“搖臂”錘模鍛工藝及模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

“搖臂”錘模鍛工藝及模具設(shè)計(jì)“搖臂”錘模鍛工藝及模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) .、廣， 、.前言 1零件分析及大體工藝方案確信零件分析 零件分析 零件材料特性分析 零件尺寸精度及表面粗糙度分析 零件大體工藝方案確信 2錘上模鍛鍛件設(shè)計(jì) 確信分模位置 確信鍛件公差及加工余量 確信材質(zhì)系數(shù)、復(fù)雜系數(shù)、零件的機(jī)械加工精度 5確信鍛件公差和余量 確信模鍛斜度 確信圓角半徑 確信沖孔連皮 確信模鍛件的技術(shù)條件 3錘上模鍛鍛件工藝設(shè)計(jì) 計(jì)算鍛件的要緊參數(shù) 確信鍛錘設(shè)備噸位 確信飛邊槽形式和尺寸 繪制計(jì)算毛坯圖 計(jì)算繁重系數(shù)并確信制坯工步 確信坯料尺寸 坯料截面積及直徑計(jì)算 坯料長(zhǎng)度計(jì)算 模鍛前期工序方式選擇 模鍛后期工序方式選擇 鍛件工藝卡 4錘上模鍛鍛模設(shè)計(jì) 終鍛模膛設(shè)計(jì)?滾擠模膛設(shè)計(jì)?滾擠模膛的高度“搖臂“搖臂”錘模鍛工藝及模具設(shè)計(jì)#前言大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生活，轉(zhuǎn)眼間只剩下最后的一學(xué)期。通過(guò)三年半的學(xué)習(xí)，我們對(duì)所學(xué)專(zhuān)業(yè)從陌生到了解，再到熟悉。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)習(xí)，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中專(zhuān)業(yè)的運(yùn)用取得了解，明白以后畢業(yè)后的工作。同時(shí)，很多同窗已經(jīng)找到工作或預(yù)備讀研究生，如此需要咱們對(duì)本專(zhuān)業(yè)的整體設(shè)計(jì)工作進(jìn)行鍛煉。鍛造課程設(shè)計(jì)，是專(zhuān)業(yè)打算學(xué)習(xí)的重要部份，有助于鞏固和加深鍛造工藝的學(xué)習(xí)，訓(xùn)練綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，結(jié)合鍛壓的生產(chǎn)特點(diǎn)及質(zhì)量要求，初步掌握鍛件、鍛造工藝進(jìn)程及配用模具的設(shè)計(jì)方式。為期周?chē)恼n程設(shè)計(jì)，第一要閱讀零件圖，依照零件特點(diǎn)和技術(shù)要求對(duì)零件進(jìn)行分析，初步確信模鍛方案。然后依照產(chǎn)品圖和技術(shù)條件，確信鍛件的余量、公差、余塊、拔模斜度、圓角半徑等工藝要求，制定鍛件技術(shù)條件，繪制以零件圖為依據(jù)的鍛件圖。第三，按平面變形特點(diǎn)，計(jì)算毛坯圖和截面圖，確信制坯工步選擇毛坯尺寸。最后，考慮收縮率繪制熱鍛件圖，確信終鍛模膛和制坯模膛形狀，并對(duì)鍛模結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并繪制鍛模圖。課程設(shè)計(jì)需要咱們踴躍、嚴(yán)謹(jǐn)和刻苦鉆研的態(tài)度，只有在獨(dú)自、研究、發(fā)覺(jué)、解決的進(jìn)程中才能學(xué)到真正的東西，才能起到課程設(shè)計(jì)的真正目的。1零件分析及大體工藝方案確信零件分析由零件圖（圖11能夠取得，該零件名稱(chēng)為搖臂，材料為lOMnB,熱處置要求為HB277?311,為大量量生產(chǎn)。圖1-1搖臂零件圖零件分析搖臂利歷時(shí)一端裝在單立柱上，可繞立柱軸線回轉(zhuǎn)，并可沿其軸線上下移動(dòng)且具有水平的導(dǎo)軌。由圖中尺寸能夠看到，軸線方向長(zhǎng)度大五60mm,寬度、高度方向尺寸分別為63mm、29mm,因此該鍛件具有軸線較長(zhǎng)，即鍛件的長(zhǎng)度與寬度或高度的尺寸比例較大的特點(diǎn)，且鍛件的主軸線和分模面為直線狀，屬于長(zhǎng)軸類(lèi)鍛件。該類(lèi)鍛件的變形特點(diǎn)是模鍛時(shí)，毛坯軸線方向與沖擊方向相垂直，金屬要緊沿高度和寬度方向流動(dòng)，沿長(zhǎng)度方向流動(dòng)很小。因此，當(dāng)鍛件沿長(zhǎng)度方向其截面面積轉(zhuǎn)變較大時(shí)，必需考慮采納有效的制坯工步，如卡壓、拔長(zhǎng)、滾擠工步等，以保證鍛件飽滿成形。且該零件為軸對(duì)稱(chēng)散布，沒(méi)有支芽和叉類(lèi)特點(diǎn)，不易產(chǎn)生折疊、鍛不足等缺陷，因此不用設(shè)置預(yù)鍛工步。但零件鋤20的孔，因?yàn)橹睆捷^小，考慮模具壽命，鍛造時(shí)不鍛出。零件材料特性分析由零件圖可知，該零件所利用的材料為0MnB,屬合金結(jié)構(gòu)鋼。所含合金成份如表11所示:表1-140乂門(mén)8的化學(xué)成份(GB3077-88)牌號(hào)化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))％CSiMnB40MnB????該材料具有較高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性及良好的韌性，是一種取代40Cr鋼較成功的新鋼種。該鋼價(jià)錢(qián)適中，加工容易，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幹靡院罂扇〉帽厝坏捻g性、塑性和耐磨性。要緊用作汽車(chē)上的轉(zhuǎn)向臂、轉(zhuǎn)向節(jié)、轉(zhuǎn)向軸、半軸、蝸桿、花鍵軸、剎車(chē)調(diào)整臂等，也可代苕0Cr鋼制造較大截面的零件。具體的力學(xué)性能如表1-2所示，可見(jiàn)該材料的鍛造性能較好。表1-240乂門(mén)8的力學(xué)性能(GB3077-88) ⑵牌號(hào)熱處理力學(xué)性能退火或高溫繪出供應(yīng)轉(zhuǎn)頭布氏硬度(HBS)不大于淬火回火抗拉強(qiáng)度o/MPa屈服點(diǎn)o/MPa伸長(zhǎng)率8(%)斷面收縮率w(%)溫度/℃冷卻劑溫度/℃冷卻劑不小于40MnB850油500水，油9807851045207零件尺寸精度及表面粗糙度分析由零件圖能夠看出，該零件右邊圓柱的上表面、左側(cè)圓柱上下兩表面和兩內(nèi)孔需要進(jìn)行機(jī)械加工，尺寸精度、表面粗糙度要求高。其中左側(cè)圓柱上下兩表面的表面粗糙度要求達(dá)到im。其余表面均為凈鍛表面，無(wú)需進(jìn)行機(jī)械加工，尺寸精度和表面粗糙度要求低，尺寸精度按T13級(jí)確信，表面粗糙度為原鍛件表面粗糙度。零件大體工藝方案確信依照該零件特點(diǎn)、材料特性、尺寸精度與表面粗糙度和生產(chǎn)批量的要求，此零件利用錘模鍛，大體工藝流程設(shè)計(jì)為：備料、下料、加熱、制坯、開(kāi)式模鍛、切邊沖孔、熱處置、表面清理、查驗(yàn)、機(jī)械加工等。周大雋主編：《鍛壓技術(shù)數(shù)據(jù)手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社1998年版，第3頁(yè)表1-3。周大雋主編：《鍛壓技術(shù)數(shù)據(jù)手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社1998年版，第26頁(yè)表1-22。2錘上模鍛鍛件設(shè)計(jì)確信分模位置由零件圖能夠看到，左右雙側(cè)圓柱的鍛件分模面均位于圓柱的中間，但并非位于同一直線上，因此利用具有落差的不對(duì)稱(chēng)彎曲分模線。且零件中間的連接桿的剖視圖能夠看出分模面通過(guò)桿部中間通過(guò)。階梯部位位于右邊圓柱與連接桿的接觸部位。分模面形狀如圖2-1所示。確信鍛件公差及加工余量確信材質(zhì)系數(shù)、復(fù)雜系數(shù)、零件的機(jī)械加工精度（1）材質(zhì)系數(shù)鍛件的材質(zhì)系數(shù)分為二級(jí)：M1和M2。由表1-1得，40MnB中含碳量為?%,合金元素總含量小于％,符合材質(zhì)系加1：鋼的最高含碳量小于％的碳鋼或合金元素最高總含量小于%的合金鋼的標(biāo)準(zhǔn)。因此40乂門(mén)8的材質(zhì)系數(shù)為M1。（2）復(fù)雜系數(shù)鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)（S）是鍛件重量（W鍛件）與相應(yīng)的鍛件外廓包容體的重量（W外廓包容體）的比值,即：W鍛件 V鍛件S= = W外廓包容體V外廓包容體該零件的外廓包容體（圖2-1）長(zhǎng)L總=166mm,高H總=29mm,寬B總=66mm。則V外廓包容體二L總.H總.B總=166、29x66mm3=317724mm3通過(guò)計(jì)算，鍛件的體積計(jì)算可簡(jiǎn)化為三部份：V鍛件=V右頭+V桿+V左頭=n.r右由右+^上+l下山桿+五子左由左二30x25n+x（15+50）x12+20x20n=119219mm因此S=—鍛件—= =。外廓包容體查得該鍛件為一樣復(fù)雜，即復(fù)雜系數(shù)為。同時(shí)由此能夠估算鍛件質(zhì)量為。（3）零件的機(jī)械加工精度零件加工精度是確信鍛件加工余量的重要依據(jù)。零件表面粗糙度大于或等于^m的為一樣加工精度F1；零件表面精度小加m時(shí)需采納精加工F2,余量要適當(dāng)放大。由零件圖能夠取得，右邊圓柱上下兩頭面表面粗糙度海m,屬于精加工；右邊圓柱上端面和兩內(nèi)孔表面粗糙度均為im,屬于一樣加工精度。（4）加熱條件該鍛件在煤氣加熱爐中加熱。確信鍛件公差和余量在零件的加工表面上增加供切削加工用的余量，稱(chēng)之為鍛件加工余量。鍛件加工余量的大小與零件的材料、形狀、尺寸、批量大小、生產(chǎn)實(shí)際條件等因素有關(guān)。此零件為簡(jiǎn)單的搖臂，查表3]得，033內(nèi)孔直徑方向的單邊加工余量為?,此處?。桓叨确较?，左側(cè)圓柱單邊加工余量為?，此處取，右邊圓柱需磨削加工，即加工精度為2,查表得單邊加工余量為?，此處取。零件尺寸加上加工余量即為鍛件名義尺寸,由鍛件名義尺寸可確信鍛件格尺寸的公差,其值的大小以鍛件形狀、尺寸有關(guān),并受到生產(chǎn)具體情形的阻礙。查表[4]得各尺寸公差列于表2-1中。表2-1搖臂鍛件尺寸加工余量及公差5]鍛件重量鍛件體積包容體體積復(fù)雜系數(shù)材質(zhì)系數(shù)119219317724S240MnBM1零件尺寸鍛件尺寸公差/mm根據(jù)精度等級(jí)直徑033029+1.0—0.4表5-5、表5-1一般加工精度厚度20+1.1—0.4表5-5、表5-3精加工2527+1.1—0.4表5-5、表5-3一般加工精度長(zhǎng)度110110+1.2—0.6表5-1一般加工精度允許錯(cuò)差<表5-3允許橫向殘留飛邊<表5-3確信模鍛斜度為使鍛件成形后順利地由模膛中掏出,鍛件側(cè)表面上必需帶有斜度,稱(chēng)為模鍛斜度。模膛上的斜度是用指狀標(biāo)準(zhǔn)銑刀加工而成,因此模鍛斜度應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)度數(shù),以便與銑刀規(guī)格相一致。此處，外模鍛斜度與零件圖上一致，肪=7°,內(nèi)模鍛斜度刪=10°。李尚鍵主編：《鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)資料》,機(jī)械工業(yè)出版社1991年版,第128頁(yè)表5-5。李尚鍵主編：《鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)資料》,機(jī)械工業(yè)出版社1991年版,第124頁(yè)表5-五、第126頁(yè)表5-6。表中依照一欄均來(lái)自：李尚鍵主編《鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)資料》,機(jī)械工業(yè)出版社1991年版。確信圓角半徑鍛件上的圓角半徑關(guān)于保證金屬流動(dòng)、提高鍛模壽命、提高鍛件質(zhì)量和便于出模等十分重要。因此在鍛件上各相交表面處必需做出圓角，不許諾呈尖角狀。為便于制造模具所用刀具標(biāo)準(zhǔn)化，圓角半徑應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值選取。同時(shí)為保證鍛件凸角處的最小余量，有倒角時(shí)，取「余量+零件的倒角值；無(wú)倒角時(shí)，取管余量。此處，零件圖上有圓角標(biāo)注的為加工面，按原圖中圓角加工。060外圓角處圓角半徑r=（2+1）mm=3mm；029處圓角廠（2+1）mm=3mm；040外圓角出圓角半徑r=2mm。具體數(shù)值見(jiàn)圖2-2。確信沖孔連皮此零件中有029內(nèi)孔需要鍛出，錘上模鍛不能直接鍛出透孔，必需在孔內(nèi)保留一層連皮，形成盲孔，然后在切邊壓力機(jī)上沖除。此處，內(nèi)孔直徑d=29mm，利用平底連皮。內(nèi)孔高度1= —二一mm二，按公式計(jì)算厚度：t=d^~§+h=29q27§￡27=。 ]連皮圓角半徑應(yīng)大于內(nèi)圓角半徑，取為=3mm。即瓢即瓢1，崗上上1用賽祠康為722.似精整聚甥RZ3戈科I出0.6mrik工豺犍百驅(qū)處LOmm；6N箱艇；股；7,贈(zèng)置睛去加圖2-1搖臂冷鍛件圖確信模鍛件的技術(shù)條件參考“鋼質(zhì)模鍛件機(jī)械加工余量與公差標(biāo)準(zhǔn)’（GB12632—90）和“鋼質(zhì)模鍛件通用技術(shù)條件'（GB12361—90）的有關(guān)規(guī)定制定：（1）圖上未注明模鍛斜度為7°；(2)圖上未注明圓角半徑為R2；(3)許諾錯(cuò)差艇；(4)許諾橫向殘留飛逝；(5)許諾的表面缺點(diǎn)深魅；(6)鍛件熱處置：調(diào)質(zhì)；(7)鍛件表面清理：拋丸。依照上述各項(xiàng)參數(shù)，繪制冷鍛件圖，如圖2-1所示。3錘上模鍛鍛件工藝設(shè)計(jì)通過(guò)確信機(jī)械加工余量、公差、分模面、拔模斜度、圓角半徑等，繪制出冷鍛件圖，依照冷鍛件圖和技術(shù)要求，對(duì)零件的錘上模鍛進(jìn)行工藝分析，確信模鍛設(shè)備及噸位、飛邊槽，并繪制計(jì)算毛坯圖，確信制坯工步、坯料尺寸和模鍛前后期工序的選擇及參數(shù)的確信。計(jì)算鍛件的要緊參數(shù)（1）鍛件在水平面上的投影面積為8510mm2；（2）鍛件周邊長(zhǎng)度為420mm；（3）鍛件體積為115000mm3；（4）鍛件重量為。確信鍛錘設(shè)備噸位總變形面積為鍛件在水平面上的投影面積與飛邊水平投影面積之和，參考飛邊槽尺寸，按1?2t錘飛邊槽尺寸考慮，假定飛邊均勻?qū)挾葹?mm,總的變形面積S=（5800+420x20）mm=14200mm。按雙作用模鍛錘噸位確信的經(jīng)驗(yàn)公式M=?。式中K為材料系數(shù)，查表［6］得K=；因?yàn)榇肆慵榇罅苛可a(chǎn)，要求高生產(chǎn)率，因此取系數(shù)M=xx142kg=選用1t模鍛錘。圖3-1飛邊槽型式確信飛邊槽形式和尺寸圖3-1飛邊槽型式開(kāi)式模鍛的終鍛型槽周邊必需有飛邊槽，其形式及尺寸大小是不是合適對(duì)鍛件成形阻礙專(zhuān)門(mén)大。此處選用最普遍利用的一種飛邊槽（圖3-1）,其優(yōu)勢(shì)是橋部設(shè)在上模塊，因此受熱小，不易磨損或壓塌。查表⑺選定飛邊槽的尺寸如表3-1所示:表3-1飛邊槽尺寸（單位：mm）鍛錘噸^位/th飛h1Bb1R148252計(jì)算得S飛=110mm2；飛邊槽充滿率Wn=，那么鍛件飛邊平均斷面橋飛=堪飛=77mm2；飛邊體積V飛=x420x110mm3=32340mm3。［6］李尚鍵主編：《鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)資料》，機(jī)械工業(yè)出版社991年版，第136頁(yè)表5-19。⑺呂炎主編：《鍛造工藝學(xué)》，機(jī)械工業(yè)出版社995年版，第172頁(yè)表8-1。

繪制計(jì)算毛坯圖計(jì)算毛坯的依據(jù)是依照平面變形假設(shè)進(jìn)行計(jì)算并經(jīng)修正所得的具有圓形截面的中間坯料。其長(zhǎng)度與鍛件相等，而橫截面積應(yīng)等于鍛件上相應(yīng)截面積與飛邊截面積之和。計(jì)算毛坯圖是制坯工步選擇的依據(jù)，按金屬流動(dòng)的效率，制坯工步的優(yōu)先順序是：拔長(zhǎng)、滾擠、卡壓工步。計(jì)算毛坯圖的步驟如下：算截面面積依照搖臂的形狀特點(diǎn)，供選取15個(gè)截面（如圖32所示）。橫截面面積F計(jì)=F鍛+2n.F飛OJ-I> 計(jì)解腌熊算截面面積依照搖臂的形狀特點(diǎn)，供選取15個(gè)截面（如圖32所示）。橫截面面積F計(jì)=F鍛+2n.F飛OJ-I> 計(jì)解腌熊117,皿式中n—充滿圖3-2計(jì)算毛坯圖系數(shù)，位于端部的1處和15處截面因?yàn)椴牧显阱懺鞎r(shí)容易先產(chǎn)生飛邊，因此取1,其余遍地取。別離計(jì)算15個(gè)截面處的F鍛、F計(jì)，結(jié)果列于表32（2）繪制計(jì)算毛坯的截面圖以計(jì)算毛坯的長(zhǎng)題計(jì)為橫坐標(biāo)，以算得的F計(jì)為縱坐標(biāo)，在座標(biāo)紙上繪制計(jì)算毛坯的截面圖。方式是：通經(jīng)常使用縮尺比M除F計(jì)，取得用直線段卜計(jì)來(lái)表示的所取各截面的面積值:h計(jì)二上。此處為便于制圖，縮尺比區(qū)M=10mm2/mm。將計(jì)算出的h計(jì)繪制在座標(biāo)紙上，并連接各端點(diǎn)成滑膩曲線，即得計(jì)算毛坯截面圖（如圖3-2所示）。（3）計(jì)算并繪制計(jì)算毛坯直徑圖別離計(jì)算毛坯上各截面的直傳計(jì)，由下式計(jì)算：4十二計(jì)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3-2。然后以L計(jì)為橫坐標(biāo)，以d計(jì)為縱坐標(biāo)，在截面圖的下方繪制計(jì)算毛坯直徑圖（如圖3-2所示）。（4）復(fù)雜形狀的簡(jiǎn)化對(duì)頭部帶內(nèi)孔的長(zhǎng)軸類(lèi)鍛件（左側(cè)頭部），計(jì)算坯料的截面圖和直徑圖在頭部具有突變的輪廓線（如圖3-3所示），為使制坯模膛制造簡(jiǎn)便和有利于終鍛成形，按體積不變條件將截面圖和直徑圖簡(jiǎn)化為圓滑的形狀，如圖3-3中虛線所示，并將修正后的截面數(shù)據(jù)列于表3-2中。表3-2計(jì)算毛坯的計(jì)算數(shù)據(jù)斷面號(hào)F鍛（mm）S飛總mm）2F十(mm)d(mm)計(jì)修正尸計(jì)（mm2）修正d計(jì)（mm）101101102194154348387115410254100415411585690154844630015445473841545388456154610998815411421014581541612132011114815413021405121021154117514501312691541423127014270154424150110110截面圖所圍面積即為計(jì)算毛坯體積，掰計(jì)=148310mm；平均截面面積二927mm；平均截面直徑d均二均=。將平均截面積S均和d均在計(jì)算毛坯圖頂用點(diǎn)化線繪出，如映2所示。在計(jì)算毛坯直徑圖上，d計(jì)＞d均處，稱(chēng)為頭部，d計(jì)＜d均，稱(chēng)為桿部。按體積相等修正后最大截面積為1450mm，那么最大截面直衡=43mm。計(jì)算繁重系數(shù)并確信制坯工步長(zhǎng)軸類(lèi)鍛件常采納第一類(lèi)制坯工步，即拔長(zhǎng)、滾擠和卡壓工步，使原坯料獲得近似計(jì)算毛坯的形狀。若是計(jì)算毛坯的頭部相對(duì)尺寸越大，那么金屬需要在頭部的聚集量越多；假設(shè)鍛件的相對(duì)長(zhǎng)度越大，那么金屬需要流動(dòng)的距離也越大；若是鍛件大，原坯料重，那么在其他條件相同時(shí)金屬需要轉(zhuǎn)移的絕對(duì)量也越大。制坯變形工作量的大小可用繁重系數(shù)表示。本課程設(shè)計(jì)鍛件計(jì)算毛坯為二頭一桿，應(yīng)簡(jiǎn)化成兩個(gè)簡(jiǎn)單計(jì)算毛坯來(lái)選擇制坯工步。繁重系數(shù)計(jì)算：42a=117因已知鍛件體積為115000mm，因此鍛件質(zhì)量為。查，長(zhǎng)軸類(lèi)鍛件制坯工步選用范圍圖”，此鍛件應(yīng)采納閉式滾擠制坯工步。模鍛工藝方案為：[8]閉滾一終鍛。確信坯料尺寸模鍛所需原坯料尺寸應(yīng)依據(jù)坯料體積、鍛件形狀尺寸及模鍛方式確信。坯料體積應(yīng)包括鍛件、飛邊、連皮、氧化皮及鉗料頭等部份。長(zhǎng)軸類(lèi)鍛件的坯料尺寸確信以計(jì)算毛坯圖為依據(jù)，并考慮到不同制坯的需要，計(jì)算出各類(lèi)模鍛方式所需的坯料截面積，然后再選取標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格鋼材，并確信坯料長(zhǎng)度。坯料截面積及直徑計(jì)算用滾壓制坯的坯料截面積S坯二S滾二（?）S均。此鍛件為兩頭一桿，那么應(yīng)選用小系數(shù)。此處取，那么呂炎主編：《鍛造工藝學(xué)》，機(jī)械工業(yè)出版社1995年版，第155頁(yè)圖7-4。2

S壞=x927mm=依照計(jì)算的坯料截面積，確信圓坯料的直徑1坯:d坯二坯=X，=實(shí)際取d坯=38mm。坯料長(zhǎng)度計(jì)算坯料體積丫坯按下式計(jì)算V坯=V件+V飛+V連（1+3%）=V計(jì)（1+3%）式中8一?燒損率。此鍛件加熱采納室式煤氣爐，查與此處取6=3。因此V坯=148310x（1+3%）mm二。那么坯料長(zhǎng)度L坯為VS VVS V5 .L坯一S+L鉗=n +L鉗=S坯 4d坯此處采納一料一件的模鍛方式模鍛前期工序方式選擇n+20mm=155mm4X38因此坯料長(zhǎng)度即為55mm。（1）備料工序如前所述，此鍛件利用材料為40MnB,坯料直徑為38mm。下料采納普遍利用的剪切下料，其特點(diǎn)是效率高，操作簡(jiǎn)單，端口無(wú)金屬損耗，模具費(fèi)用低。剪切力計(jì)算：P=KS剪。剪式中K一考慮到刃口磨鈍和間艙轉(zhuǎn)變的系數(shù)，此處腦=；。剪一材料剪切抗力，剪切強(qiáng)度比同溫度下的強(qiáng)度極限小一些，一樣。剪二（?）。。此處取系數(shù)，根據(jù)表12得。=980MPa,那么。剪二x980MPa=784MPa。剪切力P二KS剪。剪二xx38x784N=。因此選擇1000KN的棒料剪切機(jī)。呂炎主編：《鍛造工藝學(xué)》，機(jī)械工業(yè)出版社1995年版，第15頁(yè)表3-。2（2）加熱工序鍛前加熱時(shí)，應(yīng)盡快達(dá)到所規(guī)定的始鍛溫度。此鍛件采納室式煤氣爐加熱方法，查表[10]得40MnB材料的鍛造溫度范圍為，始鍛溫度1150℃,終鍛溫度850℃。模鍛后期工序方式選擇（1）切邊沖孔工序此鍛件模鍛后有飛邊和沖孔連皮，因此，模鍛后安排切變沖孔工序。切變沖孔力F=koLt式中k—系數(shù)，考慮到切變或沖孔進(jìn)程中伴有彎曲、拉伸發(fā)生，和一些刃口變鈍等實(shí)際因素，取k=；o—金屬在切變或沖孔溫度下的強(qiáng)度極限，即材料的變形抗力，查表[11]得此鍛件o=150MPa；L—剪切周邊長(zhǎng)度，計(jì)算的此鍛fl^=426mm，L連=46mm；t1—實(shí)際切變厚度，t飛二+B=x+=，t=x+=連因此F=x150x（426x+46xN=。此處選擇1000kN的切變壓力機(jī)。（2）鍛件熱處置工序如前所述，此鍛件材料為40MnB,為了保證HB=277?311要求，查“合金結(jié)構(gòu)鋼鍛件熱處置標(biāo)準(zhǔn)”[12]，確信模鍛后進(jìn)行調(diào)至處置。熱處置標(biāo)準(zhǔn)如表3-3：表3-3鍛件熱處置標(biāo)準(zhǔn)淬火回火溫度/℃冷卻劑溫度/℃冷卻劑820?850油或熱水610?640水或油（3）清理工序模鍛件在生產(chǎn)進(jìn)程中形成的氧化皮需要去除，以提高鍛件表面質(zhì)量，改善鍛件的后續(xù)切削條件；為檢查鍛件表面質(zhì)量也需要進(jìn)行表面清理。此鍛件模鍛后需采納磨毛刺、拋丸等清理工序。利用設(shè)備為砂輪機(jī)和拋丸機(jī)。（4）查驗(yàn)工序此鍛件采納磁粉探傷查驗(yàn)鍛件的表面裂紋等缺點(diǎn)。鍛件工藝卡依照以上內(nèi)容，填寫(xiě)鍛件工藝卡，如表3-4所示。周大雋主編：《鍛壓技術(shù)數(shù)據(jù)手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社1998年版，第42頁(yè)表2-7。李尚鍵主編：《鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)資料》，機(jī)械工業(yè)出版社1991年版，第136頁(yè)表5-19。周大雋主編：《鍛壓技術(shù)數(shù)據(jù)手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社1998年版，第457頁(yè)，表6-4。

表3-4“搖臂”鍛件工藝卡國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)精度訂貨長(zhǎng)度“搖臂，，鍛件工藝卡鋼號(hào)斷面尺寸下料長(zhǎng)度40MnB038mm155mm零件號(hào)毛坯重量鍛件重量毛坯鍛件數(shù)名稱(chēng)搖臂1型號(hào);工序名稱(chēng)設(shè)備溫度模具檢驗(yàn)者不高于不低于1下料1000kN棒料剪切機(jī)2加熱煤氣爐1150℃31閉式滾擠1t蒸汽-空氣模鍛錘滾擠模具2終鍛1t蒸汽-空氣模鍛錘終鍛模具4切邊沖孔1000kN切邊壓力機(jī)切邊沖孔模具5熱處理連續(xù)式感應(yīng)電爐淬火：820?850℃；回火：610?640℃。6磨毛刺砂輪機(jī)7表面清理拋丸機(jī)8檢驗(yàn)磁粉探傷設(shè)備

4錘上模鍛鍛模設(shè)計(jì)確信鍛件工藝卡后，依照冷鍛件圖設(shè)計(jì)模具形狀和尺寸。包括終鍛模膛的設(shè)計(jì)、滾擠模膛的設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。終鍛模膛設(shè)計(jì)模鍛件的幾何形狀和尺寸是靠終鍛模膛來(lái)保證的，任何鍛件的模鍛工藝進(jìn)程必需有終鍛。終鍛模膛是依照熱鍛件圖來(lái)制造和查驗(yàn)的，模膛設(shè)計(jì)的要緊內(nèi)容是繪制熱鍛件圖，確信飛邊槽尺寸及鉗口尺寸。（1）熱鍛件圖確信熱鍛件圖是在冷鍛件圖的基礎(chǔ)上考慮%冷縮率繪制而成。熱鍛件圖形狀與冷鍛件圖形狀是完全相同的（如‘搖臂”鍛模圖所示）。圖4-1鉗口形狀（2圖4-1鉗口形狀飛邊槽設(shè)計(jì)已在中進(jìn)行確信，在此不做陳述。（3）鉗口尺寸設(shè)計(jì)鉗口是指在鍛模的模鍛模膛前面所做的空腔，它是由夾鉗口與鉗口頸兩部份組成。此處模鍛選用經(jīng)常使用的鉗Ij口形式（如圖4-1所示）。鉗,口的尺寸，要緊依據(jù)鉗料頭的一直徑及模膛壁厚等尺寸來(lái)確定。查表［13］確信鉗口尺寸列于表4-1中。表4-1鉗口和鉗口頸尺寸 （單位：mm）鉗夾頭直徑d鍛件重量（kg）鉗口尺寸鉗口頸尺寸BhR0bal388035156l>依照確信的最小壁厚尺寸，鉗口頸長(zhǎng)度：l>=x40mm二20mm，取l=25mm；鉗口總長(zhǎng)度l=60mm。滾擠模膛設(shè)計(jì)滾擠模膛也是以計(jì)算毛坯為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，主若是確信模膛高度、寬度B。滾擠模膛有鉗口、模膛本體和毛刺槽三部份組成（如圖-2所示）。［13］張志文主編：《鍛造工藝學(xué)》，機(jī)械工業(yè)出版社983年版，第146頁(yè)表5-13、表5-14。

滾擠模膛的高度滾擠模膛高通=Kd計(jì)。在模鍛錘上滾擠時(shí)，上下模一樣打不靠，故采納的模膛高度比計(jì)算的小一些，一樣取：h=~d計(jì)。在頭部，為了有助于金屬的聚集，模膛的高度應(yīng)等于或略大于計(jì)算毛坯圖的響應(yīng)部份的直徑。即：h=（1~）d計(jì)。此鍛件滾擠各截面k的取值及模膛高度列于表4-2：表4-2滾擠模膛高度斷面號(hào)d（mm）計(jì)Kh（mm）123456789101112131415依照以上數(shù)據(jù)，沿鍛件軸向，使之對(duì)半分開(kāi)，先用黑點(diǎn)表示，然后用圓弧或直線滑膩連接，應(yīng)盡可能做到圓滑過(guò)渡，并進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化（如圖-2所示）。圖4-2滾擠模膛高度尺寸滾擠模膛寬度此鍛件采納無(wú)拔長(zhǎng)的閉式滾擠，查表[14]得滾擠模膛寬度滾按一下公式計(jì)算：、 F坯一但、TOC\o"1-5"\h\z坯, 滾h 滾止匕處坯=x38mm二；二x mm==x43mm=則＞ 滾＞，此處取滾=64mm,能夠知足要求。鉗口、毛刺槽等尺寸鉗口不僅是為了容納火鉗，同時(shí)也是用來(lái)卡細(xì)毛坯，減少料頭消耗。毛刺槽用來(lái)容納滾擠時(shí)產(chǎn)生的端部毛刺。查表得鉗口尺寸按以下公式計(jì)算：n工坯+6mm=x38+6mm=m=（1?2）n=x=，取m=21mmR工坯+6mm=x38+6mm=，WR=10mm此處為無(wú)切刀滾擠，d坯=38mm,查表[均得毛刺槽尺寸列于表4-3：表4-3毛刺槽尺寸 （mm）dacRRb 坯 386255630按上述尺寸繪制滾擠模膛鉗口和毛刺槽（如圖4-2）。模膛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模膛布置模膛布置是依照模膛數(shù)及各模膛的作用，和操作方便安排的。終鍛模膛的變形力最大，為避免產(chǎn)生太大的錘擊偏心力，應(yīng)盡可能使模膛中心與鍛模中心重合，以便錘擊力與鍛件發(fā)作使勁處于同一垂直線上。不然，將顯現(xiàn)偏心力矩。此鍛件為軸對(duì)稱(chēng)，那么模膛中心通過(guò)其對(duì)稱(chēng)軸，因此燕尾中心線與鍛件對(duì)稱(chēng)軸重合。燕尾中心線至查驗(yàn)邊的距離為；經(jīng)實(shí)體計(jì)算模膛中心距大頭前端距離67mm，結(jié)合模塊長(zhǎng)度和鉗口長(zhǎng)度確信出鍵槽中心線至查驗(yàn)邊的距離為137mm。張志文主編：《鍛造工藝學(xué)》，機(jī)械工業(yè)出版社1983年版，第168頁(yè)表5-24。張志文主編：《鍛造工藝學(xué)》，機(jī)械工業(yè)出版社1983年版，第169頁(yè)表5-25。此鍛件模膛包括滾擠模膛和終鍛模膛兩個(gè)。模鍛此搖臂的t模鍛錘機(jī)組，加熱爐在錘的左方，且吹風(fēng)機(jī)在模鍛錘右立柱，避免氧化皮吹入終鍛模膛，因此滾擠模膛位于模膛的左側(cè)（如圖4-5所示）。因?yàn)榇隋懠S對(duì)稱(chēng)，那么燕尾中心線與終鍛模膛的軸線重合。用實(shí)測(cè)方式，找出終鍛模膛中心離連桿大頭前端67mm。鎖扣尺寸因?yàn)榇隋懠橛新洳畹牟粚?duì)稱(chēng)分模面，在模鍛進(jìn)程中將產(chǎn)生水平分力，從而引發(fā)鍛模錯(cuò)差。不僅阻礙尺寸精度和加工余量，而且加速鍛錘導(dǎo)軌磨損和錘桿過(guò)早折斷。因此在此采納在鍛模內(nèi)設(shè)置鎖扣的平穩(wěn)鎖扣，在錘擊成形進(jìn)程中，使上下模塊彼此鎖住，從而克服錯(cuò)移（圖4-3所示）。圖4-3帶鎖扣的鍛模鎖扣設(shè)計(jì)尺寸查看16］計(jì)算列于表4-4：表4-4鎖扣設(shè)計(jì)尺寸項(xiàng)目尺寸鎖扣高度H/mmH=鍛件分模面落差高度=鎖扣寬度b/mmb>=x=鎖扣斜度00=5℃鎖扣間隙A/mmA=鎖扣平面間黝/mmA=傾斜分模面上的間觸/mmA=鎖扣內(nèi)圓角半徑R/mmR==x^1mm鎖扣外圓角半徑/mmR=R+2mm=3mm模壁厚度確信模壁厚度應(yīng)保證足夠的強(qiáng)度，同時(shí)又要盡可能減小模塊尺寸。（1）終鍛模膛壁厚由終鍛模膛h=，R=3＜，a=7°，查確信模膛壁厚曲線”圖?［16］李尚鍵主編：《鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)資料》，機(jī)械工業(yè)出版也91年版，第157頁(yè)表5-33。［17］張志文主編：《鍛造工藝學(xué)》，機(jī)械工業(yè)出版社983年版，第188頁(yè)圖5-118。

得s=38mm,取整s=40mm。終鍛模膛與滾擠模膛間壁厚從飛邊橋部外側(cè)算起。（2）滾擠模膛壁厚滾擠模膛外壁厚度s=5~10mm,此處取s=10mm。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)查驗(yàn)角、燕尾和鍵槽尺寸確信查驗(yàn)角是各模膛與燕尾尺寸的基準(zhǔn)面，在生產(chǎn)者是模具調(diào)試的依據(jù)，為彼此垂直的兩個(gè)平面，做在模塊的前面和右面。查表確信尺寸：寬度b=5mm，高度h=50mm。錘鍛模緊固在下模座和錘頭上，既要求緊固靠得住又要安裝調(diào)試方便。采納楔鐵和鍵塊配合燕尾緊固的方法。燕尾形狀如圖4-4所示，查表.[18]確信錘鍛模燕尾和鍵槽尺寸，如表4-5所示。注意到中計(jì)算燕尾中心線至查驗(yàn)面的距離圖4-4燕尾形狀圖4-4燕尾形狀不符合要求，在此應(yīng)加大終鍛模膛右邊壁厚，結(jié)合模塊寬度取5mm。表4-5錘鍛模燕尾和鍵槽尺寸 （單位：mm）錘噸^位/tbhb1dxS12005030x60模塊尺寸模塊尺寸應(yīng)依照模膛布置、模壁厚度、鎖扣等有關(guān)因素確信，同時(shí)應(yīng)付承擊面積、模塊長(zhǎng)度、鍛模中心與模塊中心偏移量、模塊寬度、模塊高度、上模最大重量、模塊規(guī)格等進(jìn)行校核。依照前面計(jì)算結(jié)果，別離確信模塊寬度、長(zhǎng)度和高度。（1）模塊寬度B=10+64+40+8+64+8+65+5=264mm取B=270mm。[18]李尚鍵主編：《鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)資料》，機(jī)械工業(yè)出版社991年版，第163頁(yè)表5-42（2）模塊長(zhǎng)度L=60+166+33+25+10+5=299mmWL=300mm。（3）模塊高度由終鍛模膛可知，終鍛模膛的最大深度為，查表[19]得，模塊的最小深度為170mm,模塊高度H=~H =x170mm=238mm。那么取H=250mm。綜上所述，模塊的尺寸為：寬<長(zhǎng)x高=270mmx300mmx250mm。模具參數(shù)校核查表[冽得，1t蒸汽-空氣錘技術(shù)參數(shù)如表4-6所示：表4-6蒸汽-空氣模鍛錘技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)錘噸位/t1錘頭最大行程（mm）1200鍛模最小閉合高度（不算燕尾）mm）220導(dǎo)軌間距離（mm）500錘頭前后方向長(zhǎng)度（mm）450每分鐘打擊次數(shù)80（1）模具寬度校核為保證鍛模不與鍛模導(dǎo)軌相碰，鍛模最大寬度應(yīng)小于導(dǎo)軌間距離，且需大于燕尾10mm。此鍛模寬度B=300mm<500mm,且最小一邊比燕尾至5mm，因此符合要求。（2）鍛模高度校核鍛模的閉合高度應(yīng)大于模鍛錘最小閉合高度，且小于錘頭的最大行程。此鍛模的閉合高度為399mm（不算燕尾），大于模鍛錘鍛模最小閉合高度20mm，小于錘頭最大行程1200mm,因此符合要求。（3）鍛模長(zhǎng)度校核鍛模長(zhǎng)度超出錘頭外時(shí)，其超出長(zhǎng)度應(yīng)限制