鍛壓工藝設(shè)計(jì)

1、工程實(shí)踐工藝設(shè)計(jì)Fundamentals of Materials Forming Process哈爾濱工程大學(xué)哈爾濱工程大學(xué)工程訓(xùn)練中心工程訓(xùn)練中心鍛造工藝設(shè)計(jì) 金屬塑性成形鍛造的特點(diǎn):1）改善金屬組織、提高力學(xué)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(diǎn)-不能加工脆性材料，生產(chǎn)的零件形狀相對(duì)簡單，易產(chǎn)生氧化、脫碳和燒損。CastingMachiningForgingl 鍛件相對(duì)鑄件和機(jī)加工零件，有更高的強(qiáng)度和韌性鍛件相對(duì)鑄件和機(jī)加工零件，有更高的強(qiáng)度和韌性鍛造成形鍛造工藝設(shè)計(jì) 鍛造的應(yīng)用: 主要用于生產(chǎn)各種重要的、承受重載荷的機(jī)器零件或毛坯如機(jī)床的主軸

2、和齒輪、內(nèi)燃機(jī)的連桿、起重機(jī)的吊鉤等。 鍛造成形鍛造工藝設(shè)計(jì) 自由鍛 用簡單的通用性工具，或在鍛造設(shè)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(shè)計(jì) 自由鍛優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：所需的工具簡單，具有很強(qiáng)的通用性，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，因而應(yīng)用較為廣泛。采用自由鍛方法既可以生產(chǎn)不足1千克的小鍛件，也可以生產(chǎn)大至200300噸以上的大型鍛件，而且自由自由鍛是生產(chǎn)大型鍛件的唯一方法鍛是生產(chǎn)大型鍛件的唯一方法，因此它在重型機(jī)械制造中具有特別重要的作用，常用來生產(chǎn)大型零件的毛坯。 不足：不足：生產(chǎn)效率低，鍛件形狀簡單，尺寸精度低，表面粗糙；工人勞動(dòng)強(qiáng)度高，鍛件的形狀和尺寸主要取決于操作

3、者的技術(shù)水平，不易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 鍛造工藝設(shè)計(jì) 1. 自由鍛造的主要設(shè)備自由鍛鍛造工藝設(shè)計(jì) 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，以的工藝過程。鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、切割、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移及鍛接為基本工序操作方便而進(jìn)行的預(yù)變形工序。等。而進(jìn)行的工序。清除鍛件表面凹凸不平及整形等。鍛造工藝設(shè)計(jì) 自由鍛鍛造工藝設(shè)計(jì) 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(shè)計(jì) 自由鍛工藝規(guī)程的內(nèi)容：繪制鍛件工藝圖計(jì)算坯料的質(zhì)量和尺寸確定變形工藝及選用工具選定鍛壓設(shè)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

4、藝規(guī)程的制定 鍛造工藝設(shè)計(jì) 1. 繪制鍛件圖-以零件圖為基礎(chǔ)自由鍛工藝規(guī)程的制定 鍛造工藝設(shè)計(jì) 1. 繪制鍛件圖 1) 鍛件敷料：是為了簡化鍛件形狀，便于鍛造而加上去的一部分附加金屬。當(dāng)零件上帶有較小的凹槽、臺(tái)階、凸肩、法蘭和孔時(shí)，皆需增加敷料。敷 料自由鍛工藝規(guī)程的制定 鍛造工藝設(shè)計(jì) 1. 繪制鍛件圖 2)機(jī)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(dá)不到零件圖的要求，在鍛件的加工表面應(yīng)增加供切削加工用的余量，稱之為鍛件機(jī)械加工余量，簡稱鍛件余量。 材料，形狀，材料，形狀，尺寸，批量大小尺寸，批量大小鍛件余量自由鍛工藝規(guī)程的制定 鍛造工藝設(shè)計(jì) 1. 繪制鍛件圖 3)鍛件公差:在鍛造

5、過程中，由于各種因素的影響，如終鍛溫度的差異、鍛壓設(shè)備工具的精度和操作技術(shù)水平的差異等，使得鍛件實(shí)際尺寸不可能達(dá)到公稱尺寸，允許其有一定的誤差，稱為鍛件公差。典型鍛件圖（190）230 4（130）142 2（110）120 3（680）76012（310）35012（240）2802自由鍛工藝規(guī)程的制定 鍛造工藝設(shè)計(jì) 自由鍛工藝規(guī)程的制定 自由鍛工藝規(guī)程的制定 自由鍛工藝規(guī)程的制定 2. 毛坯質(zhì)量和尺寸的計(jì)算1）質(zhì)量： 包括修切鍛件端部時(shí)的料頭質(zhì)量和沖孔芯料等 鍛造工藝設(shè)計(jì) 燒損切頭鍛件毛坯mmmm 切頭m注：表中d為實(shí)心沖子的直徑(mm)；H為沖孔前坯料的高度（mm）。自由鍛工藝規(guī)程的制定

6、 2. 毛坯質(zhì)量和尺寸的計(jì)算鋼料加熱燒損 。一般，第一次加熱取被加熱金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)的2%3%，以后各次加熱取1.5%2.0%。鍛造工藝設(shè)計(jì) 燒損m自由鍛工藝規(guī)程的制定 2. 毛坯質(zhì)量和尺寸的計(jì)算2）毛坯尺寸： 計(jì)算圓形截面毛坯直徑（或方形截面邊長）的公式： /坯坯mV5 . 225. 100DH30)0 . 18 . 0(坯VD 30)9 . 075. 0(坯Va )D/(VH20坯0420坯0a/VH鍛造工藝設(shè)計(jì) 2. 毛坯質(zhì)量和尺寸的計(jì)算2）采用拔長方法鍛造鍛件時(shí)，毛坯尺寸的確定 通常原毛坯直徑按下式計(jì)算：最后，根據(jù)毛坯體積V坯和確定的毛坯截面積求出毛坯的長度L坯。鍛造工藝設(shè)計(jì) 鍛坯YAA鍛

7、YAD13. 10 典型鍛件的鍛造比2. 毛坯質(zhì)量和尺寸的計(jì)算2）采用拔長方法鍛造鍛件時(shí)，毛坯尺寸的確定 通常原毛坯直徑按下式計(jì)算：最后，根據(jù)毛坯體積V坯和確定的毛坯截面積求出毛坯的長度L坯。鍛造工藝設(shè)計(jì) 鍛坯YAA鍛YAD13. 103. 選擇鍛造工序1)1)盤類件盤類件: :鐓粗（拔長、鐓粗）、沖孔鐓粗（拔長、鐓粗）、沖孔2)2)軸類件軸類件: :拔長（鐓粗、拔長）、切肩、鍛臺(tái)階拔長（鐓粗、拔長）、切肩、鍛臺(tái)階3)3)筒類件筒類件: :鐓粗（拔長、鐓粗）、沖孔、心軸上拔長鐓粗（拔長、鐓粗）、沖孔、心軸上拔長4)4)環(huán)類件環(huán)類件: :鐓粗（拔長、鐓粗）、沖孔、心軸上擴(kuò)孔鐓粗（拔長、鐓粗）、沖

8、孔、心軸上擴(kuò)孔6)6)彎曲類件彎曲類件: :拔長（鐓粗、拔長）、彎曲拔長（鐓粗、拔長）、彎曲5)5)曲軸類件曲軸類件: :拔長（鐓粗、拔長）、錯(cuò)移、鍛臺(tái)階、扭轉(zhuǎn)拔長（鐓粗、拔長）、錯(cuò)移、鍛臺(tái)階、扭轉(zhuǎn)自由鍛工藝規(guī)程的制定 鍛造工藝設(shè)計(jì) 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 鍛造工藝設(shè)計(jì) 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(tái)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(shè)計(jì) 3. 選擇鍛造工序 1)盤類件:鐓粗（拔長、鐓粗）、沖孔鍛造工藝設(shè)計(jì) 3. 選擇鍛造工序 2) 軸類件:拔長（鐓粗、拔長）、切肩、

9、鍛臺(tái)階自由鍛工藝規(guī)程的制定 鍛造工藝設(shè)計(jì) 3. 選擇鍛造工序 2)軸類件:拔長（鐓粗、拔長）、切肩、鍛臺(tái)階下料 拔長鐓臺(tái)階 拔長傳動(dòng)軸的鍛造過程自由鍛工藝規(guī)程的制定 鍛造工藝設(shè)計(jì) 3. 選擇鍛造工序 2)軸類件:拔長（鐓粗、拔長）、切肩、鍛臺(tái)階鍛造工藝設(shè)計(jì) 4. 選擇鍛造設(shè)備 鍛造設(shè)備的選擇主要與變形面積、鍛件材質(zhì)和變形溫度等因素有關(guān)。在自由鍛中，常以鐓粗力的大小來選擇設(shè)備。自由鍛錘的鍛造能力范圍，可參照表自由鍛工藝規(guī)程的制定 自由鍛錘的鍛造能力范圍注：D鍛件外徑；H鍛件高度；B鍛件寬度；L鍛件長度；G鍛件質(zhì)量自由鍛工藝規(guī)程的制定 5. 確定溫度范圍 鍛造溫度范圍是指始鍛溫度和終鍛溫度之間的溫

10、度范圍。常用金屬材料的始鍛溫度和終鍛溫度 傳動(dòng)軸自由鍛工藝過程材料40Cr，生產(chǎn)數(shù)量3件軸類零件的自由鍛工藝舉例 鍛造工藝設(shè)計(jì) 自由鍛工藝規(guī)程的制定 1. 繪制鍛件圖繪制鍛件圖（1）確定鍛件余塊 查表可知，直徑62及右端可段出一層臺(tái)階，其余部位臺(tái)階高度h小于5的不鍛出，而5h8的可鍛出的臺(tái)階或凹檔最小長為100mm。由此，最大直徑其左端臺(tái)階不鍛出。（2）確定機(jī)械加工余量與公差。根據(jù)GB/T 15826.7-1995臺(tái)階軸類鍛件機(jī)械加工余量與公差標(biāo)準(zhǔn)，精度為F級(jí)的該鍛件，零件直徑46mm和62mm，其機(jī)械加工余量和公差為83。零件總長為248mm和長度為111mm的臺(tái)階，其機(jī)械加工余量和公差為1

11、66。繪制鍛件圖，如圖所示。鍛造工藝設(shè)計(jì) 自由鍛工藝規(guī)程的制定 1. 繪制鍛件圖繪制鍛件圖鍛造工藝設(shè)計(jì) 傳動(dòng)軸鍛件圖自由鍛工藝規(guī)程的制定 2. 計(jì)算坯料質(zhì)量和規(guī)格計(jì)算坯料質(zhì)量和規(guī)格鍛件的質(zhì)量由基本尺寸再加上二分之一上偏差來計(jì)算。由表，鍛件兩端切頭質(zhì)量為由 按一般火焰加熱，燒損率取為3%。取 本鍛件全部采用拔長工序完成。取鍛比為2.5，則坯料的直徑，根據(jù)表3.7國家標(biāo)準(zhǔn)棒料直徑，取毛坯直徑為115mm，毛坯的長度kgVm65. 6)37. 1555. 0285. 1715. 0(485. 722鍛鍛kgm93. 085. 7)715. 0555. 0(22. 033切頭燒損切頭鍛件毛坯mmmmk

12、gkgmmmmmm8074. 703. 1)93. 065. 6(%)31 ()(切頭鍛燒損切頭鍛件毛坯kgm8 . 7毛坯mmYAD19.1134/5 .715 . 213. 113. 120鍛mmDmL96)4(85. 7/(20毛坯0自由鍛工藝規(guī)程的制定 3. 擬定鍛造工序擬定鍛造工序 軸類鍛件的鍛造工序主要拔長、壓肩和精整工序。自由鍛變形工序?yàn)椋合铝?拔長-壓肩-拔長一端-修正。工藝過程如圖所示。 1下料；2拔長；3壓肩；4拔長一端；5切料頭，修整圖 傳動(dòng)軸鍛造工藝過程自由鍛工藝規(guī)程的制定 4. 確定鍛壓設(shè)備與工具確定鍛壓設(shè)備與工具 由鍛件尺寸，由表3.9可知，選用0.25t自由鍛錘即

13、可。5. 鍛造溫度范圍鍛造溫度范圍由表3.10查得，40Cr始鍛溫度為1200，終鍛溫度為800。 自由鍛工藝規(guī)程的制定 6. 填寫工藝卡片填寫工藝卡片 自由鍛工藝規(guī)程的制定 6. 填寫工藝卡片填寫工藝卡片 接盤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。 鍛造工藝設(shè)計(jì) 接盤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。 鍛造工藝設(shè)計(jì) 接盤零件自由鍛工藝過程 鍛造工藝設(shè)計(jì) 1. 繪制鍛件圖繪制鍛件圖（1）確定鍛件余塊 圓弧槽和8小孔不鍛出，不鍛出部分為填充余塊。（2）確定機(jī)械加工余量與公差 查表3.3可知，直徑D1=110的的雙邊余量和公差為a=72，高度H=60的雙邊余量和

14、公差為 b=62，零件內(nèi)孔D內(nèi)孔=40的雙邊余量和公差為 c=114，零件直徑D2=65mm的雙邊余量和公差為a=62，高度H1=30的雙邊余量和公差為 b=62。 （3）繪制接盤鍛件圖在零件相應(yīng)尺寸上加上余量和公差可得到鍛件各部位尺寸如下：D1=110+72=1172；D2=65mm+62=712； H=60+62=662；H1=30+62=362；D內(nèi)孔=40-114=294。根據(jù)計(jì)算的尺寸可繪制如圖所示的接盤鍛件圖及接盤三維鍛件圖。 接盤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。 鍛造工藝設(shè)計(jì) 1. 繪制鍛件圖繪制鍛件圖2. 確定毛坯的質(zhì)量和尺寸鍛件的質(zhì)量由基本尺寸再加上二分之一上偏差來計(jì)算。按一般火焰加熱，燒損率取為3%。取毛坯取毛坯直徑=70mm故取料為 燒損切頭鍛件毛坯mmmmkgVm79. 3)67. 029. 03 . 072. 037. 018. 1 (485. 7222鍛件鍛件kgHdm07. 067. 029. 03 . 1 )18. 157. 1 (22芯kgkgmmm切頭鍛毛坯84. 303. 1)07. 079. 3(%)31 ()(kgm毛坯85. 3mmmmmVD毛坯796385. 785. 3)0 . 18 . 0()0 . 18 . 0()0 . 18 . 0(3330坯mmDVH12807. 085. 7485. 3)4