鍛造工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、.階梯軸鍛造工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書題 目： 階梯軸鍛造工藝設(shè)計(jì)專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)： 機(jī)設(shè)1301 學(xué)生姓名： 亮學(xué)號(hào)：7指導(dǎo)教師：彭浩舸完成日期：機(jī)械工程學(xué)院2016年9月目錄1.引言 12.設(shè)計(jì)方法與步驟22.1繪制鍛件圖 32.2確定變形工藝 32.2.1鐓粗 32.2.2沖孔 42.2.3擴(kuò)孔 42.2.4修整鍛件 42.3計(jì)算坯料質(zhì)量和尺寸 42.4選定設(shè)備及規(guī)范 5 2.5確定鍛造溫度及規(guī)范 52.6確定冷卻方法及規(guī)范 53.工藝流程卡 64.結(jié)論85.致謝86.參考文獻(xiàn) 8. v. v.1.引言鍛造的目的是使坯料成形及控制其內(nèi)部組織性能達(dá)到所需的幾何形狀，尺寸以及品質(zhì)的鍛件

2、。軸是現(xiàn)代工業(yè)大量使用的零件，本文討論階梯軸的自由鍛生產(chǎn)。2.設(shè)計(jì)方法與步驟2.1繪制鍛件圖鍛件圖是根據(jù)零件圖的基本圖樣，結(jié)合鍛造工藝特點(diǎn)考慮余塊、鍛件余量和鍛造公差等因素繪制而成。階梯軸材料為40Cr，生產(chǎn)批量小，采取自由鍛鍛造軸坯。 軸上的鍵槽等部分，采用自由鍛方法很難成形這些部位，因此考慮到技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)性，決定不鍛出，并采用附加余塊簡(jiǎn)化鍛件外形，以利于鍛造。鍛造出軸坯后可以進(jìn)一步進(jìn)行切削加工，最后成形。根據(jù)零件圖的尺寸規(guī)格，對(duì)照表所列中零件的高度和直徑范圍，可以查出齒環(huán)鍛件加工余量和公差。由L=203，=46，對(duì)照金屬成形工藝設(shè)計(jì)中表3-3中所列的零件總長(zhǎng)為0315mm、最大直徑

3、050mm，可查得鍛造精度為F級(jí)的鍛件余量及公差為72mm。，然后按查得的公差數(shù)值，可繪階梯軸的鍛件圖。階梯軸鍛件圖見(jiàn)圖1。圖1 階梯軸鍛件圖2.2確定變形工藝 原理：根據(jù)鍛件形狀、尺寸、技術(shù)要求等進(jìn)行選擇，并且先確定鍛件成形所需的基本工序、輔助工序、修整工序，再選擇所需的工具并確定工序順序和工序尺寸等。 由于階梯軸是形狀較簡(jiǎn)單的軸桿類鍛件，變形工藝簡(jiǎn)單，且材料為常用45鋼，塑性較好、容易變形，因此其主要變形工藝一般為下料、拔長(zhǎng)、鐓粗、拔出鍛件等(1) 下料(2) 整體拔長(zhǎng)(3) 壓肩并拔長(zhǎng)切去余料(4) 右邊壓肩(5) 拔長(zhǎng)(6) 拔長(zhǎng)切去料頭(7) 修整鍛件按鍛件圖進(jìn)行修整。2.3計(jì)算坯料

4、質(zhì)量和尺寸坯料質(zhì)量包括鍛件本身的質(zhì)量、加熱時(shí)氧化燒損、切頭時(shí)的損失及沖孔時(shí)的芯料 損失等。 即: m坯m=m鍛+m燒+m芯+m頭 M坯=坯料的重量； m鍛=鍛件的重量； m燒=加熱時(shí)坯料表面氧化而燒損的質(zhì)量； m芯=沖孔芯料的質(zhì)量； m切=在鍛造過(guò)程中修切端部產(chǎn)生的料頭金屬的質(zhì)量。 計(jì)算鍛件本身的質(zhì)量： m 鍛 V 式中 m鍛=鍛件質(zhì)量； =鍛件材料的密度（kg/dm3 ）取7.8kg /dm3 ； V =鍛件的體積（ dm3 ）； m鍛=/4(0.420.22+0.530.14+0.440.7+0.411)7.8kg=2.38kg 若將鍛件置于煤氣爐中加熱，并一次鍛成，燒損率按=2%計(jì)算，即

5、：m燒=m鍛2%=0.0476kg因?yàn)闆](méi)有沖孔，所以m芯=0截料損失按鍛件質(zhì)量的4%計(jì)算，既得：m頭=m鍛4%=0.0952kg則胚料質(zhì)量為m坯=m鍛+m燒+m芯+m頭=2.38+0.0476+0.0952=2.57kg鍛件以鋼材為坯料，鍛造比按1.3，可按鍛件最大面積=53mm，對(duì)照表所列熱軋圓鋼標(biāo)準(zhǔn)直徑，選用,63mm的圓鋼。再由m=v 算出坯料體積為0.327dm,再除以63mm圓鋼截面積，就可以得到坯料長(zhǎng)度為105mm2.4 選定設(shè)備及規(guī)范選定鍛造設(shè)備的依據(jù)是鍛件材料、尺寸和質(zhì)量，同時(shí)還要適當(dāng)考慮車間現(xiàn)有設(shè)備條件。若設(shè)備噸位太小，鍛件內(nèi)部鍛不透，生產(chǎn)率也低，反則造成設(shè)備和動(dòng)力的浪費(fèi)，且

6、操作不便也不安全，通常按經(jīng)驗(yàn)類比法或查表法等確定。坯料尺寸為63105mm，坯料質(zhì)量為2.57kg故根據(jù)自由鍛錘的鍛造能力范圍查得設(shè)備應(yīng)用0.25t的自由鍛錘。2.5確定鍛造溫度及規(guī)范各類合金鋼的鍛造溫度范圍可以從表中查出，基本的原則是確保鋼在鍛造溫度范圍內(nèi)具有良好的塑性和較低的變形抗力，能夠鍛造出優(yōu)質(zhì)鍛件，且較寬的鍛造溫度范圍和較少的加熱次數(shù)，以及較高的生產(chǎn)率。階梯軸材料40Cr屬于合金結(jié)構(gòu)鋼，查表可知始鍛溫度為1200，終鍛溫度為800。根據(jù)40Cr鋼的塑形、強(qiáng)度、導(dǎo)熱及膨脹系數(shù)、組織特點(diǎn)、加熱變化、斷面尺寸、導(dǎo)熱性能和直徑等因素，可以確定采用火焰爐一段式加熱2.6 確定冷卻方法及規(guī)范中小

7、型碳鋼和低合金鋼鍛后均采取冷卻速度較快的空冷方法。階梯軸鍛件是中小型低合金結(jié)構(gòu)鋼，可以采取空冷的冷卻方式。. v.三、工藝流程卡階梯軸鍛造工藝卡同步齒環(huán)鍛造工藝過(guò)程卡產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)共1 頁(yè)產(chǎn)品名稱零件名稱階梯軸第 1 頁(yè)鍛件圖材料牌號(hào)40Cr材料規(guī)格棒料坯料質(zhì)量/KG2.57坯料可鍛件數(shù)1鍛件質(zhì)量/KG2.38加熱方式中頻加熱鍛造火次2班產(chǎn)量/件3鍛件熱處理調(diào)質(zhì)處理工序號(hào)工序名稱使用設(shè)備使用工裝始鍛溫度終鍛溫度冷卻方式鍛造工時(shí)備注1下料帶鋸無(wú)2加熱220KW縫隙式中頻加熱爐無(wú)11509503預(yù)鍛630噸螺旋壓力機(jī)階梯軸預(yù)鍛模4終鍛630噸螺旋壓力機(jī)階梯軸終鍛模5切邊100噸切邊壓力機(jī)階梯軸切

8、邊模冷切6檢驗(yàn)游標(biāo)卡尺7入庫(kù)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字設(shè)計(jì)：日期：階梯軸鍛造工序卡鍛件名稱同步齒環(huán)鍛件材料40Cr坯料質(zhì)量2.57kg坯料尺寸63105mm鍛造設(shè)備0.25t自由鍛錘火次序號(hào)操作工序工序簡(jiǎn)圖設(shè)備工具備注11下料切割機(jī)，電鋸或乙炔氣焰切割坯料質(zhì)量與尺寸可由鍛件圖算出2整體拔長(zhǎng)0.25t自由鍛火次序號(hào)操作工序工序簡(jiǎn)圖設(shè)備工具備注13壓肩拔長(zhǎng)，切去余料0.25t自由鍛24右邊壓肩并拔長(zhǎng)0.25t自由鍛5端部拔長(zhǎng)并切料頭0.25t自由鍛6修整按鍛件圖進(jìn)行修整編制李亮審核批準(zhǔn). v.4.結(jié)論 采用以上工藝可以鍛造出齒環(huán)坯，之后只要在進(jìn)行切削加工成形就能制造出齒環(huán)了。鍛造不僅能使其初步成形而且更重要的是鍛造可以改善零件的力學(xué)性能，提高它的韌性與強(qiáng)度。5. 致謝通過(guò)這一次的課程作業(yè)，我深刻的領(lǐng)會(huì)到了熱加工在工業(yè)生產(chǎn)中的重要地位。我做的是齒輪的鍛造工藝設(shè)計(jì)，對(duì)齒輪加工的各個(gè)過(guò)程進(jìn)行了全面深入的討論，這讓我從中學(xué)到了很多，我以后也會(huì)更加努力去提高與完善自己的知識(shí)儲(chǔ)備，來(lái)面對(duì)以后的工作崗位上遇到的更大的挑戰(zhàn)。在這次課程設(shè)計(jì)中彭浩舸老師給了我很