五速輪鍛模和切邊沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)

1、 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 26頁(yè)五速輪 鍛模和切邊沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)摘要目前，隨著汽車(chē)及輕工業(yè)的迅速發(fā)展，模具設(shè)計(jì)制造日益受到人們的廣泛關(guān)注，已成為一個(gè)行業(yè)。將高新技術(shù)應(yīng)用于模具設(shè)計(jì)與制造，已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證.國(guó)外工業(yè)先進(jìn)國(guó)家都擁有上萬(wàn)個(gè)模具企業(yè)與支持模具企業(yè)或?yàn)槟＞咂髽I(yè)提供生產(chǎn)裝備的企業(yè)相組成的強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。這是為適應(yīng)社會(huì)產(chǎn)品工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的重要條件和特點(diǎn)。本文介紹了模具設(shè)計(jì)的定義，模具的現(xiàn)狀與未來(lái)走向，和模具設(shè)計(jì)的應(yīng)用，模具設(shè)計(jì)的教育和改革。 關(guān)鍵詞：模具;設(shè)計(jì);應(yīng)用;未來(lái);教育Five-speed Wheel Forging Die And Trimming Punc

2、hing Composite Mold DesignAuther:Wu SitongTutor:Li QideAbstractAt present, along with rapid development of the automobile and light industry , mold design and manufacturing increase the wide attention of people.It has became an industry. High and new technology will be applied to the mold design and

3、 manufacturing.it has became the rapid manufacturing of die quality guarantee.foreign advanced industrial countries have tens of thousands of mould enterprises and supporting for die mold enterprises or providing production equipment enterprises They become strong industry base. This is in order to

4、adapt to the social product of industrial scale production of important conditions and characteristics. This paper introduced the mold design definition, present situation and future trend of mold, and mold design, mold design education and reform.Key words:Mold design;application; future; education

5、目錄緒論11模鍛件圖設(shè)計(jì)81.1 繪制鍛件圖的過(guò)程81.1.1 確定分模位置91.1.2 確定公差和加工余量91.1.3 模鍛斜度101.1.4 圓角半徑101.1.5 技術(shù)條件101.2 計(jì)算鍛件的主要參數(shù)102模鍛變形工步的確定112.1 繪制計(jì)算毛坯圖112.2 制坯工步選擇113確定坯料尺寸143.1 坯料尺寸144確定鍛錘噸位154.1 鍛錘噸位設(shè)計(jì)155錘鍛模型槽設(shè)計(jì)165.1 模鍛工步型槽設(shè)計(jì)165.1.1 確定毛邊槽形式和尺寸165.1.2 確定鉗口175.1.3 確定終鍛型槽185.1.4 設(shè)計(jì)預(yù)鍛型槽195.2 制坯型槽設(shè)計(jì)205.2.1 滾擠型槽的設(shè)計(jì)206鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2

6、17鍛前加熱、鍛后冷卻及熱處理要求的確定227.1 確定加熱方式，及鍛造溫度范圍227.2 確定加熱時(shí)間227.3確定冷卻方式及規(guī)范22結(jié)論23致謝24參考文獻(xiàn)25緒論1.1 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，正日益受到人們的

7、關(guān)注。早在1989年3月中國(guó)政府頒布的關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車(chē)，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中6090的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場(chǎng)的需求上，僅以汽車(chē)，摩托車(chē)行業(yè)的模具市場(chǎng)為例。汽車(chē)，摩托車(chē)行業(yè)是模具最大的市場(chǎng)，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，這一市場(chǎng)占整個(gè)模具市場(chǎng)一半左右。汽車(chē)工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車(chē)工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)和重型汽車(chē)，汽車(chē)模具作為發(fā)

8、展重點(diǎn)，已在汽車(chē)工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車(chē)基本車(chē)型不斷增加，2005年將達(dá)到170種。一個(gè)型號(hào)的汽車(chē)所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，汽車(chē)將不斷換型，汽車(chē)換型時(shí)約有80的模具需要更換。中國(guó)摩托車(chē)產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)摩托車(chē)共有14種排量80多個(gè)車(chē)型，1000多個(gè)型號(hào)。單輛摩托車(chē)約有零件2000種，共計(jì)5000多個(gè)，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個(gè)型號(hào)的摩托車(chē)生產(chǎn)需1000副模具，總價(jià)值為1000多萬(wàn)元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場(chǎng)。目前世界模具市場(chǎng)供不應(yīng)求，模具的主要出口國(guó)是美國(guó)，日本，法國(guó)，瑞士等國(guó)家。中國(guó)模具出口數(shù)量極少，但中國(guó)模具鉗

9、工技術(shù)水平高，勞動(dòng)成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。1.2 各種模具的分類(lèi)和占有量模具主要類(lèi)型有：沖模，鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模，因?yàn)樗麄円话愣际且揽咳S的模具形腔是材料成型。（1）沖模：沖模是對(duì)金屬板材進(jìn)行沖壓加工獲得合格產(chǎn)品的工具。沖模占模具總數(shù)的50以上。按工藝性質(zhì)的不同，沖?？煞譃槁淞夏?，沖孔模，切口模，切邊模，彎曲模，卷邊模，拉深模，校平模，翻孔模，翻邊

10、模，縮口模，壓印模，脹形模。按組合工序不同，沖模分為單工序模，復(fù)合模，連續(xù)模。（2）鍛模：鍛模是金屬在熱態(tài)或冷態(tài)下進(jìn)行體積成型是所用模具的總稱(chēng)。按鍛壓設(shè)備不同，鍛模分為錘用鍛模，螺旋壓力機(jī)鍛模，熱模鍛壓力鍛模，平鍛機(jī)用鍛模，水壓機(jī)用鍛模，高速錘用鍛模，擺動(dòng)碾壓機(jī)用鍛模，輥鍛機(jī)用鍛模，楔橫軋機(jī)用鍛模等。按工藝用途不同，鍛?？煞譃轭A(yù)鍛模具，擠壓模具，精鍛模具，等溫模具，超塑性模具等。（3）塑料模：塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑料模約占模具總數(shù)的35，而且有繼續(xù)上升的趨勢(shì)。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。（4）壓鑄模：壓鑄模

11、是壓力鑄造工藝裝備，壓力鑄造是使液態(tài)金屬在高溫和高速下充填鑄型，在高壓下成型和結(jié)晶的一種特殊制造方法。壓鑄模約占模具總數(shù)的6。（5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工藝分類(lèi)粉末冶金模有：壓模，精整模，復(fù)壓模，熱壓模，粉漿澆注模，松裝燒結(jié)模等。模具所涉及的工藝繁多，包括機(jī)械設(shè)計(jì)制造，塑料，橡膠加工，金屬材料，鑄造（凝固理論），塑性加工，玻璃等諸多學(xué)科和行業(yè)，是一個(gè)多學(xué)科的綜合，其復(fù)雜程度顯而易見(jiàn)。1.3 我國(guó)模具工業(yè)的現(xiàn)狀自20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)逐漸起飛，也為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。20世紀(jì)90年代以后，大陸的工業(yè)發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)的總產(chǎn)值在1990年僅60億元人

12、民幣，1994年增長(zhǎng)到130億元人民幣，1999年已達(dá)到245億元人民幣，2000年增至260270億元人民幣。今后預(yù)計(jì)每年仍會(huì)以1015的速度快速增長(zhǎng)。目前，我國(guó)17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠(chǎng)點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬(wàn)。除了國(guó)有的專(zhuān)業(yè)模具廠(chǎng)外，其他所有制形式的模具廠(chǎng)家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨(dú)資企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營(yíng)的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，成為我國(guó)國(guó)內(nèi)知名的“模具之鄉(xiāng)”和最具發(fā)展活力的地區(qū)之一。在廣東，一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，紛紛加入了對(duì)模具制

13、造的投入。例如，科龍，美的，康佳和威力等知名集團(tuán)都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。 在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷(xiāo)售的約占三分之一。其中，沖壓模具約占50（中國(guó)臺(tái)灣：40），塑料模具約占33（中國(guó)臺(tái)灣：48），壓鑄模具約占6（中國(guó)臺(tái)灣：5），其他各類(lèi)模具約占11（中國(guó)臺(tái)灣：7）。中國(guó)臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)，分為萌芽期（19611981），成長(zhǎng)期（19811991），成熟期（19912001）三個(gè)階段。萌芽期，工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)的不斷改進(jìn)。由于紡織，電子，電氣，電機(jī)和機(jī)械業(yè)等產(chǎn)品外銷(xiāo)表現(xiàn)暢旺，連帶使得模

14、具制造，維修業(yè)者和周邊廠(chǎng)商（如熱處理產(chǎn)業(yè)等）逐年增加。在此階段的模具包括：一般民生用品模具，鑄造用模具，鍛造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡膠模具等。1981年1991年是臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為迅速且高度成長(zhǎng)的時(shí)期。有鑒于模具產(chǎn)業(yè)對(duì)工業(yè)發(fā)展的重要性日益彰顯，自1982年起，臺(tái)灣地區(qū)就將模具產(chǎn)業(yè)納入“策略性工業(yè)適用范圍”，大力推動(dòng)模具工業(yè)的發(fā)展，以配合相關(guān)工業(yè)產(chǎn)品的外銷(xiāo)策略，全力發(fā)展整體經(jīng)濟(jì)。隨著民生工業(yè)，機(jī)械五金業(yè)，汽機(jī)車(chē)及家電業(yè)發(fā)展，沖壓模具與塑料模具，逐漸形成臺(tái)灣模具工業(yè)兩大主流。從1985年起，模具產(chǎn)業(yè)已在推行計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)和制造等CAD/CAM技術(shù)，所以臺(tái)灣模具業(yè)接觸CAD/C

15、AM/CAE/CAT技術(shù)的時(shí)間相當(dāng)早。成熟期，在國(guó)際化，自由化和國(guó)際分工的潮流下，1994年，1998年，由臺(tái)灣地區(qū)政府委托金屬中心執(zhí)行“工業(yè)用模具技術(shù)研究與發(fā)展五年計(jì)劃”與“工業(yè)用模具技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展計(jì)劃”，以協(xié)助業(yè)界突破發(fā)展瓶頸，并支持產(chǎn)業(yè)升級(jí)，朝向開(kāi)發(fā)高附加值與進(jìn)口依賴(lài)高的模具。1997年11月間臺(tái)灣憑借模具產(chǎn)業(yè)的實(shí)力，獲得世界模具協(xié)會(huì)（ISTMA）認(rèn)同獲準(zhǔn)入會(huì)，正式成為世界模具協(xié)會(huì)會(huì)員，。整體而言，臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)在這一階段的發(fā)展，隨著機(jī)械性能，加工技術(shù)，檢測(cè)能力的提升，以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，臺(tái)灣模具廠(chǎng)商供應(yīng)對(duì)象已由傳統(tǒng)的民用家電，五金業(yè)和汽機(jī)車(chē)運(yùn)輸工具業(yè)，提升到計(jì)算機(jī)與電子，通信與光電等精密

16、模具，并發(fā)展出汽機(jī)車(chē)用大型鈑金沖壓，大型塑料射出及精密鍛造等模具。1.4 世界五大塑料生產(chǎn)國(guó)的產(chǎn)能狀況 美國(guó)塑料(原料)的產(chǎn)量多年來(lái)一直雄居各國(guó)之首。早在80年代前期，美國(guó)塑料產(chǎn)量就已達(dá)2000萬(wàn)噸之多，1986年增至23l0萬(wàn)噸，占全球總產(chǎn)量8100噸的28.5，此后美國(guó)塑料產(chǎn)量繼續(xù)呈現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)之勢(shì)，1988年、1990年、1992年、1994年、1996年和1998年分別增加到2710萬(wàn)噸、2810萬(wàn)噸、3010萬(wàn)噸、3410萬(wàn)噸、4000萬(wàn)噸和4360萬(wàn)噸，占世界總產(chǎn)量的比例從1996年起提高到30以上。2001年美國(guó)塑料產(chǎn)量為4170萬(wàn)噸，其中以聚乙烯為最多，達(dá)1500多萬(wàn)噸。其次分別

17、是氯乙烯650萬(wàn)噸、聚丙烯720萬(wàn)噸、聚苯乙烯對(duì)酞酸脂320萬(wàn)噸、聚苯乙烯280萬(wàn)噸。國(guó)內(nèi)塑料消費(fèi)量(產(chǎn)量+進(jìn)口量一出口量)，美國(guó)也是全球最多的。美國(guó)的全部塑料消費(fèi)量2001年為4280萬(wàn)噸。美國(guó)人均塑料消費(fèi)量也是很高的，2000年為159公斤，2001年略減為155公斤 ，居全球第3位。美國(guó)現(xiàn)有各種大小塑料企事業(yè)單位1萬(wàn)多家，其中職工人數(shù)少于50人的占總數(shù)的53，50l00人的占21，100500人的占23，超過(guò)500人的占近4，職工總數(shù)近90萬(wàn)人。在美國(guó)塑料制品加工業(yè)的就職人數(shù)達(dá)110萬(wàn)，2001年的出貨金額為2150億美元，人均出貨金額為195美元。 德國(guó)是世界最大的塑料(原料)生產(chǎn)國(guó)之

18、一，上世紀(jì)90年代初的1991年、1992年和1993年，德國(guó)塑料產(chǎn)量都為990多萬(wàn)噸，1994年增達(dá)超過(guò)1000萬(wàn)噸的1110萬(wàn)噸1998年達(dá)近1300萬(wàn)噸，1999年為近1400萬(wàn)噸，2000年增至1550萬(wàn)噸，超過(guò)日本為世界第2大塑料生產(chǎn)國(guó)，2001年上升為1580萬(wàn)噸，2002年已過(guò)1600萬(wàn)噸。2001年德國(guó)生產(chǎn)的種種塑料原料中，聚乙烯為285萬(wàn)噸(低密度聚乙烯160萬(wàn)噸，高密度聚乙烯125萬(wàn)噸)，氯乙烯175萬(wàn)噸，聚丙烯160萬(wàn)噸。德國(guó)2001年的國(guó)內(nèi)塑料消費(fèi)量為1280萬(wàn)噸，其中聚乙烯265萬(wàn)噸，聚丙烯155萬(wàn)噸氯乙烯152萬(wàn)噸。德國(guó)人均塑料消費(fèi)量2001年為160公斤，在世界上

19、僅少于比利時(shí)的172公斤，高于美國(guó)的155公斤，排在世界第2位。德國(guó)塑料制品加工業(yè)的職工總計(jì)有近30萬(wàn)人，2001年的出貨金額為360億美元，人均126美元。德國(guó)塑料制品加工企業(yè)中職工少于50人的占44，50100人的占28，100500人的占25，500人以上的占4。 中國(guó)塑料工業(yè)多年持續(xù)高速增長(zhǎng)，1991年產(chǎn)量?jī)H為250萬(wàn)噸，1995年增為350萬(wàn)噸，1998年超過(guò)700萬(wàn)噸，到2002年已增達(dá)約1400萬(wàn)噸，超過(guò)日本而成為世界第3大塑料原料生產(chǎn)國(guó)。中國(guó)今年塑料制品市場(chǎng)將持續(xù)走強(qiáng)，在包裝、工程、建材、農(nóng)用和日用塑料制品等各個(gè)領(lǐng)域都將有較大幅度的增長(zhǎng)，需求量將超過(guò)2500萬(wàn)噸。其中包裝塑料制

20、品今年需求量將超過(guò)850萬(wàn)噸，工程塑料制品需求量將達(dá)400萬(wàn)噸左右，建材塑料制品需求量將達(dá)300萬(wàn)噸以上，農(nóng)用塑料制品需求量將在500萬(wàn)噸左右，日用塑料制品需求量約為80萬(wàn)噸左右。 日本在很長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)都是僅次于美國(guó)的世界第2大塑料生產(chǎn)國(guó)。一直到1997年，日本塑料產(chǎn)量曾經(jīng)連續(xù)多年增長(zhǎng)，年產(chǎn)量在70年代中期就已達(dá)500多萬(wàn)噸，1987年突破1000萬(wàn)噸，1991年達(dá)約1300萬(wàn)噸，1992年和1993年因受日本經(jīng)濟(jì)下滑的影響，產(chǎn)量略有減少，分別降至1258和1225萬(wàn)噸。從1994年起產(chǎn)量再度增長(zhǎng)，1994年、1995年和1996年分別回升到1300萬(wàn)噸、1400萬(wàn)噸和1470萬(wàn)噸，1997年的

21、產(chǎn)量又比上年增長(zhǎng)3.7，達(dá)到1521萬(wàn)噸，首次超過(guò)1500萬(wàn)噸。但這種增勢(shì)在1998年受到遏制，產(chǎn)量大幅度減少。1998年，日本塑料產(chǎn)量為1390萬(wàn)噸，比上年減少了8.7。1999年和2000年日本塑料產(chǎn)量分別回升到1432萬(wàn)噸和1445萬(wàn)噸，但仍遠(yuǎn)未恢復(fù)到1997年的水平。2001年和2002年日本塑料產(chǎn)量再度下降至1400萬(wàn)噸以下的1364萬(wàn)噸和1361萬(wàn)噸。2002年日本塑料(原料)產(chǎn)量減為1361萬(wàn)噸。而中國(guó)則增為1366萬(wàn)噸，日本又退居第4位。 韓國(guó)塑料產(chǎn)量增長(zhǎng)十分迅速，1986年超過(guò)200萬(wàn)噸，1990年增達(dá)300萬(wàn)噸，1992年突破500萬(wàn)噸，1994年、1996年和1997年分

22、別上升到600多萬(wàn)噸、700多萬(wàn)噸和800多萬(wàn)噸，1998年產(chǎn)量增至850萬(wàn)噸，1999年突破900萬(wàn)噸，2001年達(dá)1200萬(wàn)噸，躋身于世界5大塑料生產(chǎn)國(guó)之列。韓國(guó)塑料原料產(chǎn)品中以聚乙烯居首，2001年產(chǎn)量為340萬(wàn)噸(低密度聚乙烯160萬(wàn)噸，高密度聚乙烯180萬(wàn)噸)，聚丙烯以238萬(wàn)噸排在第2位，其次分別是聚酯161萬(wàn)噸、氯乙烯124萬(wàn)噸、ABS·AS樹(shù)脂86萬(wàn)噸、聚苯乙烯77萬(wàn)噸。韓國(guó)國(guó)內(nèi)塑料消費(fèi)量2001年420萬(wàn)噸，只相當(dāng)于產(chǎn)量的1/3略高。人均塑料消費(fèi)量2001年為106公斤，韓國(guó)塑料制品加工業(yè)的職工總數(shù)2001年為3.1萬(wàn)人，出貨金額為85億美元，人均276美元。 塑料

23、產(chǎn)量位居世界前10名的國(guó)家和地區(qū)還有法國(guó)660萬(wàn)噸、比利時(shí)600萬(wàn)噸、中國(guó)臺(tái)灣598萬(wàn)噸、加拿大432萬(wàn)噸和意大利385萬(wàn)噸(均為2001年產(chǎn)量)。1.5 我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)20世紀(jì)80年代開(kāi)始，發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來(lái)，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門(mén)，其產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來(lái)，每年都以15的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專(zhuān)院校也開(kāi)展了模具技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國(guó)成為世界超級(jí)制造大國(guó)的重要原因。

24、今后，我國(guó)要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國(guó)，仍將依賴(lài)于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國(guó)。中國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48"（約122CM）大屏幕彩電塑殼注射模具，6.5KG大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車(chē)保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)，模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)，快速成型與快速制模技術(shù)，新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。盡管我國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)

25、足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但無(wú)論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿(mǎn)足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，每年仍需進(jìn)口10多億美元的各類(lèi)大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國(guó)模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的距離。（1）注重開(kāi)發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；隨著我國(guó)轎車(chē)，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來(lái)越高，模具也將日趨大型化和精密化。（2）加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。（3）推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)；模具CAD

26、/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。（4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動(dòng)研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。1模鍛件圖設(shè)計(jì)1.1 繪制鍛件圖的過(guò)程零件的材料為22CrMrCo，材料性能穩(wěn)定。該材料的臨界溫度、熱加工及熱處理工藝參數(shù)可見(jiàn)下表1.1。 表1.1 22CrMrCo的臨界溫度、熱加工及熱處理工藝參數(shù)牌號(hào)臨界溫度熱加工溫度/退火正火Ac1Ar1Ms

27、加熱始鍛溫度/冷卻方式硬度（HBS）溫度/冷卻方式HBSAc3Ar3Mf終鍛22CrMrCo743782355120011001150825845爐冷207850870空冷250693730-800高溫回火淬火回火溫度/硬度HBS）溫度/冷卻劑HRC各種不同溫度回火后的硬度值（HRC）150200300400500550600650680700207830860油555655545240372818圖1.1五速輪 1.1.1 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

28、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(xiàn)有要求的鍛件，應(yīng)保證鍛件有最好的纖維分布。根據(jù)萬(wàn)向節(jié)叉形狀，采用上下對(duì)稱(chēng)的直線(xiàn)分型模。1.1.2 確定公差和加工余量 查得22CrMrCo的密度為：估算鍛件的體積為654.344cm³，則鍛件質(zhì)量約為。萬(wàn)向節(jié)叉材料為22CrMrCo，即材質(zhì)系數(shù)為M1。鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)： S=V鍛/V外廓包容 (1.1)式中 V鍛鍛件體積； V外廓包容外廓包容體的體積。則S=V鍛/V外廓包容=654.344/2036880=0.32，為3級(jí)復(fù)雜系數(shù)S3。 由1查得:高度公差為，長(zhǎng)度公差為 ，寬度公差為。零件需磨削加工

29、,加工精度為F2,由1查得高度及水平尺寸的單邊余量約為2.02.5mm,取2mm。1.1.3 模鍛斜度 零件圖上的技術(shù)條件已注明模鍛斜度為7º。1.1.4 圓角半徑 外圓角半徑r=2+零件相應(yīng)處圓角半徑或倒角，內(nèi)圓角半徑=（23）r，其余部位的圓角半徑取1.5mm4。1.1.5 技術(shù)條件（1）圖上未標(biāo)注的模鍛斜度7º；（2）圖上未標(biāo)注的圓角半徑R=1.5mm；（3）允許的錯(cuò)移量0.6mm；（4）允許的殘留毛邊量0.7mm；（5）允許的表面缺陷深度0.5mm；（6）鍛件熱處理:調(diào)質(zhì)HB230260；（7）鍛件表面清理:為便于檢查淬火裂紋,采用酸洗。根據(jù)余量和公差,繪制鍛件圖。

30、1.2 計(jì)算鍛件的主要參數(shù)(1) 鍛件在平面上的投影面積為9307mm2;(2) 鍛件周邊長(zhǎng)度為725mm ;(3) 鍛件體積為654344 mm3;(4) 鍛件質(zhì)量為5.136kg。2模鍛變形工步的確定2.1 繪制計(jì)算毛坯圖根據(jù)萬(wàn)向節(jié)的形狀特點(diǎn),選取18個(gè)截面,分別計(jì)算F鍛,F毛,F計(jì)列于表2.1,并在坐標(biāo)紙上繪出萬(wàn)向節(jié)的截面圖和直徑圖（見(jiàn)附圖）。為設(shè)計(jì)滾擠型槽方便,計(jì)算毛坯圖按冷鍛件尺寸計(jì)算。截面圖所圍面積即為計(jì)算毛坯面積,得 （2.1） 平均截面積： （2.2） 則平均直徑： （2.3）按體積相等修正截面圖和直徑圖（附圖中雙點(diǎn)劃線(xiàn)部分）,修正后的最大截面積為7745mm2,則最大直徑為d

31、max=99.4mm。2.2 制坯工步選擇計(jì)算繁重系數(shù)，選擇制坯工步 （2.4） （2.5） 由2圖4-59知此鍛件應(yīng)采用滾擠制坯工步。為易于充滿(mǎn)型槽,應(yīng)選圓坯料,再閉式滾擠。模鍛工藝方案為:閉式滾擠預(yù)鍛終鍛。表2.1 連桿計(jì)算毛坯的計(jì)算數(shù)據(jù)截面號(hào)F鍛/mm2F毛×2/mm2F計(jì)=F鍛+2F毛h計(jì)d計(jì)=/mm修正F計(jì)/mm2修正d計(jì)/mmh=d計(jì)/m5032.991634.20.7023.942782400118211.8238.8116338.50.7026.9531433400183318.3348.4176647.50.7033.25426794003

32、07930.7962.7286958.60.7041.0253451400385138.5170.1345166.40.6543.1663782400418241.8273.1412572.60.6547.1973741400414141.4172.7456076.30.6549.6083469400386938.6970.3472577.70.6550.5192749400314931.4963.4504780.50.6552.33102688400308830.8862.8636090.10.6558.57111114840011548115.48121.4768099.00.6564.3

33、5128825400922592.25108.6774199.40.6564.61138711400911191.11108.5734596.80.6562.92146647400704770.47107.9709795.20.6561.88156647400704770.4794.9660291.80.6559.67165542400594259.4287.1527882.10.6553.40175542400594259.4287.1425473.70.6547.91184504008508.5032.9410072.40.6547.063確定坯料尺寸3.1 坯料尺寸 1.根據(jù)滾擠聯(lián)合制坯

34、時(shí)公式： (3.1)毛坯截面積計(jì)算毛坯平均截面積;鍛件只有一頭一桿時(shí)，應(yīng)選較大的系數(shù)；鍛件為兩頭一桿時(shí)，則應(yīng)取較小的系數(shù)。mm2 2. 坯料長(zhǎng)度：根據(jù)坯料的制坯工步采用圓形坯料，其直徑=88.56，查表取標(biāo)準(zhǔn)直徑=90mm。燒損率取3%。 (3.2) 取L坯=150=（11.5）×=90mm=240mm 4確定鍛錘噸位4.1 鍛錘噸位設(shè)計(jì)假定毛邊平均寬度為23mm,總面積F=25982mm2,按雙作用模鍛錘噸位確定的經(jīng)驗(yàn)公式1.2，確定鍛錘噸位,因汽車(chē)連桿件為大批量生產(chǎn),需要高生產(chǎn)率,取較大的系數(shù)6.3,取k=1.0,于是 （4.1）則 選用5t錘。 5錘鍛模型槽設(shè)計(jì)5.1 模鍛工步

35、型槽設(shè)計(jì)5.1.1 確定毛邊槽形式和尺寸查2圖4-63選用毛邊槽形式,如圖5.1。圖5.1 毛邊槽其尺寸按表4-14確定；選用毛邊槽尺寸為，見(jiàn)表5.1。 表5.1 毛邊槽尺寸4mm10mm25mm1.5mm136 鍛件毛邊的體積： （5.1） 其中（鍛件毛邊平均截面積）5.1.2 確定鉗口 具體尺寸如圖5.2：圖5.2 鉗口5.1.3 確定終鍛型槽 終鍛形槽是各種型槽中最重要的型槽，用來(lái)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。1.熱鍛件圖的設(shè)計(jì)熱鍛件圖以冷鍛件圖為依據(jù)，但又有所區(qū)別。首先熱鍛件的尺寸標(biāo)注，高度方向尺寸標(biāo)注以分模面為基準(zhǔn)，以便于鍛模機(jī)械加

36、工和準(zhǔn)備檢驗(yàn)樣板。其次考慮到金屬的冷縮現(xiàn)象，熱鍛件圖上的所有尺寸應(yīng)計(jì)入收縮率，按下列公式計(jì)算：式中 熱鍛件尺寸； 冷鍛件尺寸；終鍛溫度下的金屬收縮率，取1.5%；特別注意無(wú)坐標(biāo)圓角半徑，不加放收縮率。所以終鍛形槽及熱鍛件圖見(jiàn)裝配圖的畫(huà)法 5.1.4 設(shè)計(jì)預(yù)鍛型槽由于鍛件復(fù)雜,須設(shè)置預(yù)鍛型槽。在叉部采用劈料臺(tái)2，如圖5.3。 （5.2） （5.3）圖中。圖5.3 劈料臺(tái)在工字形截面的桿部,輻板較薄且寬,為防止終鍛時(shí)鍛件產(chǎn)生折紋,應(yīng)使預(yù)鍛型槽面積稍小于或等于終鍛型槽相應(yīng)處的橫截面積(不計(jì)預(yù)鍛打不靠的橫截面積)。預(yù)鍛型槽沿分模面處的圓角半徑增大至R=5mm,預(yù)鍛型槽其余與終鍛型槽不同的地方均在熱鍛件

37、圖上標(biāo)明。5.2 制坯型槽設(shè)計(jì)5.2.1 滾擠型槽的設(shè)計(jì)采用閉式滾擠。(1)型槽的高度，計(jì)算結(jié)果列于表2.1中，按各截面的高度值繪出滾擠型槽縱剖面外形，然后用圓弧或直線(xiàn)光滑連接，并適當(dāng)簡(jiǎn)化。（2） 型槽寬度為：桿部： （5.4） 頭部： （5.5）所以取桿部頭部寬度均為110mm。槽長(zhǎng)度等于計(jì)算毛坯圖的長(zhǎng)度。、鉗口與毛刺槽尺寸如圖5.5所示。簡(jiǎn)化后滾擠型槽如下圖：圖5.4滾擠型槽6鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1型槽布置方式：有兩個(gè)制坯型槽，布排型槽應(yīng)以預(yù)鍛型槽為中心左右布置。2模塊尺寸的選擇：1）承擊面：查表得，3噸錘的最小承擊面為700cm2 ,承擊面積為模塊在分模平面上的面積減去各型槽，毛邊槽，鎖扣和鉗

38、口所占面積。經(jīng)計(jì)算符合要求。 2）模塊高度：模塊高度根據(jù)型槽最大深度和鍛錘的最小閉合高度確定。這是由于上下模塊的最小閉合高度應(yīng)不小于鍛錘允許的最小閉合高度，查資料得鍛錘的最小閉合高度為700 mm。經(jīng)上確定模塊的規(guī)格為B= 400mm; L=630mm。 3. 燕尾槽、起重孔等尺寸按標(biāo)準(zhǔn)選取，具體見(jiàn)裝配圖。6.1裝配圖7鍛前加熱、鍛后冷卻及熱處理要求的確定7.1 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

39、加熱兩大類(lèi)。根據(jù)鍛件的形狀，材質(zhì)和體積，采用半連續(xù)爐加熱。 金屬的鍛造溫度范圍是指開(kāi)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800。7.2 確定加熱時(shí)間 加熱時(shí)間是坯料裝爐后從開(kāi)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： 式中 D坯料直徑或厚度（cm） 鋼化學(xué)成分影響系數(shù)，取0.13（h/cm）;7.3確定冷卻方式及規(guī)范 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