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1、谝 转向臂成形工艺与模具设计谝谝摘 要谝谝 模锻即模型锻造，在锻造工业中具有举足轻重的作用。本文介绍了热锻工艺的基本类型及工艺规程，并重点对锤上模锻的成型原理和变形过程进行了分析探讨。本文设计的转向臂，在工农业中的应用非常广泛。通过分析其在锤上模锻的变形过程，应用金属塑性变形基本原理，制定了转向臂的成形工艺，并完成了转向臂的锻模设计。在设计过程中，根据转向臂零件的各种参数，分析了其由坯料变为成形锻件的变形过程，制定出了较为合理的工艺流程；由转向臂锻件的制坯过程，设计出了较为经济，使用方便，较为合理的模具。谝谝关键词：锻造 工艺设计 模具设计谝 谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝Abstract谝谝
2、 The mold Forging namely the model forging, have a prominent function in the forging the industry.This text introduced the basic type and the craft rules distance of the hot Forging craft, laying equal stress on to order to model principle and transform process to carry on an analytical study to the
3、 hammer mold Forging.This text design of change direction arm, very extensive in the application in the work agriculture.Pass analytical it the mold Forging transforms process on the hammer, applying the metals to transform basic principle, drawing up to change direction arm of take shape a craft, a
4、nd complete to change direction arm of the Forging mold design.During the period of design, according to change direction various parameter of the arm spare parts, analyze it is anticipate by the metals to change in to take shape the Forging piece to transform process, draw up more reasonable craft
5、process;From change direction the arm Forging piece system process, design more economic, use convenience, more reasonable molding tool.谝谝Keyword: Forging Craft design The molding tool design谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝 目 录 谝谝前 言谝4谝4 谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝前 言谝谝 材料成形加工在机械、冶金、造船、航空、航天、铁路、交通、石油、化工、国防等许多工业及国民经济中占有极为
6、重要的地位。对一个国家的工业、农谝业、国防和科学技术所能达到的水平影响非常大。而材料成形中，锻造生产又占有举足轻重的地位，涉及各个生产部门和领域，在现代化的工业生产中，若无锻造生产的密切配合，其发展和生存是不可想象的。谝 材料成形工艺，尤其是铸造和锻造，我国是世界上应用最早的国家之一。谝从1972年河北藁城县商代遗址出土的兵器考证，距今已有3300余年，经采用现代技术考验，其刃口是采用合金嵌锻而成，这是我国至今发现最早生产的锻件。我国的铸、锻生产虽然历史悠久，但长期处于手工和作坊的落后状态，直到新中国成立以后，我国的铸、锻、焊工业随着机械制造业的发展同步壮大起来。我国是铸、锻、焊件大国，但不是
7、强国。与工业发达国家相比，我国的铸、锻、焊生产的差距不是表现在规模和产量上，而是集中表现在质量和效率上。在技术水平上与国外发达国家相比也还有很大一段距离。谝锻造是一种借助工具或模具在冲击或压力作用下加工金属机械零件或零件毛坯的方法。与其它加工方法相比，锻造加工生产率最高；锻件的形状、尺寸稳定性好，并有最佳的综合力学性能。锻件的最大优势是韧性高、纤维组织合理，件与件之间性能变化小；锻件的内部质量与加工历史有关，不会被任何一种金属加工工艺超过。谝锻造生产根据使用工具和生产工艺的不同而分为自由锻、模锻和特种锻造。模锻件余量小，只得少量的机械加工(有的甚至不加工)，生产效率高，内部组织均匀，件与件之间
8、为性能变化小，形状和尺寸主要是靠模具保证，受操作人员的影响较小。模锻须要借助模具，加大了投资，因此不适合单件和小批量生产。由设计的转向臂零件可知，零件产量为大批量生产，精度要求属普通级，符合模锻设计特点，故采用模锻成形。谝本文主要设计任务是完成转向臂成形工艺的制定和模具的设计。锻造工艺在锻件生产中起着重大作用。工艺流程不同，得到的锻件质量(指形状、尺寸精谝度、力学性能、流线等)有很大的差别，使用设备类型、吨位也相去甚远。工艺过程安排恰当与否，不仅影响质量，还影响锻件的生产成本。根据转向臂的成形特点，通过调查研究，查阅资料，制定出了较为合理的工艺流程，使之得到的锻件质量能够最好，成本最低，操作方
9、便、简单，而且能充分发挥出材料的潜力。而模锻设计则是本论文的设计重点，它直接关系到锻件各项性能指标（包括形状、尺寸精度、力学性能等）的优劣。由转向臂锻件的制坯过程，参考其他模锻设计实例，设计出了较为合理的模锻模具，包括终端型槽，拔长型槽，滚挤型槽设计，最后通过模锻结构设计，将各个型槽组成一个完整的整体。谝 本论文设计的转向臂属于构造比较简单的零件，锻造工艺难度不高，如果要生产精度要求较高的零件，则需要新工艺，高技术。锻造生产要跟上当代科学技术的发展，须要不断改进技术，采用新工艺、新技术，进一步提高锻件的性能指标；同时要缩短生产周期，降低成本，使之在竞争中处于优势地位。谝谝 谝谝谝谝谝谝谝谝谝谝
10、谝谝谝谝谝谝谝谝 锻造生产是机械制造工业中提供毛坏的主要途径之一。锻造生产的优越性在于：它不但能获得金属零件的形状，而且能改善金属的内部组织，提高金属的谝力学性能和物理性能。一般对于受力大的重要机械零件，大多采用锻造方法制造。本文设计的转向臂，应用非常广泛，属于比较常用的机械零件，其主要应用于汽车，拖拉机，机床等工农行业中。如果采用机械加工转向臂零件，得到的零件成品无论是金属的力学性能还是物理性能都不是最好的，而模锻成形在锻造工业中使用较为普遍，采用此种方式，在批量生产情况下生产很高，能够改善金属的组织，提高金属的力学性能和物理性能。使纤维组织沿着零件轮廓合理地分布，提高零件的塑性和冲击韧性。
11、因而，锻制成的转向臂零件强度高，可承受更大的冲击力。在承受同样大小冲击力的情况下，锻制零件的尺寸可以减小，既节省了金属，又使机器更加轻巧。参照模锻设计实例，根据转向臂成形过程和技术要求，其设计路线为：锻件图的设计；模锻方式选择；毛边槽设计；加热规范制定；变形工步的确定；型槽的设计；锻模结构设计；具体设计如下：谝谝1 模锻件图设计谝 模锻生产过程、工艺规程制订、锻模设计、锻件检验及锻模制造，都离不开锻件图锻件图根据零件图设计，分为冷缎件图和热锻件图两种。冷锻件图用于最终锻件检验和热锻件图设计；热锻件图用于锻模设计和加工制造。一般将冷锻件图称为锻件图，设计锻件图时一般应考虑解决下列问题。谝1.1确
12、定分模面谝 模锻件是在可分的模腔中成形，组成模具型腔的各模块的分合面称为“分模面”，分模面与锻件表面的交线称为锻件的分模线。分模线是模锻件最重要、最基本的结构要素。谝 锻件分模位置合适与否，关系到锻件成形、锻件出模、材料利用率等一系列问题。确定分模位置最基本的原则是：保证锻件形状尽可能与零件形状相同，容易从锻模型槽中取出；此外，应争取获得镦粗充填成形。故此，锻件分模位置应选在具有最大水平投影尺寸的位置上。通过以上分析，确定转向臂分模面如图所示：谝谝图1-1谝1.2 确定锻件的机械加工余量和公差谝 由于受到各种工艺因素的影响，锻件实际尺寸不可能与名义尺寸相等，无论是高度方向还是水平方向都会有偏差
13、，因而应对锻件规定允许的尺寸偏差范围，这对控制锻模工作寿命和锻件检验都是必要的。锻件尺寸公差具有非对称性，即正公差比负公差大一些。这是由于高度方向影响尺寸发生偏差的根本原因是锻不足，而型槽底部磨损及分模面压陷引起的尺寸变化却是次要的，水平方向的尺寸公差也是正公差大于负公差，这是考虑到型槽磨损，锻件错移是难以避免的现象，而且均属于增大尺寸的影响因素。再者负公差是指锻件尺寸的下限，不宜过大。而正公差的大小不会导致锻件报废；正公差偏大对稳定工艺，提高锻模使用寿命有好处，因而有所放宽。谝 影响锻件余量和公差的因素及其确定方法：谝1.2.1 锻件的形状复杂系数谝锻件的形状复杂系数S是锻件质量或体积(，)
14、与其外廊包容体的质量或体积(，)的比值，即：谝谝查阅参考文献（一）表4-2属级。谝1.2.2 锻件的质量和公称尺寸的大小 谝 锻件的质量根据锻件图的名义尺寸进行计算，并按此质量和尺寸查表确定。估算锻件质量为2.24kg。谝1.2.3 锻件材质系数 谝 查阅参考文献（一）表4-3知 材质系数为。谝 1.2.4 模锻件的精度等级 谝 由设计的转向臂知，精度等级为普通级。谝 查锻工手册得：高度公差为 ，长度公差为：，宽度公差为：谝 零件加工精度为，查锻工手册得高度及水平尺寸的单边余量约为1.7-2.2mm，取2mm。谝 1.3 模锻斜度和圆角半径谝 为便于模锻件从型槽中取出，必须将型槽壁部做成一定的
15、斜度，称为模锻斜度或出模角。模锻斜度可以是锻件侧壁附加的斜度，也可以是侧壁的自然斜度。谝实际生产中，较难实现自然脱模，出模角度不是偏大就是偏小。若出模角增大，则金属充填型槽阻力增大，锻件斜度余量也增大，从而增加金属的消耗和机械加工余量。因此，在保证锻件能顺利取出的前提下，模锻斜度应尽可能取小值。模锻斜度有内斜度和外斜度。当热锻件冷缩时，锻件外侧趋向离开模壁，而内侧包住模具型槽中凸出部分不易取出，因此应取大于一级。查阅参考文献（一）表4-4得知，。谝为了使金属易于流动和充满型槽，提高锻件质量并延长锻模的寿命，模锻件上所有的转接处都要用圆弧连接，使尖角、尖边呈圆弧过度，此过度处称为锻件的圆角。谝 锻件上的凸圆角半径称外团角半径，用r表示；凹圆角半径称内圆角半径，用R表示。圆角半径的大小与锻件的形状尺寸有关，锻件高度尺寸大，圆角半径应加大。
