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1、1内内 容容 摘摘 要要热锻模设计是模具技术的一个重要组成部分，作为国民经济基础的模具工业，它的发展水平已经成为一个国家工业发展水平和产品开发能力的重要标志。CAD 技术是改变传统模具设计的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程，它不仅缩短了产品的设计周期，而且还提高了产品的设计质量.变速叉是汽车换档变速的一个重要零件，本文详细介绍了变速叉的锻模设计，包括分模面的选取，工步的拟订，锻件基本参数的确定，锻件毛坯尺寸的计算以及终锻型槽、预锻型槽、制坯型槽、局部结构、模块总体结构的设计，全面阐述了变速叉锻模设计的一般流程和设计过程中的一些注意问题。由于锻造模具是模锻生产的主要工艺设备，所以其设计是
2、否合理，对模锻件的表面质量、尺寸精度、生产率以及经济效益等影响很大，为了提高锻造模具的精度指标，本设计也应用了 CAD。关键词关键词变速叉；热锻模；锻模设计；CAD2AbstractForging Die Mold Design technology is a major component of the national economy as a basis for the tooling industry. the level of development it has become a national industrial development and the ability to
3、develop products an important indicator. CAD technology is changing the traditional mold design of key technologies, which is a high-tech, high-efficiency project.It will not only shorten the product design cycle, but also to improve the quality of product designTransmission Shift Fork vehicle speed
4、 is an important component This paper describes a variable speed Fork of the die design, including sub-surface mode selection, the further elaboration, the basic parameters of forging identification. Forging rough calculation of the size of the final training-groove, Preform-groove, Blank - groove s
5、ystem, local structure, the overall structure of the module design, comprehensively expounded on the speed fork die design processes and the general design process some attention to the issue.Since forging die forging production is the main process equipment, its design is reasonable to forging the
6、surface quality, dimensional accuracy, productivity and economic impact of such large, in order to enhance the precision forging die indicators. The design of the CAD application.Key wordsTransmission Shift Fork; Hot forging die; Forging die design; CAD3目 录1. 引言42. 锤锻模具的设计任务63. 飞边槽的设计84. 锻件基本参数的确定11
7、5. 锤锻吨位的选择116. 锻件毛坯尺寸的确定127. 模锻工步的选择158. 毛坯尺寸的确定169. 制坯型槽的设计1710.锁扣的设计2111.锤锻结构设计2212.绘制模膛图22结束语24致谢25参考文献264变变速叉的速叉的热锻热锻模模设计设计Xxxxxxxxxx 1、引言、引言现代工业的迅猛发展使模锻技术得到越来越广泛的应用，对锻造模具的设计与制造的要求越来越高。由于锻造模具是模锻生产的主要工艺装备，所以其设计是否合理，对模锻件的表面质量、尺寸精度、生产率以及经济效益等影响很大。因此提高锻造模具的设计水平和锻造模具的各项技术指标，对现代模锻工业的发展是十分必要的。锻造是一种借助工具
8、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。锻件的优势是由于金属材料通过塑性变形后，消除了内部缺陷，如锻（焊）合空洞，压实疏松，打碎碳化物、非金属夹杂并使之沿变形方向分布，改善或消除成分偏析等，得到了均匀、细小的低倍和高倍组织。而铸造工艺得到的铸件，尽管能获得较准确的尺寸和比锻件更为复杂的形状，但难以消除疏松、空洞、成分偏析、非金属夹杂等缺陷；铸件的抗压强度随高，但韧性不足，
9、难以在受拉应力较大的条件下使用。机械加工方法获得的零件，尺寸精度最高，表面光洁，但金属内部流线往往被切断，容易造成应力腐蚀，承载拉压交变应力的能力较差。锻造应用的范围很广。几乎所有运动的重大受力构件都由锻造成形，不过推动锻造（特别是模锻）技术发展的最大动力是来自交通工具制造业汽车制造业和后来的飞机制造业。锻件尺寸、质量越来越大，形状越来越复杂、精细，锻造的材料日益广泛，锻造的难度更大。这是由于现代重型工业、交通运输业对产品追求的目标是长的使用寿命，高度的可靠性。5如航空发动机，推重比越来越大。一些重要的受力构件，如涡轮盘、轴、压气机叶片、盘等，使用温度范围变得更宽，工作环境更苛刻，受力状态更复
10、杂而且受力急剧增大。随着科技的进步，工业化程度的日益提高，要求锻件的数量逐年增长。据国外预测，到本世纪末，飞机上采用的锻压（包括板料成形）零件将占85%，汽车将占 60%-70%，农机、拖拉机将占 70%。目前全世界仅钢模锻的年产量就在 1000 万吨以上。锻造在机器制造业中有着不可代替的作用，正如前面所论述的，由锻造方法生产出来的锻件，其性能是其是它加工方法难以与之匹敌的。锻造（主要是模锻）的生产效率是相当高的，一个国家的锻造水平，反映了这个国家机器制造业的水平。锻压经过 100 多年的发展，今天已成为一门综合性学科。它以塑性成形原理、金属学、摩擦学为理论基础，同时涉及传热学、物理化学、机械
11、运动学等相关学科，以各种工艺学，如锻造工艺学、冲压工艺学等为技术，与其它学科一起支撑着机器制造业。锻压这门较老学科至今仍朝气蓬勃，在众多的金属材料和成形加工的国际、国内学术交流会议上仍十分活跃。我国的经济体制发生了根本的变化，有过去的计划经济过渡到现在的市场经济。锻压生产虽然效率高，锻件综合性能高，节约原材料和机械加工工时；但生产周期较长，成本较高，处于不利的竞争地位。铸造、焊接、机械加工都加入了竞争。锻造生产要跟上当代科学技术的发展，需要不断改进技术，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。锻造业既面临着发展机遇也面临着挑战，要想
12、有较大的发展，锻造工艺技术必须要先行发展，不断完善和提高，这也是摆在从事锻压技术的每一位工程技术人员、管理人员和科研人员面前的共同任务。2、 、锤锻锤锻模具的模具的设计设计内容内容 62.1 设计任务零件为汽车变速叉，如图。变速叉是汽车换挡变速的主要零件之一，主要作用是拨动变速箱中的齿轮,使汽车达到变速的目的.由于零件经常拨动齿轮承受变载荷和冲击性载荷,宜采用锻造,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠.因为为大批量生产,且零件的轮廓尺寸不大,故采用模锻成型。热锻件图已给出,如图 1 所示：叉身出模角5收缩率头部出模角7向图 1 变速叉的热锻件图2.2 分模面的选取选择分模面的基本要求是保
13、证锻件锻件能从模膛中取出来，因此锻件的侧表面不得有内凹的形状。此外还要考虑以下原则：1) 在锻件高度一半处分模，使锻件的余块，机械加工余量最小；2）使模膛的宽度大而深度小，这样金属容易充满模膛，锻件容易出模；73）为了使模具制造方便，尽量采用平面分模，凸出部分也尽量不高于分模面；4）分模面应设在容易看出锻件错差的位置；5）应使飞边能切除干净，不致产生飞刺；6）对金属流线方向有要求的锻件，应保证锻件有最好的纤维分布.锻件分模位置合适与否, 关系到锻件成形、锻件出模、材料利用等一系列问题。对于长轴对称类锻件和形状较简单可采用直平面分模，圆饼类锻件, 其锻件分模面应为通过具有最大水平投影面积位置的直
14、平面, 当锻件不含通孔时, 最大水平投影面积位置就是锻件在水平面垂直方向上最大截面的位置。该设计属于长轴对称类且形状较复杂，但具有较大弯曲，分模位置选择如下图图 2 分模面位置2.3 终缎模膛设计分 模 面8终锻模膛是锻件最后成型的模膛，通过终锻获得带飞边的锻件，终锻模膛设计的主要内容是绘制热锻件图和确定飞边槽的尺寸、钳口和锁扣。由于金属的热胀冷缩现象，热锻件的尺寸应比冷锻件的尺寸有所增大。冷锻件的所有尺寸放大 % ( 为终锻温度下金属的收缩率)，得到热锻件图。由于该设计方案即为热锻件图则不用进行缩放。3、 、飞边飞边槽的槽的设计设计3.1 飞边槽的结构形式开式模锻的终锻型槽周边必须设计飞边槽
15、，其形式和尺寸对锻件质量影响很大。飞边槽有如下几种形式：形式是使用最广泛的一种，其优点是桥部设在上模块，与坯料接触时间短，吸收热量少，因而温升少，能减轻桥部磨损或避免压塌。形式适用于高度方向形状不对称锻件。因复杂部分设在上模，为简化切边冲头形状，通常将锻件翻转 180o,故桥部设在下模，切边时锻件也易放平稳。形式适用于复杂零件，坯料体积不易计算准确而往往偏多的锻件，由于增大仓部容积，不致于发生上下模压不靠。形式使用对象同形式 c，由于加宽下模飞边槽桥部，因而提高桥部强度，以避免过快地磨损和过早地压塌。形式只用于锻模局部，桥部增设阻尼沟，增加金属向仓部流动的阻力，迫使金属流向型槽深处或枝芽处。形式称为楔形飞边槽，其特点是终锻时水平方向金属流动愈来愈困难，适用形状更复杂的锻件，缺点是切除毛边困难。9飞边槽的主要尺寸是桥部高度 h、宽度 b 及入口半径 R1当 h 减小，b增大，则水平方向流动阻力增大，有利于充满型腔。但如果过度增大，将导致锻不足，并使锻模加速磨损。但若 h 太大，b 过小，导致金属向外流动
