金屬充填上下模差異不大；4、曲柄壓力機(jī)模鍛具有靜壓力的特性，金屬在模膛內(nèi)流動(dòng)較緩慢；</p><p>　　二、螺旋壓力機(jī)上模

20、鍛</p><p>　　螺旋壓力機(jī)上模鍛不能進(jìn)行多型腔鍛造，需要時(shí)，需要進(jìn)行單獨(dú)制坯。效率比較低，造價(jià)比較高。</p><p><b>　　三、錘上模鍛</b></p><p>　　1、工藝靈活，適應(yīng)行好，可以生產(chǎn)各類形狀復(fù)雜的鍛件，如盤形件、軸類件等；可單模膛模鍛，也可以多模膛模鍛；可單件模鍛，還可以多件模鍛或一料多件連續(xù)模鍛。</p&

21、gt;<p>　　2、錘頭的行程，打擊速度或打擊能量均可調(diào)節(jié)，能實(shí)現(xiàn)輕重緩急不同的打擊，因而可以實(shí)現(xiàn)鐓粗，拔長，滾擠，彎曲，卡壓，成形，預(yù)鍛和終鍛等各類工步。</p><p>　　3、錘上模鍛是靠錘頭多次沖擊坯料使之成形，因錘頭運(yùn)動(dòng)速度快，金屬流動(dòng)有慣性，所以充填模膛能力強(qiáng)。</p><p>　　4、模鍛件的纖維組織是按鍛件輪廓分布的，機(jī)械加工后仍基本保持完整，從而提高鍛制零

22、件的使用壽命。</p><p>　　根據(jù)題目要求此圓柱齒輪采用第一種方案模鍛即熱模鍛壓機(jī)模鍛。</p><p><b>　　圓柱齒輪零件圖</b></p><p>　　2 熱模鍛壓力機(jī)模鍛件設(shè)計(jì)</p><p>　　表4-1 鍛件圖設(shè)計(jì)的步驟和原則</p><p>　　2.1 確定分模位置&l

23、t;/p><p>　　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。使鍛件容易從鍛模模膛中取出，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。對金屬流線有要求的鍛件，應(yīng)保證鍛件有最好的纖維分布。</p><p>　　圓柱齒輪為餅類件鍛件，其高徑比H/D=50/235=0.213&l

24、t;1,因此取徑向分模。根據(jù)零件形狀，分模面取為最大直徑處的1/2高度位置，分模面如下圖。</p><p>　　根據(jù)圓柱齒輪零件圖的形狀，采用從輪緣中部直線分模面</p><p>　　2.2 確定公差和加工余量 </p><p><b>　　1、估算鍛件質(zhì)量。</b></p><p>　　由表查出碳鋼類密度為7.8

25、5。</p><p><b>　　計(jì)算鍛件體積：</b></p><p>　　==1099.41。計(jì)算鍛件質(zhì)量：</p><p><b>　　8.63kg。</b></p><p><b>　　外輪廓包容體積：</b></p><p><b>

26、　　=2167.58。</b></p><p><b>　　外輪廓包容的質(zhì)量：</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　由于零件材料為20Cr，即材質(zhì)系數(shù)為。</p><p><b>　　2、鍛件復(fù)雜系數(shù)</b></p>&

27、lt;p><b>　　形狀復(fù)雜系數(shù)</b></p><p>　　S=8.63/17.01=0.5071。</p><p>　　根據(jù)計(jì)算的復(fù)雜系數(shù)S查下表，為Ⅱ級復(fù)雜系數(shù)。</p><p>　　表4-4 鍛件形狀復(fù)雜程度等級</p><p>　　該零件的表面粗糙度為Ra=3.2,即加工精度為級。</p&g

28、t;<p>　　由于熱模鍛壓力機(jī)導(dǎo)向精度高，因此鍛件的余量和公差值可以比錘上模鍛相應(yīng)減小30%~50%。根據(jù)材質(zhì)系數(shù)，形狀復(fù)雜系數(shù)S，由《鍛造實(shí)用速查手冊》表2-20查得公差與余量。</p><p>　　查的錘上模鍛鍛件長度公差為mm，寬度公差為mm，高度公差為mm，單邊加工余量厚度方向與水平方向加工余量都為2.0~2.5mm。</p><p>　　因?yàn)殄懠挠嗔亢凸钪悼梢?/p>

29、比錘上模鍛相應(yīng)減小30%~50%,所以熱鍛模壓力機(jī)模鍛件取長度公差，寬度公差為mm，高度公差為mm，單邊加工余量厚度方向與水平方向加工余量取為1.5mm。鍛件內(nèi)孔直徑的單面機(jī)械加工余量1.0mm。</p><p><b>　　2.3 模鍛斜度</b></p><p>　　由于鍛壓機(jī)具有頂料機(jī)構(gòu)，因此其鍛件的斜度可比錘上模鍛件斜度小一級。由《鍛造實(shí)用速查手冊》表2-3

30、5，查的外模斜度ɑ=5°，內(nèi)模斜度β=7°。為了使鍛模制造時(shí)避免復(fù)雜化，斜度應(yīng)力求統(tǒng)一，按較大斜度取得一致。所以斜度模鍛斜度值為7°。</p><p><b>　　圓角半徑 </b></p><p>　　鍛件上的圓角可使金屬容易充滿模膛，起模方便和延長模具使用壽命。圓角半徑太小會使鍛模在熱處理或使用中產(chǎn)生裂紋或壓塌變形，在鍛件上也容易產(chǎn)

31、生折紋。同時(shí)為了加工方便同一鍛件圓角的選取要與銑刀相配。</p><p>　　為了使金屬易于流動(dòng)和充滿模膛，提高鍛件質(zhì)量并延長鍛模壽命，模鍛件上的所有轉(zhuǎn)接處都用圓弧連接。</p><p>　　由零件圖計(jì)算H/B都為≤2</p><p>　　所以r=0.05h+0.5</p><p>　　R=2.5r+0.5</p><p&

32、gt;　　因此輪緣處r=1.25mm R=3.625mm</p><p>　　輪轂處r=1.75mm R=4.875mm</p><p>　　為使鍛件圓角半徑規(guī)格盡量一致取r=2mm R=5mm</p><p>　　按 r=余量+ɑ 校核（ɑ為零件相應(yīng)處的圓角半徑或倒角值）</p><p>　　零件內(nèi)孔有倒角2mm×45

33、6;,故此處外圓角半徑r=余量+ɑ=1.5+2=3.5mm，圓整后r=3mm。</p><p>　　又鍛件輪輻上的內(nèi)圓角不需要再進(jìn)行機(jī)械加工，所以外圓角半徑按照零件圖上的圓角半徑不變。</p><p><b>　　故最終：</b></p><p><b>　　2.5鍛件連皮</b></p><p>

34、　　模鍛不能直接鍛出透孔，因此，在設(shè)計(jì)熱鍛件圖時(shí)必須在孔內(nèi)保留一層連皮，然后在切邊壓力機(jī)上沖除掉。一般情況下，當(dāng)鍛件內(nèi)孔直徑大于30mm時(shí)要考慮沖孔連皮。在這里采用平底連皮形式，其厚度s按下式確定：</p><p>　　式中d—鍛件內(nèi)孔直徑（mm）</p><p>　　h—鍛件內(nèi)孔深度（mm）</p><p><b>　　故取連皮s=7mm</b&g

35、t;</p><p>　　因模鍛成形過程中金屬流動(dòng)激烈，連皮上的圓角半徑應(yīng)比內(nèi)圓角半徑R大，可按照下式確定：</p><p>　　所以 =12mm</p><p><b>　　2.6 技術(shù)條件</b></p><p>　?。?）圖上未標(biāo)注的模鍛斜度7º；</p><p>　?。?/p>

36、2）圖上未標(biāo)注的圓角半徑R2；</p><p>　?。?）允許的錯(cuò)移量1.2mm；</p><p>　　（4）允許的殘留毛邊量1.2mm；</p><p>　　（5）允許的表面缺陷深度0.5mm；</p><p>　　（6）鍛件熱處理:調(diào)質(zhì)HB230—260；</p><p>　?。?）鍛件表面清理:為便于檢查淬火裂紋

37、,采用酸洗。</p><p>　　根據(jù)余量和公差,繪制冷鍛件圖。</p><p>　　2.7 計(jì)算鍛件的主要參數(shù)</p><p>　　求出鍛件的基本數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　(1) 鍛件在平面上的投影面積為mm2;</p><p>　　(2) 鍛件周邊長度為748mm ;</p><p>

38、;　　(3) 鍛件體積為1099.41 mm3;</p><p>　　(4) 鍛件質(zhì)量為8.63kg。</p><p>　　3熱模鍛壓力機(jī)鍛模設(shè)計(jì)</p><p>　　因?yàn)闊崮ｅ憠毫C(jī)有上、下頂出裝置，所以大多短軸類和長軸類鍛件可在熱模鍛壓力機(jī)上生產(chǎn)，不少頂鐓類鍛件也可在熱模鍛壓力機(jī)上生產(chǎn)，熱模鍛壓力機(jī)上常用的變形工步有終鍛，預(yù)鍛，鐓粗，成型鐓粗，壓擠，彎曲等。熱模

39、鍛壓力機(jī)工藝過程的萬能性差，不便于拔長和滾擠等制坯工步。熱模鍛壓力機(jī)常常用到預(yù)鍛工步且熱模鍛壓力機(jī)模具可采用鑲塊式組合結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3.1 設(shè)備公稱壓力的確定</p><p>　　鍛壓機(jī)公稱壓力的選擇一般根據(jù)鍛造力P確定的，鍛造力P(KN)一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式或圖標(biāo)確定。估算鍛件投影面積f（包括飛邊橋部）=467，由呂炎《鍛模設(shè)計(jì)手冊》圖7-4，且在使用時(shí)使用噸位最是設(shè)備噸位的8

40、0%，所以查下表選擇設(shè)備噸位為31500kN。</p><p><b>　　3.2 選擇飛邊槽</b></p><p>　　為防止壓力機(jī)“悶車”，在熱模鍛壓力機(jī)上模鍛時(shí)，上下鍛模不能直接接觸，沒有承擊面，預(yù)鍛模槽和終鍛模槽的上下間隙即飛邊橋部的厚度。飛邊槽增加金屬流出模膛的阻力，迫使金屬充滿模膛，飛邊還可容納多余金屬。鍛造時(shí)飛邊起緩沖的作用，減弱上模對下模的打擊，是模

41、具不易壓塌和開裂，飛邊槽的尺寸可按設(shè)備公稱壓力確定。</p><p>　　形式Ⅱ?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)形，一般采用此種形式。設(shè)備噸位31500kN，查上表7-4，有：</p><p>　　故畫出飛邊槽結(jié)構(gòu)圖如下： </p><p>　　3.3 確定排氣孔</p><p>　　排氣孔直徑不大于2mm,深度為5mm到15mm,

42、其下端則擴(kuò)大為4到5mm,以簡化制造工藝。</p><p>　　3.4 終鍛模膛設(shè)計(jì)</p><p>　　終鍛模膛設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是繪制熱鍛件圖，還有飛邊槽類型及尺寸，終鍛模膛是各種模膛中最重要的模膛，用來完成鍛件最終成型，終鍛件圖按熱鍛件圖加工和檢驗(yàn)，所以設(shè)計(jì)終端形槽須先設(shè)計(jì)熱鍛件圖。熱鍛簡圖是按照冷鍛簡圖加收縮率繪制。材料為20Cr,圓柱齒輪考慮收縮率為1.5%，模鍛斜度和內(nèi)外圓角的尺

43、寸按冷鍛件圖不變。繪制的熱鍛件圖見下圖。</p><p><b>　　熱模鍛件圖</b></p><p>　　3.5 預(yù)鍛模膛設(shè)計(jì)</p><p>　　為使預(yù)鍛件輕易放進(jìn)終鍛模膛，預(yù)鍛件的內(nèi)側(cè)尺寸應(yīng)比終鍛件大0.5mm左右，外側(cè)尺寸比終鍛件小，輪輻厚度預(yù)鍛和終鍛工步相等或略小，高度方向預(yù)鍛工步尺寸應(yīng)比終端尺寸大，輪轂部分預(yù)鍛的體積比終鍛的

44、體積大。預(yù)鍛件圓角半徑及模鍛斜度設(shè)計(jì)原則與鍛上模鍛相同，預(yù)鍛時(shí)沖孔尺寸厚度單邊≤5mm,有下圖示。</p><p>　　由終鍛件圖畫出預(yù)鍛件圖</p><p>　　3.6 鐓粗模膛設(shè)計(jì)</p><p>　　鐓粗模膛有鐓粗臺和成形鐓粗兩種，鐓粗圓形件采用鐓粗臺。鐓粗后毛坯高度h,可按其外徑比預(yù)鍛模膛在分模面上的直徑小1~3mm,一般能放進(jìn)預(yù)鍛模膛即可。</p

45、><p>　　4熱模鍛壓力機(jī)模鍛工藝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1確定制坯工步</b></p><p>　　圓餅類模鍛件的坯料坯料采用鐓粗制坯，目的是避免終鍛時(shí)產(chǎn)生折疊，兼有除去氧化皮的作用。鐓粗直徑的確定需考慮鍛件的形狀，防止輪轂與輪緣間產(chǎn)生折疊，對常齒嚙合輪鍛件時(shí)應(yīng)滿足，即，取=200mm。模鍛工藝方案為：鐓粗→預(yù)鍛→終鍛。</

46、p><p><b>　　4.2確定坯料尺寸</b></p><p>　　圓柱齒輪鍛件為圓餅類鍛件，計(jì)算毛坯尺寸時(shí)，以鐓粗變形為依據(jù)。</p><p><b>　　坯料體積為：</b></p><p><b>　　=（1+k）； </b></p><p>　　

47、式中 k---為富裕系數(shù)，它綜合了模鍛件復(fù)雜系數(shù)，飛邊體積和火耗量的影響。對圓形模鍛件，k=0.120.25;</p><p>　　---模鍛件本體體積；</p><p>　　=（1+0.18）×1099.41=1297303 </p><p><b>　　坯料直徑：</b></p><p>

48、;<b>　　=1.13；</b></p><p>　　m---毛坯高度與直徑的比值，一般取1.82.2；</p><p>　　=1.13=97.817mm</p><p><b>　　實(shí)際取=100mm</b></p><p><b>　　坯料下料長度 =；</b></

49、p><p>　　==165.26mm</p><p>　　考慮到下料誤差取=168mm。</p><p>　　坯料尺寸為，試鍛后再根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況適當(dāng)調(diào)整。</p><p><b>　　5鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1）模膛布排</b></p>

50、<p>　　熱模鍛壓力機(jī)比鍛錘抗偏載能力強(qiáng)，使得模膛布排比較靈活，但要注意協(xié)調(diào)模膛中心與頂出位置的矛盾。兩邊分別為鐓粗、預(yù)鍛模膛，終鍛模膛在中間位置。</p><p><b>　　2）模塊尺寸</b></p><p>　　對于此圓柱齒輪鍛件采用圓餅狀模塊。 </p><p><b>　　模塊直徑</b><

51、/p><p>　　預(yù)、終鍛模膛邊緣應(yīng)有足夠的厚度，一般要求：</p><p><b>　　s=h>40mm;</b></p><p><b>　　s是模壁厚度；</b></p><p>　　是經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取值范圍；</p><p>　　h是模膛深度（mm）;</p>

52、;<p>　　s=2×22mm=44mm，取s=50mm</p><p>　　故模塊直徑340mm</p><p>　　抗壓強(qiáng)度校核，一般要求q=F/A<;</p><p>　　q是單位面積承受壓力(MPa)；</p><p>　　F是壓力機(jī)噸位（N）；</p><p>　　A是模塊實(shí)際承

53、壓面積（）；</p><p>　　是許用壓力，取350MPa。</p><p>　　q=31500×1000/90789=346.9MPa</p><p><b>　　符合要求</b></p><p><b>　　模塊高度</b></p><p>　　模塊高度尺寸應(yīng)

54、滿足；</p><p><b>　　模塊高度；</b></p><p>　　=0.5×22=11mm；</p><p>　　h=11+22=33mm；</p><p>　　根據(jù)實(shí)際情況取終鍛下模塊h=130mm,上模塊h=130mm。</p><p><b>　　終鍛圓形模塊&

55、lt;/b></p><p><b>　　3）鍛模結(jié)構(gòu)形式</b></p><p>　　采用三工位圓形鑲塊用壓板緊固結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　4）導(dǎo)向裝置</b></p><p>　　壓力機(jī)鍛模一般不采用鎖扣，而用導(dǎo)柱，導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向。</p><p>　　5）

56、熱模鍛曲柄壓力機(jī)參數(shù)</p><p>　　所選壓力機(jī)為31500KN,查表可選壓力機(jī)參數(shù)有：</p><p>　　所選為裝模高度為950mm,第三種熱模鍛壓力機(jī)。</p><p><b>　　模具裝配圖</b></p><p>　　1下模座 2頂桿 3螺釘 4下墊板 5導(dǎo)柱 6后擋板 7模塊

57、 8導(dǎo)套 9上墊板 10上模座 11上壓板 12模塊 13下壓板</p><p>　　6鍛前加熱鍛后冷卻及熱處理要求的確定</p><p>　　6.1 確定加熱方式，及鍛造溫度范圍</p><p>　　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

58、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，采用半連續(xù)爐加熱。</p><p>　　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（終鍛溫度）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1200℃，終鍛溫度為

59、800℃。</p><p>　　6.2 確定加熱時(shí)間</p><p>　　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：</p><p><b>　　；</b></p><p>　　式中 D—坯料直徑或厚度（cm）；</p&g

60、t;<p>　　—鋼化學(xué)成分影響系數(shù)，取0.13（h/cm）；</p><p>　　6.3 確定冷卻方式及規(guī)范</p><p>　　按照冷卻速度的不同，鍛件的冷卻方法有3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)本鍛件的形狀體積大小及鍛造溫度的影響，選擇在空氣中冷卻。</p><p>　　6.4 確定鍛

61、后熱處理方式及要求</p><p>　　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)質(zhì)處理?？墒瑰懠@得良好的綜合力性能。</p><p>　　7確定模具材料及熱處理的要求</p><p>　　鍛模是生產(chǎn)模鍛件的必要工具，它的工作材料惡劣，不僅承受很

62、大的沖擊載荷，而且在高溫下受到流動(dòng)金屬的摩擦，同時(shí)還受到反復(fù)激冷激熱的交變作用。錘鍛模主要承受沖擊載荷，選擇鍛模用材料要滿足以下要求：</p><p>　?、僭诠ぷ鳝h(huán)境下具有良好的綜合力學(xué)性能；</p><p>　　②在工作溫度下具有良好的組織穩(wěn)定性；</p><p>　?、垡辛己玫目估?、熱疲勞性能，以減緩因冷熱交替變化而引起的疲勞破裂；</p>&

63、lt;p>　?、軕?yīng)具有良好的冶金質(zhì)量。</p><p>　　模具鑲塊選用材料如下表：</p><p>　　鍛模常用鋼5CrMnMo力學(xué)性能如下表： </p><p><b>　　8模鍛工藝流程確定</b></p><p>　　下料：5 000kN剪切機(jī)冷切；</p>&

64、lt;p>　　加熱：半連續(xù)式爐，1 220～1 240℃；</p><p>　　模鍛：31500KN熱模鍛壓力機(jī)，鐓粗、預(yù)鍛、終鍛；</p><p>　　熱切邊：1600kN切邊壓力機(jī)；</p><p>　　打磨毛刺、銳邊倒鈍：砂輪機(jī)；</p><p>　　熱處理：連續(xù)熱處理爐，調(diào)質(zhì)，硬度為HB210～250；</p>&

65、lt;p><b>　　酸洗：酸洗槽；</b></p><p>　　冷校正：1t夾板錘；</p><p>　　冷精壓：10000kN精壓機(jī)；</p><p><b>　　檢驗(yàn)。</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　

66、　[1] 胡亞明主編.《鍛造工藝過程及模具設(shè)計(jì)》.北京：中國林業(yè)出版社，2006.8（21世紀(jì)全國應(yīng)用型本科大機(jī)械系列實(shí)用規(guī)劃教材）；</p><p>　　[2] 程里編著.《鍛造實(shí)用技術(shù)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.3</p><p>　　[3] 王德?lián)碇骶?《鍛造實(shí)用速查手冊》.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.1</p><p>　　[4]洪慎章編.《實(shí)用

67、熱鍛模設(shè)計(jì)與制造》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.1</p><p>　　[5] 李集仁，楊良偉主編.《鍛工實(shí)用技術(shù)手冊》.南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2002：110-120</p><p>　　[6] 李永堂等編著.《鍛壓設(shè)備理論與控制》.北京：國防工業(yè)出版社，2005：200-300</p><p>　　[7] 葛正浩，趙雪妮主編.《金屬材料成型與模具》.北京