模具專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 鍛造模的設(shè)計(jì)

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1、模具專(zhuān)業(yè)畢業(yè)論文 鍛造模的設(shè)計(jì) 鍛 造 模 設(shè) 計(jì) ??前制動(dòng)杠桿鍛模設(shè)計(jì) 作 者: 班 級(jí): 05級(jí)本科模具設(shè)計(jì)及制造一班 指導(dǎo)老師: 南昌理工學(xué)院光信息機(jī)電工程系 2008年11月12日 摘 要 本文敘述了摩擦壓力機(jī)上模鍛的前制動(dòng)杠桿零件鍛件毛坯模具設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程,并配備了相應(yīng)的圖紙,完整地描述了鍛造模具設(shè)計(jì)的程序步驟,并參閱了大量相關(guān)的資料。 關(guān)鍵詞:模鍛件 鍛模 切邊模 型槽 Abstract This article d

2、escribes the friction in forhing presses on the brake lever before the die patrs Forgings rough design of the whole process, and with the corresponding drawings, a full description of the forging die design process steps and seea lot of information ! Key words : forging forging die trimming die

3、slot前言 鍛造是利用鍛壓機(jī)械對(duì)金屬坯料施加壓力,使其產(chǎn)生塑性變形,以獲得具有一定機(jī)械性能、一定形狀和尺寸的鍛件的加工方法。鍛造和沖壓同屬塑性加工性質(zhì),統(tǒng)稱(chēng)鍛壓。鍛造是機(jī)械制造中常用的成形方法。通過(guò)鍛造能消除金屬的鑄態(tài)疏松、焊合孔洞,鍛件的機(jī)械性能一般優(yōu)于同樣材料的鑄件。機(jī)械中負(fù)載高、工作條件嚴(yán)峻的重要零件,除形狀較簡(jiǎn)單的可用軋制的板材、型材或焊接件外,多采用鍛件。? 鍛造按成形方法則可分為自由鍛、模鍛、冷鐓、徑向鍛造、擠壓、成形軋制、輥鍛、輾擴(kuò)等。坯料在壓力下產(chǎn)生的變形基本不受外部限制的稱(chēng)自由鍛,也稱(chēng)開(kāi)式鍛造;其他鍛造方法的坯料變形都受到模具的限制,稱(chēng)為閉模式鍛造。成形軋

4、制、輥鍛、輾擴(kuò)等的成形工具與坯料之間有相對(duì)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),對(duì)坯料進(jìn)行逐點(diǎn)、漸近的加壓和成形,故又稱(chēng)為旋轉(zhuǎn)鍛造。 鍛造用料主要是各種成分的碳素鋼和合金鋼,其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金。材料的原始狀態(tài)有棒料、鑄錠、金屬粉末和液態(tài)金屬。 鍛件設(shè)計(jì)的好壞關(guān)系到鍛件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率,原始生產(chǎn)模鍛成形的主要工具就是鍛模。需完成鍛模設(shè)計(jì)又分三個(gè)方面。第一.設(shè)計(jì)模鍛件;第二.設(shè)計(jì)鍛模;第三.設(shè)計(jì)切邊模。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中,參考了“鍛造工藝與模具設(shè)計(jì)” 、“鍛模設(shè)計(jì)手冊(cè)” 、“鍛切模設(shè)計(jì)與制造”等。 由于作者編寫(xiě)水平有限,時(shí)間倉(cāng)促,文中難免有錯(cuò)誤和欠妥之處,敬請(qǐng)指導(dǎo)老師和有關(guān)人員不吝賜教! 目錄

5、 1 模鍛件設(shè)計(jì)及相關(guān)計(jì)算 1.1 模鍛件圖設(shè)計(jì)及相關(guān)計(jì)算 1.1.1 分模面的確定 1.1.2 機(jī)加工余量及公差的確定 1.1.3 模鍛斜度 1.1.4 圓角半徑 2 鍛模設(shè)計(jì)及相關(guān)計(jì)算 2.1.1 終鍛模膛設(shè)計(jì) 2.1.2 毛邊槽飛邊設(shè)計(jì) 2.1.3 鉗口設(shè)計(jì) 2.2 鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.2.1 模膛布排 2.2.2 模膛壁厚的確定 2.2.3 錯(cuò)移力的平衡與鎖扣設(shè)計(jì) 2.2.4 模塊尺寸及材料的確定 2.2.5 緊固方式及定位 3 切邊模設(shè)計(jì)及相關(guān)計(jì)算 3.1邊凹模及尺寸的確定 3.

6、2邊凸模及緊固方式 1.1.1分模面的確定 確定分模面位置的基本原則是保證鍛件形狀盡可能與零件形狀相同,以及鍛件容易從鍛模模膛中取出.確定分模面時(shí),應(yīng)考慮以鐓粗成形為主,使模鍛件容易成形.此外還應(yīng)考慮提高材料利用率分模面的位置與模鍛方法直接有關(guān),而且它決定著鍛件內(nèi)部金屬纖維方向.金屬纖維方向?qū)τ阱懠阅苡休^大影響.合理的鍛件應(yīng)使最大載荷方向與金屬纖維方向一致.若鍛件的主要工作應(yīng)力是多向的,則應(yīng)設(shè)法造成與其相應(yīng)的多向金屬纖維.為此,必須將鍛件材料的各向異性與零件外形聯(lián)系起來(lái)考慮,選擇恰當(dāng)?shù)姆帜Ｃ?保證鍛件內(nèi)部的金屬纖維方向與主要工作應(yīng)力一致在滿(mǎn)足上述原則的基礎(chǔ)上,為了保證

7、生產(chǎn)過(guò)程可靠和鍛件品質(zhì)穩(wěn)定,鍛件分模位置一般都選擇再具有最大輪廓線(xiàn)的地方.此外,還應(yīng)考慮下列要求. 盡可能采用直線(xiàn)分模.使鍛模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,防止上下模錯(cuò)移. 盡可能將分模位置選在鍛件側(cè)面中部,這樣易于在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)上下模錯(cuò)移. 對(duì)頭部尺寸較大的長(zhǎng)軸類(lèi)鍛件可以折線(xiàn)分模,使上下模膛深度相等的情況下,由于考慮模鍛斜度所增加的余料體積應(yīng)盡可能最小. 當(dāng)圓餅類(lèi)鍛件H≤D時(shí),應(yīng)采取徑向分模,不宜采用軸向分模. 鍛件形狀較復(fù)雜部分應(yīng)該盡量安排在上模,因?yàn)樵跊_擊力的作用下,上模的沖填性較好。 因杠桿的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,且具有對(duì)稱(chēng)性。所以分模面如圖。 鍛件上凡是尺寸精度和表面品質(zhì)達(dá)不到產(chǎn)品零件圖要

8、求的部位,需要在鍛后進(jìn)行機(jī)械加工,這些部位要根據(jù)加工方法的要求預(yù)留加工余量。 為了控制鍛件實(shí)際尺寸的偏差范圍,規(guī)定適當(dāng)?shù)腻懠叽绻顚?duì)于控制模具使用壽命和鍛件檢驗(yàn)都很重要?？筛鶕?jù)國(guó)家在2003年頒布的GB/T12362-2003《鋼質(zhì)模鍛件公差及機(jī)械加工余量》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?？筛鶕?jù)估算鍛件形狀、材質(zhì)、尺寸質(zhì)量、加工精度,按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)確定剛質(zhì)模鍛件的公差及加工余量。 鍛件形狀的復(fù)雜程度由形狀復(fù)雜系數(shù)S表示,S使鍛件質(zhì)量或體積(Gd,Vd)于其外形輪廓包容體的質(zhì)量或體積(Gb,Vb)的比值,即SGd/GbVd/Vb 在余量公差標(biāo)準(zhǔn)中,鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)分四級(jí),見(jiàn)表1-1: 代號(hào) 組

9、別 形狀復(fù)雜系數(shù)值 形狀復(fù)雜程度 S1 Ⅰ 0.63~1.0 簡(jiǎn)單 S2 Ⅱ 0.32~0.63 一般 S3 Ⅲ 0.16~0.32 較復(fù)雜 S4 Ⅳ ≤0.16 復(fù)雜 估算鍛件質(zhì)量約為0.15Kg。支臂材料為35鋼,即材質(zhì)系數(shù)為M1。鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)SGd/Gb0.15/0.380.395由表(1-1)可得此鍛件為2級(jí)一般復(fù)雜系數(shù)S2 由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12363-2003查得公差如下表: 鍛件質(zhì)量 包容體質(zhì)量 形狀復(fù)雜因素 材質(zhì)因素 公差等級(jí) 0.1kg 0.19kg S2 M1 F 尺寸類(lèi)型 公差或偏差 尺寸類(lèi)型 公差或偏差 長(zhǎng)度尺寸 +0.9/-0.5 剪拉

10、毛刺 高度 1 高度尺寸夾緊毛刺 高度 1 厚度尺寸 +0.8/-0.4寬度 1 錯(cuò)移 0.4 特殊公差 1 毛邊殘留量+ 毛邊過(guò)切量- ± 附注:1:出模角度7° 直線(xiàn)度和平面度 該零件的表面粗糙度為Ra12.5,即加工精度為F1, 由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12363-2003的鍛件內(nèi)外表面加工余量表查得:高度及水平的單邊余量均為1.5~2.0?,取2?。 為了便于將成行后的鍛件從模膛中取出,在鍛件上于分模面相垂直的平面或曲面上必須加上一定斜度的余料,這個(gè)斜度就是模鍛斜度。鍛件成行后,隨著溫度的下降,外模鍛斜度上的金屬由于收縮而有助于鍛件出模,內(nèi)模鍛件斜

11、度的金屬由于收縮反而將模膛的突起部分夾的更緊。所以,在同一鍛件上內(nèi)模鍛斜度比外模鍛斜度大。 很明顯,加上模鍛斜度后會(huì)增加金屬損耗和機(jī)加工工時(shí)。因此應(yīng)盡量選用較小的模鍛斜度,同時(shí)要注意充分利用鍛件的固有斜度。 模鍛斜度與模膛內(nèi)壁斜度相對(duì)應(yīng)。為了減少銑削加工的換刀次數(shù),可選內(nèi)外模鍛斜度為同一數(shù)值。 根據(jù)零件圖上的技術(shù)條件選取模鍛斜度為7°。 1 鍛件上凸起和凹下的部位均應(yīng)帶有適當(dāng)?shù)膱A角,不允許出現(xiàn)銳角。 圓角半徑的大小與模鍛件各部分高度H以及高度B的比值H/B有關(guān),可按照下列公式計(jì)算:

12、 當(dāng)H/B≤2時(shí), r0.05H+0.5,R2.5r+0.5 (1-1) 當(dāng)4>H/B>2時(shí), r0.05H+0.5,R3.0r+0.5(1-2) 當(dāng)H/B>2時(shí), r0.05H+0.5,R3.5r+0.5(1-3) 為保證鍛件外圓角處的最小機(jī)加工余量,可按下列對(duì)外圓角半徑r進(jìn)行校核,即在按照式(1-1)、式(1-2)、或式(1-3)計(jì)算的值和下式的計(jì)算值中取大值: R余量+a a?零件相應(yīng)處的圓角或倒角值。 為了適應(yīng)制造模具所用刀具的標(biāo)準(zhǔn)化,可按照下列序列值設(shè)計(jì)圓角半徑(mm

13、):1.0, 1.5, 2.0, 3.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 8.0, 10.0, 12.0, 15.0。當(dāng)圓角半徑大于15mm后,按以5mm為增值生成序列選取。 應(yīng)當(dāng)指出,在同以鍛件上選定的圓角半徑規(guī)格應(yīng)該盡量一致,不宜過(guò)多。 鍛件在投入生產(chǎn)前,必須根據(jù)產(chǎn)品零件的形狀尺寸、性能要求、生產(chǎn)批量和所具備的生產(chǎn)條件,確定模鍛工藝方案,制定模鍛工藝過(guò)程。模鍛工步是模鍛工藝過(guò)程中最關(guān)鍵的組成部分,它關(guān)系到采取什么工步來(lái)鍛制所需的鍛件。 加熱后的坯料在模鍛的宜系列模膛中逐步變形,最終成為鍛件,坯料在鍛模的每一模膛

14、鐘變形過(guò)程稱(chēng)為模鍛工步。 模鍛的基本工步與主要模膛有以下幾類(lèi)。 制坯工步 包括鐓粗、拔長(zhǎng)、滾擠、卡壓、成形、彎曲等工步。 模鍛工步 包括預(yù)鍛和終鍛工步,其作用是使經(jīng)制坯的坯料得到冷鍛件圖所要求的形狀和尺寸。 切斷工步 切斷工步的作用主要是當(dāng)采用一料多件模鍛時(shí),切斷已鍛好的鍛件,以便能繼續(xù)鍛造下一個(gè),或者用來(lái)切斷鉗口。制定鍛模工藝過(guò)程的主要任務(wù)之一是確定制坯工步。 選擇模鍛工步時(shí)遵循的原則是:使坯料在良好的變形條件下成形,獲得質(zhì)量良好的鍛件;操作安全方便,材料消耗少;生產(chǎn)效率高。 長(zhǎng)軸類(lèi)鍛件的特點(diǎn)鍛造時(shí)坯料軸線(xiàn)與鍛錘的打擊方向垂直,金屬沿坯料軸

15、線(xiàn)流動(dòng)。由零件圖可確定支臂為長(zhǎng)軸類(lèi)連桿鍛件,此種鍛件常采用拔長(zhǎng)、滾擠、預(yù)鍛、終鍛、為了去除鉗夾頭,常采用調(diào)頭模鍛。 毛坯尺寸包括坯料的直徑和長(zhǎng)度,坯料的直徑和長(zhǎng)度不但鍛件生產(chǎn)時(shí)需要,而且選擇模鍛工步和模膛設(shè)計(jì)時(shí)也要用。 毛坯的體積是鍛件、飛邊、連皮、鉗夾頭和加熱引起的氧化皮的總和。毛坯的斷面尺寸取決于模鍛方法,計(jì)算所需體積和斷面尺寸后,就不難確定毛坯的下料長(zhǎng)度了。 不同類(lèi)別的鍛件,變形特點(diǎn)不同,所需坯料的計(jì)算方法也不同。 長(zhǎng)軸類(lèi)鍛件的坯料體積按式(1-4)計(jì)算。 V坯(V鍛+V飛)(1+δ) 式中 V坯??坯料體積;

16、 V鍛??鍛件體積,計(jì)算時(shí)取鍛件正公差之半計(jì)入; V飛??飛邊體積; δ ??火耗率,按表1-2選取。 求出毛坯斷面積后,按照材料規(guī)格選取鋼號(hào),然后按式(1-5)確定毛坯下料長(zhǎng)度。 L坯V坯/F′坯+L坯 式中 V坯??毛坯體積(包括飛邊、連皮); F′坯??所選擇規(guī)格鋼號(hào)毛坯的斷面積; L坯??鉗夾頭損耗長(zhǎng)度。 表1-2火耗率δ和加熱方法的關(guān)系? 加熱方法 δ 加熱方法 δ 總變形面積為鍛件在水平面上的投影面積與飛邊水平投影面積之和。鍛件的尺

17、寸是選擇設(shè)備噸位的依據(jù),可以根據(jù)鍛件的尺寸大小,鍛件的形狀,鍛件的材料和加工方法來(lái)選擇鍛錘的噸位。 2?鍛模設(shè)計(jì)及相關(guān)計(jì)算 模鍛模膛包括終鍛模膛和預(yù)鍛模膛。 任何鍛件的模膛工藝過(guò)程都必須有終鍛,都要用終鍛模膛。模鍛件的幾何形狀和尺寸靠終鍛模膛確定保證,預(yù)鍛模膛要根據(jù)具體情況決定是否采用。 終鍛模膛是鍛模中最主要的模膛,用來(lái)完成鍛件最終成形的終鍛工步。通過(guò)終鍛模膛可以獲得帶飛邊的鍛件。 終鍛模膛通常由模膛本體、飛邊槽和鉗口3部分組成,其中模膛本體是根據(jù)熱鍛件圖設(shè)計(jì)的。 為了保證能鍛出合格的鍛件,一般情

18、況下,熱鍛件圖形狀與鍛件圖形狀完全相同。但在某些情況下,需將熱鍛件圖尺寸適當(dāng)?shù)母淖円赃m應(yīng)鍛造工藝要求。 終鍛模膛易磨損處應(yīng)在鍛件負(fù)公差范圍內(nèi)預(yù)留磨損量,以在保證鍛件合格率的情況下延長(zhǎng)鍛模壽命。 鍛件上形狀復(fù)雜且較高的部位應(yīng)盡量放在上模。 當(dāng)設(shè)備的噸位偏小,上下模有可能打不靠時(shí),應(yīng)使熱鍛件圖高度尺寸比鍛件圖上相應(yīng)高度減小(接近負(fù)偏差或更小一些),抵消模鍛不足的影響。相反,當(dāng)設(shè)備噸位偏大或鍛模承擊面偏小時(shí),可能產(chǎn)生承擊面塌陷,應(yīng)適當(dāng)增加熱鍛件圖高度尺寸,其值應(yīng)接近正公差,保證在承擊面下陷時(shí)仍可以鍛出合格鍛件。 鍛件的某些部位在切邊或沖孔時(shí)易產(chǎn)生變形而影響加工余量,應(yīng)在熱鍛件圖的相應(yīng)部位增加

19、一定的彌補(bǔ)量,提高鍛件合格率。 如圖所示的一些形狀特別的鍛件,不能保證胚料在下模膛內(nèi)或切邊模內(nèi)準(zhǔn)確定位。在錘擊過(guò)程中,可能因轉(zhuǎn)動(dòng)而導(dǎo)致鍛件報(bào)廢,不能保證鍛件報(bào)廢。熱鍛件圖上需增加定位余塊,保證多次鍛擊過(guò)程中的定位以及切飛邊時(shí)的定位。 此外,在繪制熱鍛件圖時(shí)還需將分模面和沖孔連皮的位置,尺寸全部注明,寫(xiě)明未注圓角半徑,鍛模斜度與收縮率。高度方向尺寸以分模面為基準(zhǔn),以便鍛模機(jī)械加工和準(zhǔn)備檢驗(yàn)樣板;但在熱鍛件圖中無(wú)須注明鍛件公差和零件的輪廓線(xiàn)。 錘上模鍛為開(kāi)式模鍛,一般終鍛模膛周邊必須有飛邊槽,其主要作用是增加金屬流動(dòng)模膛的阻力,迫使金屬充滿(mǎn)模膛。飛邊還可容納多余金屬。鍛造時(shí)飛

20、邊起緩沖作用,減弱上模對(duì)下模的打擊,使模具不易壓垮和開(kāi)裂。此外,飛邊處厚度較薄,便于切除。 (1)飛邊槽的結(jié)構(gòu)形式一般由橋口與倉(cāng)部組成,其結(jié)構(gòu)形式如圖所示。 形式Ⅰ:標(biāo)準(zhǔn)形,一般都采用此種形式。其優(yōu)點(diǎn)是橋口有上模,模鍛時(shí)受熱時(shí)間短,溫度較低,橋口不易壓塌和磨損。 形式Ⅱ:倒置形,當(dāng)鍛件的上模部分形狀較復(fù)雜,為簡(jiǎn)化切邊沖頭形狀,切邊需翻轉(zhuǎn)時(shí),采用此形式。當(dāng)上模無(wú)模膛,整個(gè)模膛完全位于下模時(shí),采用此種形式飛邊簡(jiǎn)化了鍛模的制造。 形式Ⅲ:雙倉(cāng)形,此種結(jié)構(gòu)的飛邊槽特點(diǎn)是倉(cāng)部較大,能容納較多的多余金屬,適應(yīng)于大型和形狀復(fù)雜的鍛件。 形式Ⅳ:不對(duì)稱(chēng)形,此種

21、結(jié)構(gòu)的飛邊槽加寬了下模橋部,提高了下模壽命。此外,倉(cāng)部較大,可容納較多的多余金屬,用于大型、復(fù)雜鍛件。 形式Ⅴ:帶阻力溝形,更大地增加金屬外流阻力,迫使金屬充滿(mǎn)深而復(fù)雜的模膛。多用于鍛件形狀復(fù)雜、難以充滿(mǎn)的部位,如高肋、叉口與枝芽等處。 (2) 飛邊槽尺寸的確定飛邊槽的主要尺寸是橋頭高度H、橋頭寬度b。橋口高度H增大,阻力減小;橋口寬度b增加,阻力增加。在成形過(guò)程中如果阻力過(guò)大,導(dǎo)致鍛不足,鍛模過(guò)早磨損或壓塌;如果阻力太小,產(chǎn)生大的飛邊,模膛不易充滿(mǎn)。 設(shè)計(jì)錘上飛邊槽尺寸有以下兩種方法。 噸位法。鍛件的尺寸既是選擇設(shè)備噸位的依據(jù),也是選擇飛邊槽尺寸的主要依據(jù)。生

22、產(chǎn)中通常按設(shè)備噸位來(lái)選定飛邊槽尺寸。 √S?? 式中 S??鍛件在分模面上的投影面積,mm2。 根據(jù)以上可確定H毛邊大約0.5mm。 鉗口是指在鍛模的模鍛模膛前面加工的空腔,它一般由鉗口與鉗口頸兩部分組成,鉗口的主要用途使在模鍛時(shí)放置棒料及鉗夾頭。在鍛模制造時(shí),鉗口還可以作為澆鑄金屬鹽溶液的澆口,澆鑄件用作檢驗(yàn)?zāi)Ｌ偶庸て焚|(zhì)和合模狀況。 鉗口的尺寸主要依據(jù)夾鉗頭的直徑及模膛壁厚等尺寸確定。應(yīng)保證夾料鉗子自由操作,在調(diào)頭鍛造時(shí)能放置下鍛件的相鄰端部(包括飛邊)。詳細(xì)情況可參考有關(guān)手冊(cè)。 2.2 鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 錘鍛模的結(jié)

23、構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)鍛件品質(zhì)、生產(chǎn)率、勞動(dòng)強(qiáng)度、鍛模和錘鍛的使用壽命等有很大的影響。錘鍛模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)著中考慮模膛的排布、錯(cuò)移力的平衡以及鍛模的強(qiáng)度、模塊尺寸、導(dǎo)向等。 2.2.1 模膛排布 錘鍛模膛的排布要根據(jù)模膛數(shù)以及各模膛的作用和操作方便安排。錘鍛模一般有多個(gè)模膛,終鍛模膛和預(yù)鍛模膛的變形力較大,在模膛布置過(guò)程中一般首先考慮模鍛模膛。 (1)終鍛與預(yù)鍛模膛的排布設(shè)計(jì) 模鍛中心:錘鍛模的緊固一般都是利用楔鐵和鍵塊配合燕尾緊固在下模,模鍛中心是指模鍛燕尾中心線(xiàn)與燕尾上鍵槽中心線(xiàn)的交點(diǎn),位于錘桿軸心線(xiàn)上,應(yīng)是錘鍛打擊力的作用中心。 模膛中心:鍛造時(shí)模膛承受鍛件

24、反作用力的合力作用點(diǎn)。模膛中心與鍛件形狀有關(guān)。當(dāng)變形抗力均勻分布時(shí),模膛(包括飛邊的橋部)在分模面的水平投影的行心可當(dāng)做模膛中心,當(dāng)抗力分布不均勻時(shí),模膛中心則由行心向變行抗力較大的一邊移動(dòng),移動(dòng)距離大小與模膛各部分變形抗力相關(guān)程度有關(guān),可憑經(jīng)驗(yàn)確定。 模鍛中心排布:當(dāng)模鍛中心與模膛中心位置重合時(shí),鍛錘打擊力與鍛件反作用力在同一垂線(xiàn)上,不產(chǎn)生錯(cuò)移力,上下模沒(méi)有明顯錯(cuò)移,這是最理想的布排。終鍛模膛與預(yù)鍛模膛布排設(shè)計(jì)的中心任務(wù)是最大限度減小模膛中心對(duì)鍛模中心的偏移量。 當(dāng)鍛模無(wú)預(yù)鍛模膛時(shí),終鍛模膛中心位置應(yīng)取在鍛模中心。 當(dāng)鍛模有預(yù)鍛模膛時(shí),兩個(gè)模膛中心一般都不能與鍛模中心

25、重合。為了減少錯(cuò)差,保證鍛件品質(zhì),應(yīng)力求終鍛模膛和預(yù)鍛模膛中心靠近鍛模中心。 模膛可采用平行排列法,前后錯(cuò)開(kāi)排列法和反向排列法。 終鍛模膛、預(yù)鍛模膛的模膛中心位置確定后,模膛在模塊還不能完全放置,還需對(duì)模膛的前后方向進(jìn)行排列,方法如下。 A可使鍛件的大頭靠近鉗口,使鍛件質(zhì)量打且難出模的一端接近操作者,主要操作方便也應(yīng)力。 B鍛件大頭難充滿(mǎn)部分放在鉗口對(duì)面,對(duì)金屬充滿(mǎn)模膛有利。這種排布還可利用鍛件桿部作為夾鉗料,省去夾鉗料頭。 (2)制坯模膛的排布 除終鍛模膛和預(yù)鍛模膛以外的其他模膛由于成形力較小,可布置在終鍛模膛和預(yù)鍛模膛兩側(cè)。具體原則如下。

26、 A 制坯模膛盡可能按工藝過(guò)程順序排列,操作時(shí)一般只讓坯料運(yùn)動(dòng)方向改變一次,以求縮短工作時(shí)間。 B 模膛的排布應(yīng)與加熱爐、切邊壓力機(jī)和吹風(fēng)管的位置相適應(yīng)。 C 彎曲模膛的位置應(yīng)便于將彎曲后的坯料順手送入終鍛模膛內(nèi),大鍛件鍛造時(shí)要多考慮工人的操作方便性。 D 拔長(zhǎng)模膛位置如果這種模膛右邊,應(yīng)采用直式;如在右邊,應(yīng)采取斜式,這樣可方便操作。 綜上所述前制動(dòng)杠桿可采用平行排列法,預(yù)鍛模膛和終鍛模膛的中心位于鍵槽中心線(xiàn)上,使鍛件的大頭靠近鉗口的排列方法。 模具變形時(shí),通過(guò)通過(guò)模具將外力傳給變形金屬,與此同時(shí),變形金屬也可以以同樣大小的反作用

27、力作用于模具。當(dāng)模具內(nèi)的應(yīng)力值超過(guò)材料的強(qiáng)度極限時(shí),模具變發(fā)生破壞。尤其在沖擊裁何下,模具更容易破壞。錘上模鍛與強(qiáng)度有關(guān)的破壞形式有4種:①在燕尾根部轉(zhuǎn)角處產(chǎn)生裂紋;②在模膛深處沿高度方向產(chǎn)生縱向裂紋;③模壁打斷;④承擊面打塌。因此模膛壁厚的設(shè)計(jì)也時(shí)很主要的。這里我們就簡(jiǎn)單介紹模壁厚度的確定方法。 有模膛到模塊邊緣,以及模膛之間的壁厚都稱(chēng)為模壁厚度。模壁厚度應(yīng)在保證足夠強(qiáng)度的情況下盡可能減小。一般根據(jù)模膛深度、模壁斜度和模膛底部的圓角半徑來(lái)確定最小的模壁厚度。模壁厚度還與模膛在分模面上的形狀有關(guān),不同情況下的模壁厚度可根據(jù)有關(guān)手冊(cè)選定。 由于本零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,采

28、用直線(xiàn)居中分模,所以受錯(cuò)移力影響不大,可以不考慮錯(cuò)移力的平衡也無(wú)須鎖扣的設(shè)計(jì)。 鍛模模塊尺寸的確定與模膛數(shù)、模膛尺寸、模膛厚度、模壁的排布方法等有關(guān),此外,還應(yīng)考慮設(shè)備的技術(shù)規(guī)格。 鍛模寬度 模膛寬度根據(jù)各模膛尺寸和模壁厚度確定。 鍛模長(zhǎng)度 鍛模長(zhǎng)度根據(jù)模膛長(zhǎng)度和模壁厚度確定。 鍛模高度 如前所述,鍛模的最小高度按終鍛模膛的最大深度確定。 鍛模中心與模塊中心的關(guān)系 如前所述,鍛模中心是燕尾中心線(xiàn)與鍵槽中心線(xiàn)的交點(diǎn),而模塊中心是鍛模底面對(duì)角線(xiàn)的交點(diǎn)。 底面質(zhì)量 為了保證錘頭的運(yùn)動(dòng)性能,應(yīng)限制上模塊質(zhì)量最大不超過(guò)錘噸位的 35%。如100KN鍛

29、錘,上模塊質(zhì)量不應(yīng)超過(guò)3500?. 檢驗(yàn)角 鍛模上兩個(gè)加工側(cè)面所構(gòu)成的90°角稱(chēng)為檢驗(yàn)角。其用途是為了鍛模安裝調(diào)整時(shí)檢驗(yàn)上下模膛是否對(duì)準(zhǔn),同時(shí)也是為了時(shí)鍛模機(jī)械加工時(shí)有相互垂直的畫(huà)線(xiàn)基準(zhǔn)面。這兩個(gè)側(cè)面一般刨進(jìn)5?、高度50~100?. 為了便于調(diào)節(jié)上下模塊間的相對(duì)位置,防止因模塊和模座孔之間的變形影響正常裝卸,模塊和模座之間應(yīng)留有一定的間隙。 模塊尺寸應(yīng)根據(jù)鍛件尺寸而定,盡量做到標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。 模座是鍛件模架的主要零件。設(shè)計(jì)時(shí)要力求制造簡(jiǎn)單、經(jīng)久耐用、裝卸方便、易于保管。通用的模座可安裝在圓形模塊,又可安裝在矩形模塊,

30、減少模座種類(lèi),便于生產(chǎn)管理。 模塊的緊固形式有以下幾種。 (1) 斜楔緊固這種緊固方法與錘鍛模相同。 (2) 壓板緊固這種緊固方法的優(yōu)點(diǎn)是緊固可靠,適用于圓形鑲塊,特別是需要使用預(yù)桿的圓形模塊。 (3) 螺栓緊固這種緊固方法適用于圓形模塊,也適用于矩形模塊。 (4) 焊接緊固用焊接的方法將模塊固定,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但是不能更換。只有在急件或者一次性投產(chǎn)時(shí)才使用。 3?切邊模設(shè)計(jì) 3.1 切邊模凹模及尺寸的確定 切邊時(shí),鍛件放在凹?？卓谏?在凸模的推壓下,鍛件的飛邊被切邊凹模的刃口剪切同鍛件分離。 落料件尺寸由凹模尺寸決定,沖孔時(shí)孔的 尺寸

31、由 凸 模尺寸決定。 所以設(shè)計(jì)落料模時(shí) ,以凹模為基準(zhǔn) ,間隙取在 凸模上 ;設(shè)計(jì) 沖孔模時(shí) ,以 凸模為 基準(zhǔn),間隙取在凹模上。 切邊模屬于落料模,故以凹模為基準(zhǔn) ?1.凹模尺寸公式: ?設(shè)工件的尺寸為D0-△?,根據(jù)計(jì)算原則,落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定凹模尺寸,使凹模基本尺寸接近或等于制件輪廓的最小極限尺寸,再減小 凸 模尺寸以保證最小合理間隙值 2cmin?。各部分分配位置見(jiàn)圖2.3.1a。其計(jì)算公式如下:? Dd=(D?-x△)+δd0(2?1 Dp= (Dd-2cmin?-δp=(D?-x△-2cmin?-δp? ( 2?2 式中Dd??落料凹模基本尺寸m

32、m; Dp??落料 凸?；?尺寸mm;? D???落料件最大極限尺寸mm;? dd??沖孔凹?；境叽鏼m;? dp??沖孔 凸模基本 尺寸mm;? dmin??? 沖孔件孔的 最小極限尺寸mm;? Ld??同 一工步 中凹?？拙嗷境叽鏼m;? Lmin???制件孔距最小極限尺寸mm;? △??制件公差 mm;? 2cmin??? 凸 、凹模最小初始雙面間隙mm;? δp?? 凸模下 偏差,可按IT6選用mm;? δd??凹模上偏差,可按IT7選用mm;? x??系數(shù),是為了使沖裁件的實(shí)際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸,與工件制造精度有關(guān) ,可查表 2.3.1或按下列關(guān)系取值:當(dāng)制件

33、公差為 IT10以上,取x=1? 當(dāng)制件公差為 IT11~ 13 ,取x=0.75? 當(dāng)制件公差為 IT14者,取x=0.5。 2凸模的固定方式? 平面尺寸比較大的凸模,可以直接用銷(xiāo)釘和螺栓固定 。中、小型凸模多采用臺(tái)肩、吊裝或鉚接固定 。對(duì)于有的小凸模還可以采用粘接固定 。對(duì)于大型沖模中沖小孔的易損凸模,可以采用快換凸模的固定方法,以便于修理與更換。 切邊時(shí),鍛件放在凹?？卓谏?在凸模的推壓下,鍛件的飛邊被切邊凹模的刃口剪切同鍛件分離。由于凸凹模之間有間隙,在剪切過(guò)程中伴有彎曲、拉伸現(xiàn)象。 切邊模一般由切邊凹模、切邊凸模、模座、卸毛邊裝置等零件組成。

34、 切邊凹模有整體式和組合式兩種。整體式凹模適用于中小型鍛件,特別是形狀簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)的鍛件。組合式凹模由兩塊以上的凹模組成,制造比較容易,熱處理時(shí)不易碎裂,變形小,便于修磨、調(diào)整、更換。多用于大型鍛件或復(fù)雜的鍛件。組合式連桿鍛件的切邊凹模,由三塊組成,其叉行舌部單獨(dú)分成一塊,桿部為兩塊。在刃口磨損后,可將各分塊接觸面磨去一層,修整刃口即可重新使用。 凹模的刃口一般有三種形式,如圖A\B\C所示。A為直刃口,在刃口磨損后,將頂面磨去一層即可使刃口恢復(fù)鋒利,并且刃口的輪廓尺寸保持不變。直刃口維修雖方便,但由于剪切工作帶增高,切邊力較大,一般用于整體式凹模。B為斜刃口,切邊省力,但易磨損,

35、主要用于組合式凹模。刃口磨損后,輪廓尺寸擴(kuò)大,可將分塊凹模的接合面磨去一層,重新調(diào)整,或用堆焊方法修補(bǔ),堆焊刃口的凹?？捎描T鋼澆注而成,刃口用模具鋼堆焊,可大為降低模具成本。 切邊凹模的刃口用來(lái)剪切鍛件毛邊,應(yīng)制成銳角。刃口的輪廓線(xiàn)按鍛件圖的輪廓線(xiàn)制造。若為熱鍛件圖設(shè)計(jì),并用鉛件或鑄鹽件配制;若為冷切應(yīng)按冷鍛件圖配制。如果凹模刃口與鍛件配合過(guò)緊,則鍛件放入凹模困難,切邊時(shí)鍛件上的一部分敷料會(huì)連同毛邊一起切掉,影響鍛件外觀(guān)質(zhì)量;若凹模與鍛件間隙過(guò)大,則切邊后鍛件有較大毛刺,增加了打磨毛刺的工作量。 3.2 切邊模凸模及緊固方式 切邊時(shí),切邊凸模起傳遞壓力的作用,要求與鍛

36、件有一定的接觸面積推壓面,而且其形狀應(yīng)基本吻合。不均勻接觸或推壓面積太小,切邊時(shí)鍛件因局部受壓會(huì)發(fā)生彎曲、扭曲和表面壓傷等缺陷,影響鍛件質(zhì)量,甚至造成廢品。另外,為了避免啃傷鍛件的過(guò)渡斷面,應(yīng)在該處留出空隙△?！髦档扔阱懠鄳?yīng)處水平尺寸偏差之半加0.3~0.5mm. 切邊時(shí),凸模一般進(jìn)入凹模內(nèi),凸凹模之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隙s。s靠減小凸模輪廓尺寸保證。間隙過(guò)大,不利于凸凹模位置的對(duì)準(zhǔn),易產(chǎn)生偏心切邊和不均勻的殘留毛邊;間隙過(guò)小,毛邊不易從凸模上取下,而且凸凹模有互啃的危險(xiǎn)。 凸模緊固方法主要有三種: 楔鐵緊固,用楔鐵將凸模燕尾直接緊固在滑塊上,前后用中心鍵定位,多用于大型鍛件的切邊。 直接

37、緊固,利用壓力機(jī)上的緊固裝置,直接將凸模尾柄緊固在滑塊上,其特點(diǎn)是夾持方便,適于緊固中小型鍛件的切邊凸模。 壓板緊固,用壓板、螺栓將凸模直接緊固在滑塊上。此外,中小型鍛件的切邊凸模也常用鍵槽和螺釘或楔鐵和燕尾固定在模座上,再將模座固定在壓力機(jī)的滑塊上。 致謝 本設(shè)計(jì)參照了相關(guān)實(shí)踐資料,經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)與計(jì)算,所設(shè)計(jì)的模鍛件圖能滿(mǎn)足機(jī)加工要求,鍛模設(shè)計(jì)強(qiáng)度可靠,可滿(mǎn)足鍛件出產(chǎn)要求并確保安全。為此本設(shè)計(jì)完全可用于出產(chǎn),取到預(yù)期的效果。 在此特感謝南昌理工學(xué)院各領(lǐng)導(dǎo)及指導(dǎo)老師。 參 考 文 獻(xiàn) 2:《鍛模設(shè)計(jì)手冊(cè)》 編寫(xiě)組: 鍛模設(shè)計(jì)手冊(cè) 出版社: 北京機(jī)械工業(yè)出版社出版時(shí)間:2007.093:《模設(shè)計(jì)與制造》 主編: 黃建求出版社:機(jī)械工業(yè)出版社出版時(shí)間:20014:《模設(shè)制造工藝學(xué)》主編:黃毅宏.李明輝 出版社:機(jī)械工業(yè)出版社 出版時(shí)間:1999