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1、工艺设计说明书一、分析零件图（如图）1、零件名称：花键轴；2、材料：38CrMoAlA；3、质量：15.19kg；4、产量：100件；5、技术要求：1）1:20锥度接触面积不少于80%；2）50mm部分氮化层深度为0.2-0.3mm,硬度62-65HRC。二、锻造工艺性分析 1、加工目的、环境及锻后现象分析零件为轴类零件，因此锻造的目的不是侧重于成形、减少加工余量，而是侧重于提高锻件的力学性能。结合现代工厂设备、技术力量和加工能力，选用自由手工锻造。锻后零件性能可能变化的趋势有坯料端部弯曲并带毛刺和脱碳等。2、零件结构形状对锻造适应性的分析即锻件结构工艺性分析。该零件为简单的阶梯轴类零件，可通
2、过手工自由锻造来完成初步成型。因锻造而产生的缺陷可以通过锻造后的热处理和切削加工来改善。三、绘制锻件图锻件图是根据零件图绘制的。自由锻件图是在零件图的基础上考虑了加工余量、锻造公差、工艺余块等参数后绘制而成的。根据以下步骤绘制锻件图（如图）：（1）确定锻件形状。（2）用红线绘出锻件图。（3）计算尺寸，查公差并注于图上。四、参数选择1、工艺参数首先选择工艺余块以简化锻件外形，然后确定加工余量和公差。2、选择依据选择参数应考虑锻件的材料、形状尺寸、现有设备、生产批量等因素。3、确定方法查有关标准进行分析，并与同类件比较，选择的公差余量可依下列条件确定：（1）锻件数量。数量多，其值取小些，否则取大些
3、。（2）锻件材料。一般材料其值取小些，特殊钢取大些。（3）表面质量。原材料的表面质量好，其值取小些，否则取大些。（4）锻件形状尺寸。锻件形状简单，长度短，其值取小些，否则取大些。（5）锻工技术水平。锻工技术水平高，其值取小些，否则取大些。（6）工具和设备情况、企业工艺习惯等其它因素。4、数据处理对于大型锻件尾数圆整为5或0；中小型锻件按四舍五入原则处理成整数。最后确定的工艺参数如锻件图所示。五、确定坯料质量和锻件尺寸1、确定坯料质量坯料质量包括锻件本身的质量、加热时氧化烧损、切头时的损失及冲孔时的芯料损失等。(1) 计算锻件质量 根据锻件的形状和基本尺寸，可计算出锻件的质量：m 锻 pV 式中
4、 m锻锻件质量； p锻件材料的密度（ kg/dm3 ）取7.85kg /dm3 ； V 锻件的体积（ dm3 ）； 由此计算得：m 锻 pV = 7.85 kg /dm33.470 dm3 = 27.24 kg(2) 计算坯料质量 坯料的质量包括锻件本身的质量、加热时氧化烧损、切头时的损失及冲孔时的芯料损失等。其计算公式为：m 坯 m 锻 m 烧 m 切 m 芯 式中 m 坯 坯料质量（ kg ）； m 锻 锻件质量（ kg ）； m 烧氧化烧损的质量（ kg ），m 切表示对拔长工件的切头损失（ kg ）； m 芯冲孔时冲掉的芯料损失（ kg ）； m 烧一般按火次进行估算，如第一火取锻件质
5、量的 2.0% 3.0% ，以后各火一般取锻件质量的 1.5% 2.0% ；m 切一般按下面经验公式估算：对于该零件圆形截面 m 切 1.81 ，其中D 为切头部分直径（ dm ）；零件没有冲孔，故， m 芯= 0kg。所以，m 坯 m 锻 m 烧 m 切 m 芯27.24（1+1.5%）+1.810.62328.08(kg)2、确定坯料尺寸坯料尺寸的确定与所采用的第一道基本工序（镦粗或拔长）有关，所采用的工序不同，确定的方法也不一样。此零件应采用拔长法锻制锻件， 钢坯拔长时所用截面A坯的大小应保证能够得到所要求的锻造比，即A坯YA锻式中 Y锻造比；A锻锻件的最大横截面积（cm2）；A坯坯料的
6、横截面积（cm2）。按锻造比Y及锻件最大横截面积求出D坯，即Y A坯/A锻 D2坯/ D2锻D2坯/D2锻所以 D2坯=Y D2锻D坯 D锻62mm(取65mm)根据坯料总质量（前已求出），可得出坯料体积（V坯）由此即可确定坯料长度（L坯），即，V坯m坯/ 坯 所以 L坯V坯/ A坯= 4V坯/ D2坯428.08/7.85/0.65210.785dm1078.5mm(取1080mm)所以，L坯1080mm。六、确定工序通常采用比较法编制工序。对锻件图与所选坯料进行比较，分析其差异，初步定出基本工序；分析其不足及是否有强化要求，比较使用性、先进性和经济性，结合工艺习惯增设工序。由此，编制工序如
7、下图所示：七、锻造设备的选择选定锻造设备的依据是锻件的材料、尺寸和质量，同时，还要适当考虑车间现有的设备条件。设备吨位太小，锻件内部锻不透，质量不好，生产率也低；设备吨位太大，不仅造成设备和动力的浪费，而且操作不便，不安全。对于活塞杆周这类中小型锻件，一般采用锻锤，经查询选用型号为C41-400的空气锤。八、加热温度及加热时间的确定（1）可以通过查询计算机辅助工艺设计软件得到；（2）以经验公式确定加热时间：KD式中加热时间，单位为h；D断面直径或边长，单位为cmK系数，中碳钢K取0.150.20。根据此公式计算得到KD0.206.51.3（h）以上方法是生产中常采用的经验数据法，其理论根据是铁
8、碳合金状态图的碳的质量分数。应注意适当控制温度范围，以防止晶粒粗大和塑性降低。九、锻后热处理锻件材料为合金钢，其锻后热处理应采用正火。此选择正火温度为：850-870，正火时间为：61.2分钟，冷却方式选用25空冷。十、变形或缺陷分析缺陷的分析是在锻造前和锻造后进行的工艺，锻件的缺陷包括表面缺陷和内部缺陷。对锻件的缺陷进行分析是避免在零件应用的过程中出现意外，使锻件能达到工作中的安全系数，避免出现一些不该有的麻烦。锻件的缺陷包括表面缺陷和内部缺陷。有的锻件缺陷会影响后续工序的加工质量，有的则严重影响锻件的性能，降低所制成品的使用寿命，甚至危及安全。因此，为了提高锻件质量，避免锻件缺陷的产生，应采取相应的工艺对策，同时还应加强生产过程的质量控制。以下是对在锻造工艺中的各种缺陷进行分析：1.原材料的主要缺陷及其引起的锻件缺陷：表面裂纹、折叠、结疤等；2.备料不当产生的缺陷：切斜、坯料端部弯曲并带毛刺、坯料端部凹陷等；3.加热工艺不当产生的缺陷：脱碳、过热、过烧、加热裂纹等；4.锻造工艺不当常产生的缺陷：大晶粒、晶粒不均匀、冷硬现象、裂纹；5.锻后冷却工艺不当常产生的缺陷：冷却裂纹、 网状碳化物；6.锻后热处理工艺不当常产生的缺陷：硬度过高或者硬度不够、硬度不均匀；7.锻后清理工艺不当产生的缺陷：酸洗过度、腐蚀裂纹。
