姓名：李洋 李静涛 赵艳峰
课程名称：拉杆接头模锻设计
指导教师：***
班 级：07级锻压一班
2010年11月
拉杆接头模锻设计
李洋 李静涛 赵艳峰
（燕山大学 机械工程学院）
摘要：本次项目是通过锤上模锻成形生产制动器杠杆，锤上模锻主要用于锻件的大批量生产，是锻造生产中最基本的锻造方法。
主要设计步骤有制定锻件图；计算主要参数；确定设备吨位；作热锻件图，确定终锻模膛；确定飞边槽的形式和尺寸；计算毛坯图；选择制坯工步；确定坯料尺寸；设计滚压模膛；设计终锻模膛；绘制锻模图等。
前言：通过这次课程设计，我们掌握了基本的模锻设计理论，积累了一些设计经验，为以后的工作学习奠定了基础。
1.锻件图设计
锻件图是根据零件产品图制定的，在锻件图中要规定：锻件的几何形状、尺寸；锻件公差和机械加工余量；锻件的材质及热处理要求以及其他技术条件等内容
1.1 分模位置。
为便于锻件脱模，选拨杆锻件的最大投影面为分模面。
1.2 锻件质量
锻件质量为2Kg, 拨杆材料为45钢，即材质系数为M1
1.3 拔杆体积
拔杆体积为2密度：7.85*10-6K g/ mm3
1.4 锻件复杂系数
S=Vd/Vb=2000/(7.46×18.73×5.9×7.85)=0.309，为3级复杂系数S3
1.5 公差和余量
查《锻压手册》表3-1-3[GB12362-1990]【普通级】
长度公差为2.2（+1.5 -0.7），高度公差为1.6（+1.1 -0.5），宽度公差为1.6（+1.1 -0.5）
错差公差 0.5mm 残留边公差 0.7mm
1.6 机械加工余量
余量的确定和锻件形状的复杂程度，成品零件的精度要求，锻件的材质，模锻设备，工艺条件等很多因素有关，为了将锻件的脱碳层和表面的细小裂纹去掉，留有一定的加工余量是必要的 该零件的表面粗糙度为∨3（25-100um）查《锻压手册》表3-1-1[GB12362-1990]锻件内外表面的加工余量查得 厚度方向1.5-2.0mm 水平方向1.5-2.0mm 取2mm
1.7 模锻斜度
为了使锻件容易从模膛中取出，一般锻件均有模锻斜度，附加的模锻斜度会增加金属的损耗和机械加工余量，因此在保证锻件出模的前提下，应选用较小的模锻斜度，拔模斜度应按锻件各部分高度和宽度之比值H/B和长度和宽度之比值L/B确定,根据上述原则，该锻件未标注斜率为
7°。
1.8 圆角半径
锻件上的圆角半径可使金属容易充满模膛，脱模方便和延长模具使用寿命.圆角半径太小会使锻模在热处理或使用中产生裂纹和压塌变形，在锻件上也容易产生折叠，根据《锻压手册》表3-1-6 查得外圆角半径r 2mm，内圆角半径R 5mm
1.9 技术要求
1.9.1未注模锻斜度7°;
1.9.2允许错差量 0.5mm;
1.9.3允许飞边公差0.7mm;
1.9.4允许的表面缺陷深度0.5mm;
1.9.5锻件调质热处理。
2.锻件的主要参数
根据PROE绘图软件的测量得出锻件的参数为
2.1锻件在水平方向投影面积为7973mm²
2.2 锻件周边长度为462mm
2.3锻件体积273413mm³
2.4锻件质量2.1kg
3.锻锤吨位的确定
按1-2吨锤飞边槽尺寸考虑，假定飞边平均宽度23mm，总变形面积S=（7665+462×23）mm²=18291mm²
按G=63KA确定锻锤，取钢种系数K=1，锻件和飞边在水平面上的投影面积A=182.91cm²
G=63KA=63×1×182.91N=11523KN，选用1t双作用模锻锤。
4.确定飞边槽的型式和尺寸
飞边槽及其设计
锤上模锻未开式模锻，一般终锻模膛周边必须有飞边槽，其主要作用式增加金属流出模膛的阻力，迫使金属充满模膛。飞边还可以容纳多余金属。锻造时飞边起缓冲作用，减弱上模对下模的打击，使模具不易压塌和开裂。此外，飞边处厚度较薄，便于切除。选用图8.5中I型飞边槽，其优点时桥口在上模，模锻时受热时间短， 温升较低，桥口不易压塌和磨损。其尺寸按表8-1确定，选用飞边槽的尺寸为： h飞=1.6mm，h1=4mm，b=8mm，b1=25mm，r=1.5mm，F飞=126mm2 飞边体积：V飞=462×0.7×126=40748mmm³
5.热锻件设计
终锻模膛使锻件最后成形的模膛，通过它获得飞边的锻件， 终锻模膛是按照热锻件图来制造和检验的，热锻件图尺寸一般是在冷锻件图尺寸的基础上考虑1.5%的冷缩率。
根据生产实践经验，应考虑锻模使用后承击面下陷，模膛深度减小等因素，可适当调整。
6.绘制计算毛坯图
6.1计算毛坯图的用途
6.1.1长轴类锻件选择制坯工步的依据;
6.1.2确定坯料尺寸的依据;
6.1.3设计制坯模腔的依据
6.2根据拨杆的形状特点，共选取17个截面分别计算：S锻，S计，D计
6.3 基本尺寸
V体=V锻+V飞=2.68*105+40748 =308748mm3
平均截面积 S均=V体/L计=308748/187=1651mm2
平均直径 d均=√(4S均/ π) =45.9mm
7制坯工步的选择
制定模锻工艺过程的主要任务是制定制坯工步
计算毛坯为一头一杆
L杆=112mm L头=75mm
根据《中国模具设计大典》第四卷，拐点直径可直接由计算毛坯的直径图或截面图求出近似值
d拐=38.5mm
α=dmax/d均=65.9/45.9 =1.44 β=L计/d均=187/45.9 =4.07
k=（dg-dmin）/L 杆(38.5-30.8)/112 =0.069
根据《中国模具设计大典》第四卷图24.2-36此锻件采用闭式滚压制坯工步；
为了在锻造时易于充满模膛，选用圆坯料
模锻工艺过程为：闭式滚压—终锻
8确定坯料尺寸
确定模锻所需原坯料尺寸时，应根据锻件的形状和尺寸以及所采用的模锻方法，先计算出所需的金属体积，然后再计算出坯料的截面尺寸和下料长度
S坯=S滚=(1.05~1.2)S均
确定坯料的截面尺寸，取系数1.1，则
S坯=1.1S均=1.1*1435=1578.5mm2
d坯=1.13√（S坯）=1.13√（1578.5）=44.9mm
实际取d坯=45mm
坯料体积：V坯=V体（1+δ）=308748*（1+3%）=318010.4mm3(δ为烧损率)
坯料长度： L坯=V坯/S坯+L钳=318010.4/（π/4)*452+1.2*45=254mm
9 滚压模膛设计
9.1滚压模膛时用来减小坯料某部分截面积，增大另一部分横截面积，以获得接近计算毛坯图的形状和尺寸。同时它还有滚光坯料表面和去除氧化皮的作用。
9.2 选用开式滚挤压，此种模膛制造较方便，但滚压时，聚料作用较小。锻件各锻截面变化较小时使用。
9.3 模膛尺寸
模膛高度h根据h=Kd计 h杆=24.15mm h头=72.6mm h拐=36.5mm
模膛宽度 B 根据1.7d坯≥B≥dmin ，根据实际生产情况，模膛宽度B杆=43mm B头=60mm
B拐=40.6mm
模膛长度L 等于计算毛坯图的长度 模膛长度根据热锻件的长度L锻确定
\\L=L锻+（1~3）mm=350mm
9.4夹钳口的尺寸：B=60mm h=25mm R0=10mm
钳口径尺寸： a=1.5mm b=10mm l=15mm
毛刺槽尺寸a=6mm; c=25mm; R3=5mm; R4=6mm; b=25mm
10 终锻模膛设计
10.1锻件最后成形的模膛，通过它获得带飞边的锻件，终锻模膛是根据热锻件图制造的。
10.2热锻件图的制定和绘制应考虑以下几点：
（1）在热锻件图的全部尺寸上都应计入收缩率，其计算公式为LR=L(1+δ)
(2) 热锻件图上明确出分模位置，并指明哪一部分在上模，哪一部分在下模。
（3）热锻件图是供制造锻模用的，因此不必注明公差，但是对于要求很严格的尺寸，可以个别注出必要的制模公差。
（4）注明未注的拔模角，圆角及尺寸收缩率。
（5）热锻件图上应绘出锻件冲孔前的连皮，不绘制产品轮廓线
11锻模结构设计
模膛的合理布置于否关系着锻件质量的好坏，锻件寿命的高低，生产效率和工作操作的难易。
模锻此拉杆接头的1t模锻锤机组，滚挤模膛和终锻模膛自右向左布置。
用实测方法找出终锻模膛中心离拉杆接头大头后端120mm，结合模块长度及钳口长度定出链槽中心线位置为175mm
模块尺寸选为 400mm*350mm*175mm
1T模锻锤导轨间距为500mm，模块与导轨的间隙大于20mm，满足安装要求。
锻模的承击面积为61653.4mm2,根据《中国模具设计大典》第四卷表24.2-46承击面应大于等于25000~30000mm2,有足够的承击面。
12 模锻工艺流程
12.1下料：5000KN型剪机冷剪切下料。
12.2加热：半连续式驴，1220~1240℃
12.3模锻：1.5t模锻锤，拔长，闭式滚挤，成型，终锻
12.4切边：1600KN切边压力机
12.5磨毛刺：砂轮机。硬度dB=3.9~4.2mm
12.6热处理：连续热处理炉，调质。
12.7检验
主要参考文献
[1]胡亚民，华林.锻造工艺过程及模具设计【M】.北京：中国林业出版社，北京大学出版社，2006.
[2]夏巨諶，韩凤麟，赵一平.中国模具设计大典【M】.南昌：江西科学技术出版社，2003，第四卷.
[3]东重锻压研究委员会.锻模图册【M】.齐齐哈尔：东北重型机械学院出版社，1955.
[4]崔忠圻.金属学与热处理【M】.北京：机械工业出版社，19.
[5]吕立华.计算机辅助连杆锻模设计【A】.重庆：重庆工学院学报，2005.
[6]张振纯.锻模图册【M】.北京：机械工业出版社，1980.
[7]中国锻压协会.锻压手册【M】.北京：机械工业出版社，1988.下载本文
