精密模锻作业(华科)_精密模锻作业

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精密模锻作业

组员： 曹琰 ：根据零件图设计锻件图，根据锻件图设计锻造工艺流程，选择锻造压力机。

周廷 ：设计模具结构图

李琨 ：对所设计的工艺过程进行成形模拟分析

针对图中所给零件，以2-3人一组设计其精密锻造工艺（请注明组员的任务分工）。零件材料4120。

（1）（2）（3）（4）（5）根据零件图设计锻件图；

根据锻件图设计锻造工艺流程；

请选择合适的锻造压力机，并说明选择的理由； 设计模具结构图，并说明模具动作及工作原理；

对所设计的工艺过程进行成形模拟分析，验证所设计的工艺。

根据零件图设计锻件图； 1）确定机械加工余量 机械加工余量主要有锻件质量、零件机加工精度和锻件复杂程度查表确定。

①锻件质量

②形状复杂系数

m330652.637.8510-6kg2.596kg

S330652.630.65

510508.81S在0.63和1之间，形状复杂程度为较低的Ⅰ级。

③加工余量 根据《锻压手册》查得厚度方向和水平方向的加工余量均为1.7-2.2mm，这里取为2.0mm；内孔直径加工余量为2.6mm。2）确定模锻斜度 根据《锻压手册》查得与凸模对应的模锻斜度为3°，与凹模对应的模锻斜度为6°。

3）确定圆角半径 外圆角半径r=余量+零件相应处半径=2.0mm，内圆角半径R=（2~3）r=4mm。

4）确定冲孔连皮

综上可得冷锻件图如下： 连皮厚度0.45500.255750.6577.1mm，这里取为7.0mm。

R140.157211.7mm，这里取为12mm。

热锻件图依据冷锻件图设计，热锻件图上的尺寸应比冷锻件图上的相应尺寸有所放大。理论上加放收缩率后的尺寸L按下列公式计算：

Ll(1)

其中，l为冷锻件尺寸，为终锻温度下金属的收缩率，钢为0.8%~1.5%，这里取1.4%代入上式，计算出热锻件图上相应的尺寸，并绘制热锻件图如下：

根据锻件图设计锻造工艺流程；

1）确定工步 闭式模锻时，法兰凸缘类锻件一般只需一个终锻工步，因此这里只设计一个终锻工步。

2）确定坯料尺寸及下料方法

这里取为73mm。选用卧式自动带锯机或高速圆盘锯床下料。根据冷锻件图得到锻件的体积为458456.06mm3，坯料直径取为90mm，则坯料高度为

458456.06472.06mm

9023）确定加热方法和加热规范 根据《锻压手册》查得加热温度为1150℃-1200℃，设备类型为中频感应加热炉，加热节拍为4件/分钟。

4）确定清除坯料表面氧化皮或脱碳层的方法 常用喷砂,酸洗的方法，由于工件较小故采用酸洗的方法。

5）确定坯料和模具润滑 采用水剂石墨润滑剂。

6）确定锻件冷却方法和冷却规范 锻件采用保护冷却，如坑冷，介质中冷却减少氧化，可置与油中冷却。

7）分流腔的设计 经分析可知，锻件上远离冲孔连皮的凸缘最后被金属填充，由分流腔的设置原则，则应在此处设置分流腔。本设计采用环形侧向分流腔，有桥部而无仓部，具体位置见模具图。综上可得，锻件的整个加工工艺流程如下： ①下料。原材料为热轧棒料，须去掉表面氧化和脱碳层。采用锯机或锯床下料，坯料尺寸为Φ92mm×72mm。

②加热。在充有氩气的中频感应加热炉加热坯料，炉温约为1200℃。③精锻成形。温度范围为1160℃-850℃。

④热处理。锻件加热到870℃后在油中淬冷，然后500℃回火。⑤机械加工。

请选择合适的锻造压力机，并说明选择的理由；

本设计采用可分凹模闭式模锻，而且锻件较简单，设备公称吨位FkqA16505225521.66kN,因此这里选用双动曲柄压力机。

（6）设计模具结构图，并说明模具动作及工作原理； 1）凸模和凹模结构

3）简易模具结构2 8 3 6 4 7 5

1—上冲头

2—斜楔

3—右侧凹模

4—锻件

5—下冲头

6—左侧凹模

7—模座

8—分流腔 工作时，斜楔在双动曲柄压力机的外滑块的带动下向下运动，由于斜楔的运动，左右凹模向中间合拢，与固定在模座上的下冲头形成完整的空腔。将加热后的坯料放入空腔中，双动曲柄压力机的内滑块向下运动，与坯料接触后，使坯料发生镦粗挤压，充满空腔形成所需锻件。而后，内滑块上行，与锻件分离后，外滑块随之上行，此时左右凹模也分离，取出锻件。重复以上步骤，进行下一个循环。

（7）对所设计的工艺过程进行成形模拟分析，验证所设计的工艺。模拟结果如下：

等效应变

等效应变速率

等效应力

最大应力

温度分布

速度分布

载荷变化

能量变化 由模拟结果可知，在锻压过程中，锻件上的应力、应变较小且分布较均匀；锻件的温度始终保持在可锻压温度范围内，适合一次精锻成形；锻件的速度分布基本也与与其相符合；凸模上施加的载荷远远小于压力机的公称吨位，所具有的最大能量也大于锻件成形所需的能量。综上可得，此工艺设计合理，符合实际生产要求。

精密模锻作业(华科)

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