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1、燕山大学 锻压专业课程设计报告锻造工艺及模具（CAD/CAE）设计姓 名： 课题组的分工或贡献：总体设计，冷锻件图的设计，绘制计算毛坯图，二维图的绘制弯曲模膛、终锻模膛的设计，ppt的制作。设备吨位选择，拔长、滚挤型槽的设计、锁扣的设计三维图绘制，动画制作吨位计算，飞边槽、钳口的设计，项目报告的部分整理课 程 名 称：锻压专业课程设计指导教 师：高士友2011年11月-2011年12月后制动臂的制作（燕山大学 机械工程学院）摘要：该零件为后制动臂，属于弯曲长轴类零件，采用40钢，根据零件形状、尺寸等，制坯工步为拔长、滚挤、弯曲，然后经过终锻，再后续经过机加工，制造出该零件。模锻过程分为10个大
2、步骤：画零件图、三维图、冷锻件图设计、设备选择、飞边槽的型式和尺寸确定、绘制计算毛坯图、工艺设计、制坯工布型槽设计、终锻型槽设计、锤锻模结构设计等。前言：此次课程目的是通过课程研究项目的实施，使同学们在掌握课本知识的基础上，结合CAD/CAM了解并掌握金属塑性流动的基本原理，锻造工艺的模具CAD设计的分析，使同学们具备设计体积成形模具的能力，提高查阅资料等应用已有知识解决问题的能力，掌握锻造工艺的方案制定，掌握锻件CAD设计和完成项目综合报告。通过对这些任务的完成，更好地培养锻压专业学生的专业技术能力和综合素质。后制动臂在很多方面都有着很重要的作用，比如摩托车、汽车等方面都有着重要作用。后制动
3、臂在工作中承受的力比较大、形状尺寸要求比较严格，所以根据不同的机器，所需的后制动臂的一些性能也稍有差别。对后制动臂做研究过程中，希望从中发现其更好的制作方案，以满足现代社会的需求。目录1、 零件二维图及设计要求32、 零件图三维建模33、 冷锻件图设计44、 设备吨位选择65、 飞边槽的形式和尺寸确定66、 绘制计算毛坯图77、 工艺设计98、 制坯工步型槽设计99、 终锻型槽设计1310、锤锻模结构设计141、 零件图二维图及设计要求2、零件图三维建模3、冷锻件图设计3.1确定分模面：分析零件形状，根据分模面原则，分模面为弯曲分模，见点画线：3.2预算锻件的形状复杂系数S 零件体积Vd=14
4、5466.49mm，零件外廓包容体的体积Vb = 379300mm 设材料利用率为65% ，则锻件体积V d=Vd / 0.65=223794.6mm ，形状复杂系数S= Vd/Vb=0.59查表，该锻件为一般复杂程度，但由于该锻件形状较复杂，提高一级，为 级，复杂系数S33.3确定其他参数1) 锻件为40钢，即材质系数为M2) 零件加工表面粗糙度有Ra12.5、Ra2.5,故为Ra1.6m3) 模锻斜度： 通过计算并查表选取模锻外斜度为=5内孔斜度=7 。 4) 锻件圆角半径：外圆角半径r=单面余量（2mm）+零件圆角半径或倒角。 内圆角半径R=（23）r mm3.4锻件加工余量查GB/T
5、12362一2003，可得各处的单边加工余量如下表： 在长度方向上，单边加工余量查得余量为1.72.2mm，取2mm；3.5锻件尺寸公差：由质量、形状复杂系数S，材质M，选普通精度，查公差值如下：GB/T12362一2003因分模面为不对称的弯曲分模，根据锻件质量，取错移公差为0.8mm，残留飞边0.8mm。3.6核算锻件的形状复杂系数S：根据上述余量、起模斜度和圆角半径等值，重新核算锻件体积Vd 和形状复杂系数S。 计算得：Vd =215426.33mm ，S= Vd / Vb =0.57，修正复杂系数仍为级。 3.7绘制锻件图：4、设备吨位选择4.1 由锻件图确定的主要参数： 1) 锻件在
6、水平面上的投影面积为F1=10578mm； 2) 锻件周边长度为L=588mm； 3) 锻件体积为Vd =215426.33mm ； 4) 锻件质量为1.69kg；4.2 吨位选择若用经验公式G=(3.56.3)k F，取k=1，假定毛边宽为25 mm，则 F=10578588 25=25278 mm； G=3.5 1 25278=0.88 t； G=6.3 1 25278=1.59 t； 于是有 0.88t G 1.59 t； 由计算结果，选用2t模锻锤。5、飞边槽及钳口的设计5.1 飞边槽的形式选择与尺寸确定5.1.1.飞边槽各形式如图： 分析锻模所需，采用第种形式即可。5.1.2.飞边槽
7、尺寸的确定：由计算法得 根据计算得到的h值查表确定飞边槽尺寸： h=2.0 mm； h=4 mm； b=10 mm； b=25 mm； Fmz =153 mm； R1=1.5mm；5.1.3.锻件毛边体积 V毛=588 0.7Fmz =62974.8mm 5.2 钳口的形式选择与尺寸计算5.2.1钳口形式选用普通形式，如图 5.2.2、 钳口的尺寸计算，根据锻件质量及坯料直径选取钳口尺寸： B=80mm，h=35mm，R0=15mm, b=6mm, a=1.5mm, l=50.5mm 6、绘制计算毛坯图6.1根据锻件图建模取截面6.2 计算截面面积:6.3毛坯及修正后截面图修正后毛坯截面图及直
8、径图7、工艺设计7.1计算繁重系数 1) 由毛坯截面图得拐点处直径d拐=37.8mm,2) 毛坯最小直径dmin=23.6mm最大直径dmax=45.5mm3) =dmax/d均=1.23 =L计/d均=6.374) K=(d拐-dmin)/L杆=0.0897.2确定设计工艺根据繁重系数值，由图得，可采用拔长闭式滚挤制坯，又分析锻件形状，得设计工艺为：拔长闭式滚挤弯曲终锻8、制坯工布型槽设计8.1毛坯的确定8.2拔长模膛的设计8.2.1拔长型槽结构形式：采用斜排式拔长型槽（如图）（=15）8.2.2拔长型槽尺寸设计： 1) 坎高a因杆部截面积变化较大，拔长后需滚挤制坯，有公式 查表4-20，k
9、2=0.9；查毛坯图： 得 a=26.4mm(取a=26mm)2) 坎长c有公式：查表4-21，由L坯/d坯=152.36/41=3.716，故取k3=1.53) 型槽宽度B斜排式公式： 取=15查表4-22，k4=1.5，得B=70mm4) 其他尺寸 R=0.25c=15.5mm（取R=15mm） ，R1=2.5c=10R=150mme（仓部深）=1.2d小头 查毛坯图：d小头=34mm，故e=40.8mm（取e=41mm） 8.2.3拔长后坯料形状及尺寸 8.3 滚挤模膛设计8.3.1滚挤模膛采用闭式滚挤型槽：如图 8.3.2 滚挤型槽尺寸设计 8.3.2.1 滚挤型槽高度 杆部： 头部：
10、 拐点处型槽高度：8.3.2.2 滚挤型槽宽度 滚挤已经过拔长的坯料： 闭式滚挤时杆部宽度： 即头部宽度： 故： 8.3.2.3 滚挤型槽长度L此锻件为弯曲轴件，故弯曲处按锻件内侧1/3宽度的连线，作为展开长来计算，得 L=240.017mm，取L=245mm8.3.2.4 钳口与毛刺槽尺寸 钳口处：n=14mm, m=20mm,R=10mm毛刺槽：a=6 mm, c=25mm, R3=5mm8.4 弯曲模膛设计8.4.1 模膛形式设计8.4.2 弯曲模膛尺寸计算： 8.4.2.1 钳口尺寸 h钳=（0.20.3）d坯，取h=10mmR=0.2d坯+5, 取R=13mmn=14mm, m=20
11、mm8.4.2.2 高度hh=(0.80.9)b (mm) b为热锻件图上相应位置的宽度 8.4.2.3 宽度B 8.4.2.4 间隙 根据设备吨位，取=5mm9、终锻型槽设计9.1 热锻件图的绘制9.2 型槽设计10、锤锻模结构设计10.1 型槽步排该模面上设有三个制坯模膛和终锻模膛，按与加热炉、吹风管、切边压力机的位置对应排列： 10.2 模块尺寸及要求10.2.1模块尺寸：长宽总高=50040050010.2.2燕尾尺寸：B=200mm，h=50.5mm ，其他尺寸均为一般值。10.3 型槽壁厚制坯模膛间距为1015mm，终锻模膛壁厚大些，再根据模块尺寸， 取滚挤模膛与弯曲模膛间距为15
12、mm;滚挤模膛与终锻模膛间距23.3mm;拔长模膛靠最左边排布。10.4 错移力的平衡和锁扣的设计10.4.1根据分模面形式、设备吨位，错移量为0.8mm，选一般锁扣，如下图，尺寸： 10.4.2 锁扣形式：10.5 检验角的设计计算检验角设在前边和左边，宽度为5mm，高度为100mm。10.6 锤锻模的紧固方式采用定位键来紧固锤锻模： 结论： 通过零件的要求的分析，根据我们所学的理论知识，做出设计方案，以达到生产出符合要求的合格零件。我们工作主要包括：三维图的绘制、冷锻件图设计、设备选择、飞边槽的型式和尺寸确定、毛坯图的绘制计算、工艺设计、制坯工布型槽设计、终锻型槽设计、锤锻模结构设计等，即
13、把最终的锤锻模设计出来，经过对坯料的锤锻，再经过机加工，即可制造出所要求的零件。这次做项目，我们收获都颇多。做此锤锻模，需要做的工作很多，必须要大家一块，才能很好的把任务完成。我们分工合作。组长首先做总体规划，把大概工作总结，再交代给大家，锻炼了大家的团结协作的能力。做这个项目，也更好的锻炼了我们运用理论知识的能力，锻炼了我们找出问题、分析问题、解决问题的能力。这期间用到二维图、三维图的绘制，锻炼了我们这方面的能力，最后要求做动画，也使我们对动画的使用有了一定的了解。总之，这次课设，在很多方面都锻炼了我们的能力。参考文献：1 姚泽坤 锻造工艺学及模具设计 第2版 西安市 西北工业大学 2011年2 张志文 锻造工艺学 机械工业出版社3 王以华 锻模设计技术及实例 北京机械工业出版社 2009年 4 锻模图册 燕大图书馆 1 / 18
