畢業(yè)設(shè)計(jì)連桿的模鍛工藝及模具設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：系部：機(jī)械工程系專(zhuān)業(yè)：材料成型及控制工程指導(dǎo)教師：二〇一五年六月誠(chéng)信聲明本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，在完成論文時(shí)所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。本人簽名：年月日 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目：連桿的模鍛工藝及模具設(shè)計(jì)系部：機(jī)械工程系專(zhuān)業(yè)：材料成型及控制工程學(xué)號(hào)：學(xué)生：指導(dǎo)教師（含職稱(chēng)）：1．課題意義及目標(biāo)意義:通過(guò)本課題的研究,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力及用基本知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決生產(chǎn)中實(shí)際問(wèn)題的能力,培養(yǎng)學(xué)生探索未知開(kāi)拓創(chuàng)新的科學(xué)精神以及從事工程實(shí)踐的基本能力。目的:根據(jù)開(kāi)式模鍛成形理論和連桿零件圖的要求,結(jié)合連桿鍛造的技術(shù)和特點(diǎn)，對(duì)連桿鍛造工藝進(jìn)行具體分析,確定合理的連桿模鍛工藝。以所學(xué)專(zhuān)業(yè)為基礎(chǔ),以實(shí)用為目的,通過(guò)對(duì)連桿鍛造工藝的分析及相關(guān)參數(shù)計(jì)算,進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。2．主要任務(wù)1）、完成開(kāi)題報(bào)告2）、零件圖和模具裝配圖3）、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一本4）、電子資料一份3．主要參考資料[1]崔柏偉.發(fā)動(dòng)機(jī)連桿模鍛工藝及模具[J].機(jī)械工程師,2007,12:87-88.[2]張昌明.鋁合金連桿模鍛工藝研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2008,11:105-106.[3]劉昱虹.大型連桿鍛造成形工藝分析[J].鍛壓機(jī)械,2000,35,04:25-26[4]陳曉華.典型零件模具圖冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2006.4．進(jìn)度安排設(shè)計(jì)各階段名稱(chēng)起止日期1查閱文獻(xiàn),完成開(kāi)題報(bào)告,計(jì)劃好設(shè)計(jì)方向2014-12-20——2014-12-302繪制鍛件圖,確定出合適的模鍛方案2015-01-01——2015-03-203設(shè)計(jì)制坯模膛和終鍛模膛2015-04-22——2015-05-104繪制模具圖2015-05-11——2015-05-235完成畢業(yè)論文及答辯工作2015-05-24——2015-06-15審核人：年月日1前言 32鍛件圖的設(shè)計(jì) 42.1分模位置 42.2估算零件質(zhì)量 42.3鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S 42.4確定加工余量 52.5鍛模斜度 52.6確定鍛件公差 52.7鍛件圓角半徑 52.8沖孔連皮 62.9冷鍛件圖 63確定鍛錘噸位 84飛邊槽的確定 95.1計(jì)算毛坯圖 105.2計(jì)算毛坯圖的分析利用 136坯料的尺寸確定 146.1坯料體積和重量 146.2坯料規(guī)格的確定 157模鍛工步選擇 168拔長(zhǎng)模膛 178.1作用 178.2型式 179滾壓模膛設(shè)計(jì) 199.1作用 199.2型式 199.3縱向截面形狀設(shè)計(jì) 199.4寬度B 219.5尾部及鉗口 2110終鍛模膛 2310.1熱鍛件圖設(shè)計(jì) 2310.2鉗口設(shè)計(jì) 2411普通鎖扣設(shè)計(jì) 2512模鍛錘的鍛錘參數(shù) 2613燕尾 2714鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2814.1模膛的布置 2814.2模膛中心的確定 2814.3模膛壁厚確定 2814.4模塊尺寸的確定 2914.5模鍛材料的選擇 2914.6連桿模鍛工藝流程的最終確定 29參考文獻(xiàn) 30致謝 311前言連桿指的是在機(jī)構(gòu)中的兩端分別和主動(dòng)、從動(dòng)構(gòu)件連接，用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)的桿件。連桿工作時(shí)需要較高的工作條件，需要比較好的韌性，而且還需要高的強(qiáng)度和高的抗疲勞性能。需要采用模鍛制坯。模鍛是將坯料放在上下模塊的型槽的中間，利用壓力機(jī)滑塊、鍛錘錘頭或者液壓機(jī)活動(dòng)橫梁向下的壓力或因?yàn)闆_擊成形為鍛件的方法。模鍛的內(nèi)部組織很均勻，生產(chǎn)效率也比較高，受人操作的影響相對(duì)較小，而且它的尺寸和形狀可以靠模具保證。模鍛最常見(jiàn)的設(shè)備有好幾種，分別是模鍛錘、模鍛液壓機(jī)、機(jī)械壓力機(jī)及螺旋錘等。模鍛前必須對(duì)零件圖進(jìn)行鍛件圖的繪制，鍛件圖分為冷鍛件圖和熱鍛件圖，冷鍛件圖的作用是用于鍛件最后檢驗(yàn)，同時(shí)也是熱鍛件圖的設(shè)計(jì)依據(jù)，熱鍛件圖的作用是用在鍛模的設(shè)計(jì)過(guò)程中，還有在實(shí)際加工制造過(guò)程也需要。2鍛件圖的設(shè)計(jì)2.1分模位置在本設(shè)計(jì)中，因?yàn)闉榇隋懠閷?duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)，連桿的最大截面在對(duì)稱(chēng)線(xiàn)上，如下圖，所以A-A截面就是分模面。2.2估算零件質(zhì)量將零件分為三部分，大頭處為V1，中間為V2，小頭處為V3。V=V1+V2+V3V1=3.14×552×50－330÷360×3.14×(77÷2)2×50－(10×37+20×8.5)×50=380cm3V2=[(48+110)×200×0.5－0.5(3.14(110÷2)2+3.14(48÷2)2)]×14=142cm3V3=[3.14×242－3.14×(25÷2)2]×29=38cm3V=560cm3鍛件材料為40Cr，所以密度為7.82g/cm3，所以估算零件質(zhì)量為m=560×7.2=4379g所以質(zhì)量為4.4kg 2.3鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)相關(guān)的有兩點(diǎn)，分別是鍛件重量G1和相應(yīng)的鍛件外廓包容體重量G2。其值為這兩個(gè)相除所得的商。即S=G1/G2通過(guò)計(jì)算S=560÷1534=0.365鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)根據(jù)規(guī)定被分為了四級(jí)，簡(jiǎn)單的：S1>0.63~1一般的：S2>0.32~0.63較復(fù)雜的：S3>0.16~0.32復(fù)雜的：S4≦0.16所以本設(shè)計(jì)的鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)為一般。2.4確定加工余量確定加工余量時(shí)，需要根據(jù)前面鍛件估算出的質(zhì)量，零件的加工精度還有零件的形狀復(fù)雜系數(shù)的要求。查《鍛模設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4-3得長(zhǎng)寬高的加工余量均為2.0mm直徑為Φ77的孔的機(jī)械加工余量為2.5mm直徑為Φ25的孔的機(jī)械加工余量為2.0mm2.5鍛模斜度鍛件側(cè)面需要設(shè)有模鍛斜度，設(shè)置的目的是為了便于模鍛以后方便脫模。模鍛斜度分為兩種，分別是外斜度和內(nèi)斜度。錘上模鍛的鍛件的外斜度值需要兩個(gè)比值獲得，分別是根據(jù)鍛件各部分的高度和寬度之比值H/B，還有長(zhǎng)度和寬度之比值L/B，根據(jù)這兩個(gè)比值查表獲得。內(nèi)斜度需要按外斜度增大2°~3°即可。根據(jù)《鍛模設(shè)計(jì)手冊(cè)》根據(jù)表4—10，由H/B=25÷110<1及L/B=1得外模斜度為5°內(nèi)模斜度為7°。2.6確定鍛件公差查《鍛模設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4-5得高度公差為寬度公差為長(zhǎng)度公差為中心距尺寸公差為2.7鍛件圓角半徑外圓角半徑指的是在鍛件上的凸角圓角半徑r，內(nèi)圓角半徑是在凹圓上的圓角半徑R。內(nèi)圓角的作用是使金屬變得很容易流動(dòng)從而充滿(mǎn)模膛，從而防止模膛壓塌變形，因此避免產(chǎn)生折疊。簡(jiǎn)述下外圓角的作用，它是避免了鍛模的很多相應(yīng)的部分因?yàn)楫a(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象而造成開(kāi)裂這種情況。r等于單面余量加零件圓角半徑或倒角，得r=3mmR=(2~3)r,取R=8mm2.8沖孔連皮孔徑分為三種，分別是中等孔徑（30mm<d<60mm）較大孔徑（d>60mm）小孔徑(d<25mm)中等孔徑常采用平底連皮，s=2.5mm＋(5~7.5)d/100得s=6.35~8.275mm因?yàn)楫?dāng)鍛件的孔徑較大時(shí)，如果還是用平底連皮的話(huà)，內(nèi)孔金屬會(huì)不容易轉(zhuǎn)移，凸臺(tái)也容易被壓塌或磨損，還會(huì)容易產(chǎn)生折疊。所以應(yīng)該將平底的面積相對(duì)減小，周邊做成頂角為γ的錐形，由此可以得到斜底連皮。S大=1.35SS小=0.65Sd1=(0.25~0.35)d式中S—采用平底連皮的厚度根據(jù)《鍛壓手冊(cè)》圖3-1-15取S=7mmd=77mmS大=9.45mmS小=4.55mmd1=19.25~26.95mm取d1=22mm2.9冷鍛件圖上述參數(shù)確定后，便可繪制鍛件圖，如下圖所示3確定鍛錘噸位模鍛錘噸位是指模鍛錘落下的部分的公稱(chēng)重量。以噸為單位。確定鍛錘噸位應(yīng)考慮下列一些方面：1）使鍛錘要保持正常的工作狀態(tài)2）有足夠獲得合格鍛件的打擊能量3）應(yīng)使鍛模有足夠的工作壽命4）要有足夠容納鍛模的裝?？臻g的大小5）鍛錘噸位不能過(guò)大，使操作更方便6）需要獲得正常的生產(chǎn)效率坯料的確定：總變形面積有兩部分，分別指的是鍛件飛邊的水平投影面積與鍛件在水平面上的投影面積兩部分相加的和。G=k.F(t)/1000F=16500+6650=22750mm2因?yàn)椴牧蠟?0Cr，所以k=6粗略估算得G=1.365所以取2t。4飛邊槽的確定因?yàn)榻K鍛模膛的周邊必須有飛邊槽才可以，合適的飛邊槽必須同時(shí)具備三個(gè)作用，一是作為工藝補(bǔ)償?shù)沫h(huán)節(jié)，則需要容納多出來(lái)的金屬，使得鍛件的體積在很大的程度上基本一致；二是當(dāng)終端后期時(shí)，溫度比較高的飛邊很軟，則能夠達(dá)到緩解上下模硬碰硬的現(xiàn)象，從而達(dá)到保護(hù)承擊面的作用；三是飛邊槽能造成很足夠大的壓力，從而可以迫使金屬流動(dòng)達(dá)到充滿(mǎn)模膛的作用。飛邊槽是由兩部分組成，分別是橋部和倉(cāng)部。倉(cāng)部的作用是用于容納多余的金屬，而橋部比較薄的金屬因?yàn)槔鋮s得很快，從而使模膛四周會(huì)產(chǎn)生出了阻力，進(jìn)而迫使金屬充滿(mǎn)模膛，達(dá)到目的。常用飛邊槽有四種型式，查閱資料得型式1的飛邊橋部設(shè)計(jì)在了上模，這個(gè)作用是導(dǎo)致與熱金屬接觸的時(shí)間變得短一些，受熱時(shí)間就會(huì)變少，從來(lái)不易磨損和受熱，所以是最常用的型式。綜合選用型式1飛邊槽，如圖所示查《鍛模設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4-18得2t模鍛錘h3=2h1=4b=10b1=30~355計(jì)算毛坯5.1計(jì)算毛坯圖因?yàn)檫B桿是長(zhǎng)軸類(lèi)鍛件，制坯目的是使坯料在鍛前的體積的分布更接近熱鍛件的需要。這樣可以使鍛件的飛邊很均勻，也會(huì)填充的好，減輕了模膛的磨損同時(shí)還節(jié)省了材料。計(jì)算毛坯圖可以用來(lái)表示飛邊的體積、熱鍛件的分配情況，包含了直徑圖還有截面變化圖。鍛件總長(zhǎng)度就是計(jì)算毛坯的長(zhǎng)度。計(jì)算毛坯是假設(shè)情況，基于平面應(yīng)變。在模鍛時(shí)，金屬流動(dòng)在軸線(xiàn)垂直的平面。由此可得，鍛件的飛邊的剖面積加上熱鍛件上各個(gè)位置相應(yīng)的剖面積就是各橫截面的面積A計(jì)=A鍛＋2ηA飛A計(jì)——指的是計(jì)算毛坯的截面積A鍛——指的是在相應(yīng)位置時(shí)鍛件的截面積η——指的是充滿(mǎn)系數(shù)，它的取值范圍是0.4~0.8，取0.5A飛——指的是在相應(yīng)位置時(shí)飛邊槽的截面積，查《鍛壓手冊(cè)》表3-2-3得2t鍛錘飛邊截面積為176mm2計(jì)算毛坯圖的繪制步驟如下畫(huà)出熱鍛件圖，需要畫(huà)出主視圖和俯視圖，對(duì)稱(chēng)圖形可以繪制一半。在鍛件上選取很多截面記性計(jì)算，變化比較大的地方需要多取一些，距離相對(duì)小一些，變化小的地方可以距離大一些。并且將所取截面進(jìn)行編號(hào)。對(duì)截面面積進(jìn)行描點(diǎn)得出截面變化圖。需要會(huì)繪制出直徑圖，經(jīng)過(guò)以下公式計(jì)算d計(jì)=（4A計(jì)/π）?將各剖面直徑也描點(diǎn)繪制出來(lái)。根據(jù)熱鍛件圖利用proe軟件繪制出立體實(shí)型，利用很多平面截出鍛件所需要的截面圖，根據(jù)Excel繪制出截面面積圖。需要注意的是需要加上2ηA飛得到的才是截面變化圖。下圖是計(jì)算毛坯圖的過(guò)程第三列是鍛件各個(gè)截面的面積，第四列是加上2ηA飛所得的數(shù)值。截面編號(hào)截面間距/mm截面面積/103mm2計(jì)算毛坯截面/103mm2計(jì)算毛坯直徑/mm1000.18152102.572.82603204.925.16814306.156.4905404.74.95806504.374.62777604.184.43758704.114.36759804.144.397510904.314.5676111004.654.979121105.455.785131205.796.0488141304.314.5676151401.75251161501.691.9450171801.511.7647182101.331.5845192401.151.442202501.842.0952212602.122.3755222702.172.4256232802.052.354242901.621.8749253001.311.56452631000.1815對(duì)于計(jì)算毛坯圖，為了保證金屬順利流動(dòng)，對(duì)有孔的地方進(jìn)行簡(jiǎn)化，使減少的部分等于增加的體積，經(jīng)過(guò)修正后的毛坯圖還是所需要的毛坯圖。計(jì)算得平均計(jì)算毛坯截面面積為3.37×103mm2，平均計(jì)算毛坯直徑為61mm。5.2計(jì)算毛坯圖的分析利用由以前的數(shù)學(xué)知識(shí)容易的，截面變化圖的曲線(xiàn)和橫坐標(biāo)中間的面積就是計(jì)算毛坯的體積，稱(chēng)為V計(jì)計(jì)算毛坯的質(zhì)量為G=V計(jì)γ/[100(1+δ)]3V計(jì)——指的是計(jì)算毛坯的體積γ——指的是材料密度δ——指的是終鍛溫度下金屬的收縮率經(jīng)過(guò)計(jì)算得G=863988×7.82/[100(1＋1.5%)]3=6.5kg6坯料的尺寸確定6.1坯料體積和重量計(jì)算毛坯時(shí)利用PROE繪制出了熱鍛件，如下圖所示根據(jù)PROE圖可以得到熱鍛件的體積為8.51×104mm3分模面處周長(zhǎng)為652.5mm坯料體積由下式計(jì)算：Vp=(Vd＋Vf)(1＋δ)式中Vd——指的是鍛件體積Vf——指的是飛邊體積δ——指的是燒損率經(jīng)過(guò)計(jì)算得V飛=652.5×176=114840mm2通過(guò)查《鍛壓手冊(cè)》表3-2-4取加熱方式為室內(nèi)煤氣爐，所以取δ=2.5%Vp=（850563＋114840)(1＋2.5%）得Vp=989538mm3鍛件密度為7.82g/cm3，所以坯料重量為G=989.538×7.82=7738g=7.7kg6.2坯料規(guī)格的確定長(zhǎng)軸類(lèi)鍛件成形過(guò)程的共同特點(diǎn)是自坯料開(kāi)始，長(zhǎng)度逐步增大，除頭部范圍外，橫截面減小。頭部范圍橫截面經(jīng)滾壓工步可能有所增大，但幅度有限。因此，坯料橫截面至少需要大于平均截面積，或取頭部平均截面積，才能滿(mǎn)足鍛件要求。因?yàn)榇隋懠冒伍L(zhǎng)和滾壓聯(lián)合制坯，則根據(jù)《鍛造工藝與模具設(shè)計(jì)》得A0=kA均式中，A0——坯料截面積k——擴(kuò)大系數(shù)A均——計(jì)算坯料平均截面積k=1.05~1.20一頭一桿鍛件應(yīng)選用較大值，取k=1.2計(jì)算得A0=4044mm2本設(shè)計(jì)采用圓形棒料，經(jīng)過(guò)計(jì)算得直徑為70mm毛坯的長(zhǎng)度為L(zhǎng)坯=V坯/A0=240mm根據(jù)模鍛的生產(chǎn)實(shí)踐可以得到，鍛件的相對(duì)長(zhǎng)度越長(zhǎng)還有其頭部相對(duì)尺寸越大，需要軸向轉(zhuǎn)移的距離則需要更大，還有需要體積聚集量也就更多。[2]這些可以用繁重系數(shù)來(lái)表達(dá)，如下式α=dmax/d均β=L/d均式子中α——指的是金屬流入頭部的繁重系數(shù)β——指的是金屬沿軸向流動(dòng)的繁重系數(shù)L——指的是計(jì)算毛坯的總長(zhǎng)度dmax——指的是計(jì)算毛坯的最大直徑d均——指的是計(jì)算毛坯的平均直徑由表格可以得到最大直徑處計(jì)算毛坯截面面積為6040mm2，所以dmax=90mm，所以α=80÷61=1.3β=240÷61=3.9根據(jù)α和β的值查《鍛造工藝和模具制造》圖6-42得應(yīng)該采用拔長(zhǎng)加滾壓制坯。7模鍛工步選擇坯料在經(jīng)過(guò)加熱后在設(shè)計(jì)出的各種模膛中逐步變形，從而稱(chēng)為鍛模。模鍛工步指的是坯料在鍛模的每一個(gè)模膛中的變形過(guò)程。選擇模鍛工步需要遵循以下的幾個(gè)原則材料需要消耗的盡量少（2）需要使坯料在好的變形條件下進(jìn)行成形，從而容易獲得良好質(zhì)量的鍛件。（3）生產(chǎn)效率要盡量的高（4）操作必須安全方便選擇模鍛工步的依據(jù)有以下幾點(diǎn)工人的操作技術(shù)和習(xí)慣以及生產(chǎn)的批量鍛件的工藝特性設(shè)備的條件和生產(chǎn)的條件因?yàn)榇诉B桿是直長(zhǎng)軸鍛件，軸線(xiàn)較長(zhǎng)，截面沿軸線(xiàn)要有較大變化。所以坯料的長(zhǎng)度比鍛件短，經(jīng)常要采用抜長(zhǎng)滾壓工步。根據(jù)《鍛壓手冊(cè)》可以得到當(dāng)鍛件長(zhǎng)度和坯料長(zhǎng)度之差不大于下列數(shù)值時(shí)，可以只用滾壓模膛。參考本設(shè)計(jì)，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)用的是2t的鍛錘，所以參考2t鍛錘，差值為20~35mm，易得差值大于20mm，所以需要進(jìn)行拔長(zhǎng)工步。采用滾壓工步的主要的目的是將材料聚在一起，當(dāng)坯料的截面面積小于鍛件的最大的截面面積的時(shí)候，則需要使坯料局部截面增大而且保證鍛件充滿(mǎn)的同時(shí)，采用滾壓工步。采用滾壓工步的優(yōu)點(diǎn)是，可以使坯料的表面很光滑，使坯料金屬分配更均勻，而且避免產(chǎn)生褶皺，也能很好的將氧化皮去除。而且通過(guò)計(jì)算毛坯查閱資料得，毛坯應(yīng)先進(jìn)行拔長(zhǎng)加滾壓制坯。然后進(jìn)行預(yù)鍛和終鍛。綜上所述，該鍛件的模鍛工步為拔長(zhǎng)工步、滾壓工步、預(yù)鍛工步、終鍛工步。8拔長(zhǎng)模膛8.1作用拔長(zhǎng)模膛是最基本的制坯模膛之一。它的作用是通過(guò)減小坯料的局部的橫截面積從而使坯料的長(zhǎng)度得以延伸，從而使坯料的體積沿軸線(xiàn)方向得以重新分配去適應(yīng)進(jìn)一步模鍛的需要。8.2型式拔長(zhǎng)模膛按橫截面形狀分為兩種，分別是開(kāi)式和閉式。開(kāi)式拔長(zhǎng)型槽橫截面為矩形，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，應(yīng)用較廣。閉式型槽橫截面為橢圓形，拔長(zhǎng)效果挺好，操作較難。本設(shè)計(jì)采用開(kāi)式拔長(zhǎng)。8.3拔長(zhǎng)的a、c、R、R的確定坎高α由于桿部截面面積變化較大，拔長(zhǎng)后還要滾擠制坯，按下列公式確定：α=k2k2根據(jù)下表選取，L桿=0.67L=161mm取k2=0.9V桿=0.67V坯=662990mm3所以α=58mmL桿/mm<200200~500>500k10.850.8~0.750.7k20.80.850.8(2)拔長(zhǎng)口長(zhǎng)度CC=Kdp公式中C——拔長(zhǎng)口長(zhǎng)度（mm）K——由坯料被拔長(zhǎng)部分原始長(zhǎng)度Lp決定的系數(shù)dp——原坯料直徑（mm）K查表3-2-11得200÷60=3.33所以為（3~4）dp所以查表得k=1.5經(jīng)過(guò)計(jì)算得C=1.5×70=105mm(3)圓弧R和R1圓弧值按下式計(jì)算R=0.25CR1=10R經(jīng)過(guò)計(jì)算得R=26.25mmR1=262.5mm寬度B按下式確定拔模寬度B=1.5dpdp——原坯料直徑（mm）所以B=105mm拔長(zhǎng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)在坯料被拔長(zhǎng)部分的原始長(zhǎng)度很短的這種情況下，基本上拔長(zhǎng)模膛很難將坯料咬住，導(dǎo)致操作起來(lái)特別困難，所以這時(shí)可以可以采用拔長(zhǎng)平臺(tái)進(jìn)行拔長(zhǎng)。寬度BB=（1.4~1.6）dp所以B=98~112mm取B=100mm圓角RR=0.25dp 得R=17.5mm9滾壓模膛設(shè)計(jì)9.1作用滾壓模膛可以很好的去除氧化皮，而且可以把在拔長(zhǎng)過(guò)程時(shí)的凹凸表面壓平，從而使坯料外表變得光滑，進(jìn)而很好的避免后續(xù)模鍛產(chǎn)生折疊。9.2型式滾壓模膛的型式有五種，分別是開(kāi)式、閉式、混合式、不等寬閉式和不對(duì)稱(chēng)模膛。本設(shè)計(jì)選定了開(kāi)式滾壓。因?yàn)殚_(kāi)式型槽截面為矩形，側(cè)面開(kāi)通，此種滾擠型槽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。9.3縱向截面形狀設(shè)計(jì)在桿部，型槽高度應(yīng)比計(jì)算毛坯相應(yīng)部分直徑小。這樣每次壓下量較大，由桿部排入頭部的金屬增多，雖然滾擠到最后坯料斷面不是圓形，但是只要截面積相等即可。設(shè)計(jì)步驟如下首先先繪制出熱鍛件的主要視圖取鍛件典型部位的截面，在形狀變化劇烈處取得密集，平緩處取得稀松一些，然后需要計(jì)算出剛剛?cè)〉玫慕孛娴拿娣e。通過(guò)下面的公式計(jì)算出剛剛所取的截面各處的滾壓模膛的高度h=K(Fd＋Ff)?式子中h——指的是各個(gè)截面的計(jì)算高度（mm）K——指的是系數(shù)，需要查《鍛壓手冊(cè)》表3-2-12Fd——指的是鍛件的各個(gè)截面的面積Ff——指的是截面兩側(cè)的飛邊面積（4）將連桿的滾壓模膛的截面面積的計(jì)算數(shù)據(jù)繪制成表格如下截面編號(hào)Fd＋Ff/103mm2(Fd＋Ff)?/mm2d/mmKh/mmh/2/mm10.1815.8117.150.8513.446.7222.8253.1600.842.4821.2435.1671.8381.170.7553.8726.9446.48090.40.75603054.9570.3679.50.7552.7726.3964.6267.9776.80.7550.9825.4974.4366.5675.210.7549.9224.9684.3666.0374.610.7549.5224.7694.3966.2674.870.7549.724.85104.5667.5376.30.7550.6525.32114.97079.10.7552.526.25125.775.585.320.7556.6328.31136.0477.7287.820.7558.2929.15144.5667.5376.310.7550.6525.3215244.7250.520.835.7817.89161.9444.0549.780.835.2417.62171.764247.460.833.616.8181.5839.7544.920.831.815.9191.437.4242.280.829.9414.97202.0945.7251.660.836.7818.29212.3748.6855.010.838.9419.42222.4249.1955.580.839.3519.68232.34854.240.838.419.2241.8743.2448.860.834.5917.3251.5639.544.640.831.615.8260.1815.8117.150.8513.446.72經(jīng)過(guò)計(jì)算得h/2的平均值為22mm。9.4寬度B因?yàn)槭且活^一桿鍛件，需要分別計(jì)算頭部和桿部的寬度。桿部寬度B桿=F桿/hmin+10F桿——桿部平均面積hmin——滾壓模膛最小高度經(jīng)過(guò)計(jì)算得B桿=75mm頭部寬度B頭=1.13(F計(jì)max)1/2+10經(jīng)過(guò)計(jì)算得B頭=120mm取兩者中較大的寬度得B=120mm。9.5尾部及鉗口在滾壓模膛的尾部需要開(kāi)設(shè)小槽，原因是小槽是用來(lái)容納滾壓時(shí)可能會(huì)從坯料上擠出的毛刺。簡(jiǎn)述鉗口的作用，是通過(guò)滾壓后，可以將棒料分為鍛坯和料頭兩個(gè)部分。料頭指的是夾持的部分，料頭在切邊后不會(huì)留下，最后會(huì)和飛邊一起切除。鉗口形狀尺寸按下面公式計(jì)算：h=0.2dp＋6mmR=0.1dp＋5mmm=(1~2)hmm經(jīng)過(guò)計(jì)算得h=20mmR=22mmm=20~40mm取m=30mmdp=70mm查《鍛壓手冊(cè)》表3-2-15得a=8mmc=30mmr=10mmb=B/2=60mm以下是模膛尾部和鉗口圖10終鍛模膛因?yàn)槟Ｌ攀呛湾懠螤顒偤孟喾吹目涨?，所以?duì)終鍛模膛的要求最大。終鍛模膛是鍛造鍛件必須設(shè)計(jì)而且需要的模膛，作用是因?yàn)橥ㄟ^(guò)終鍛模膛，從而就可以獲得帶有飛邊的最后尺寸和形狀的鍛件。飛邊槽前面已經(jīng)設(shè)計(jì)過(guò)，此處就不多做解釋。10.1熱鍛件圖設(shè)計(jì)因?yàn)槟Ｌ攀呛湾懠螤顒偤孟喾吹目涨?，而且基本上大部分?gòu)造都很復(fù)雜，但是以實(shí)型去表達(dá)模膛卻很方便，還可以做到與鍛件尺寸對(duì)應(yīng)，因?yàn)橐话汶y于將繁雜的尺寸直接標(biāo)注在模具的空腔中，所以設(shè)計(jì)實(shí)型。熱鍛件圖的設(shè)計(jì)原則是，要做到使工件在經(jīng)過(guò)后續(xù)各種工序之后，要能得到符合鍛件圖要求的鍛件。熱鍛件圖和鍛件圖的差別體現(xiàn)在下面幾方面。形狀方面連皮是模膛的一部分，而且需要同模膛一道加工，所以沖孔件的熱鍛件圖要繪上連皮。相對(duì)深度比較大的模膛比較會(huì)容易存留氣體，而且位于下模的狹小模膛還容易存留氧化皮，并且不容易清除，上述提到的這些部位都容易出現(xiàn)欠充滿(mǎn)現(xiàn)象，因此應(yīng)適當(dāng)加深，預(yù)留一些空間。對(duì)于邊緣較薄的鍛件，當(dāng)進(jìn)行切邊時(shí)會(huì)發(fā)生拉縮變形這種情況，為了消除這種缺陷，所以應(yīng)該在一定范圍內(nèi)增加一些工藝余塊，用來(lái)補(bǔ)償拉縮所產(chǎn)生的變形。尺寸方面因?yàn)殄懠軣釙?huì)產(chǎn)生變化，熱鍛件圖的尺寸需要比鍛件圖的大，應(yīng)該加上收縮率后得到的尺寸。熱鍛件尺寸按下式計(jì)算Lt=L（1＋at）公式中Lt——終鍛溫度時(shí)的鍛件尺寸（mm）L——冷態(tài)時(shí)的鍛件的尺寸（mm）a——材料線(xiàn)膨脹系數(shù)（1/℃）t——終鍛溫度(℃)根據(jù)《鍛壓手冊(cè)》得，對(duì)于鋼鐵材料來(lái)說(shuō)，模鍛的終鍛溫度大多都取1000℃，所以材料收縮率1.5%.圖面表達(dá)方面熱鍛件圖不需要繪制零件輪廓圖，不注公差，不標(biāo)材料牌號(hào)。熱鍛件圖如下10.2鉗口設(shè)計(jì)在終鍛和預(yù)鍛模膛前部開(kāi)了空腔，這個(gè)空腔稱(chēng)為鉗口。鉗口的作用為：在鍛造時(shí)可以用來(lái)放置鉗子夾頭和鉗子。在模具的制造過(guò)程中，鉗口在這時(shí)會(huì)被當(dāng)作澆灌口使用。在不用鉗子夾頭的這種情況下，還可以通過(guò)使用覆蓋在鉗口上面的飛邊用來(lái)幫助起模。鉗口分為兩部分，由鉗口和鉗口頸組成。鉗口頸指的是鉗口和模膛之間所開(kāi)的溝槽。它的作用是用來(lái)加強(qiáng)飛邊的強(qiáng)度，方便于起模，而且同時(shí)可以避免在高溫時(shí)鉗子夾頭和飛邊打斷飛出傷人，造成事故。鉗口尺寸查《鍛壓手冊(cè)》表3-2-9得，夾鉗料頭直徑為60mm時(shí)，B=110mmh=50mmR0=15mm鉗口頸是根據(jù)鍛件的重量而選擇尺寸的，選擇怎樣的鉗口頸應(yīng)保證鍛件和夾鉗口之間有一定的強(qiáng)度。當(dāng)鍛件重量G<10kg時(shí)，鉗口頸尺寸按表3-2-10取得。通過(guò)繪制熱鍛件的PROE圖，得鍛件的體積為850.563cm3，所以鍛件重量為6.7kg,小于10kg。查表得b=14a=3.511普通鎖扣設(shè)計(jì)因?yàn)榇嗽O(shè)計(jì)的鍛件是平面分模的，需要設(shè)置鎖扣，為的是防止鍛件的錯(cuò)差可能會(huì)過(guò)大，而且使模具的安裝調(diào)整變得簡(jiǎn)單。通過(guò)查詢(xún)資料得，長(zhǎng)軸類(lèi)鍛件轉(zhuǎn)動(dòng)錯(cuò)差一般會(huì)在鍛件的長(zhǎng)度上被放大，所以長(zhǎng)軸類(lèi)鍛件常采用縱向鎖扣，需要選擇限制左右錯(cuò)差能力強(qiáng)的類(lèi)型。鎖扣尺寸經(jīng)過(guò)查《鍛壓手冊(cè)》表3-2-17得2t鍛錘的各個(gè)尺寸值分別為h=30b=60b1≧40α=5°b3=50R1=3R2=5尺寸b按需要放大。鎖扣間隙δ在0.2到0.4mm之間，通常取0.3mm。縱向鎖扣圖如下圖所示12模鍛錘的鍛錘參數(shù)模鍛錘的裝?？臻g尺寸有規(guī)定，通過(guò)查《鍛壓手冊(cè)》表3-2-22得2t鍛錘打擊能量25000J最小高度Hmin=260mm錘頭最大行程Hmax=1200mm導(dǎo)軌間距B=600mm錘頭長(zhǎng)度L=700mm砧座長(zhǎng)度L1=9500mm。13燕尾鍛模的燕尾通過(guò)裝模零件定位鍵、固緊鍥、墊片等與錘頭及砧座相聯(lián)結(jié)。燕尾和鍵槽根據(jù)鍛錘的工藝規(guī)格設(shè)計(jì)。燕尾高度應(yīng)比鍛錘燕尾槽深度大0.5~1mm，以保證燕尾平面不至于懸空，否則鍛模易破裂。燕尾與鍛模肩部過(guò)渡處的工作應(yīng)力很大，因此過(guò)渡處的圓弧即不能太小，又要避免與錘頭或砧座想干涉。圓弧上不允許有明顯的加工痕跡，以免產(chǎn)生應(yīng)力集中。[3]燕尾槽尺寸查表3-2-23得左側(cè)寬度b=170mm右側(cè)寬度b1=130mm燕尾槽深度h=50mm14鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14.1模膛的布置由于加熱爐在錘的右方，故將第一個(gè)制坯模膛拔長(zhǎng)模膛設(shè)在鍛錘右側(cè)，滾壓模膛設(shè)在鍛錘左側(cè)。坯料經(jīng)右面拔長(zhǎng)后，按從左到右的順序進(jìn)