锻造工艺及模具设计方案后制动臂的制作项目报告(DOC)

'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18/18 燕山大学锻压专业课程设计报告后制动臂的制作（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18/18 燕山大学锻压专业课程设计报告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18/18 燕山大学锻压专业课程设计报告2、零件图三维建模3、冷锻件图设计18/18 燕山大学锻压专业课程设计报告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=145466.49mm³，零件外廓包容体的体积Vb=379300mm³设材料利用率为65%，则锻件体积V′d=Vd/0.65=223794.6mm³，形状复杂系数S′=V"d/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Ⅲ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M₁2)零件加工表面粗糙度有Ra12.5、Ra2.5,故为Ra≥1.6μm3)模锻斜度：通过计算并查表选取模锻外斜度为α=5°内孔斜度β=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=（2~3）rmm3.4锻件加工余量查GB/T12362一2003，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1.7～2.2mm，取2mm；3.5锻件尺寸公差：18/18 燕山大学锻压专业课程设计报告由质量、形状复杂系数S₂，材质M₁，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=215426.33mm³，S=Vd/Vb=0.57，修正复杂系数仍为Ⅲ级。3.7绘制锻件图：4、设备吨位选择18/18 燕山大学锻压专业课程设计报告4.1由锻件图确定的主要参数：1)锻件在水平面上的投影面积为F1=10578mm²；2)锻件周边长度为L=588mm；3)锻件体积为Vd=215426.33mm³；4)锻件质量为1.69kg；4.2吨位选择若用经验公式G=(3.5~6.3)kF，取k=1，假定毛边宽为25mm，则F=10578＋588×25=25278mm²；G₁=3.5×1×25278=0.88t；G₂=6.3×1×25278=1.59t；于是有0.88t≤G≤1.59t；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Ⅰ种形式即可。5.1.2.飞边槽尺寸的确定：由计算法得18/18 燕山大学锻压专业课程设计报告根据计算得到的h值查表确定飞边槽尺寸：h=2.0mm；h₁=4mm；b=10mm；b₁=25mm；Fmz=153mm²；R1=1.5mm；5.1.3.锻件毛边体积V毛=588×0.7Fmz=62974.8mm³5.2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=50.5mm6、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:18/18 燕山大学锻压专业课程设计报告6.3毛坯及修正后截面图修正后毛坯截面图及直径图7、工艺设计18/18 燕山大学锻压专业课程设计报告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)α=dmax/d均=1.23β=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18/18 燕山大学锻压专业课程设计报告8.2.1拔长型槽结构形式：采用斜排式拔长型槽（如图）（α=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，k2=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α=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=150mm18/18 燕山大学锻压专业课程设计报告e（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：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：18/18 燕山大学锻压专业课程设计报告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=6mm,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=（0.2~0.3）d坯，取h=10mmR=0.2d坯+5,取R=13mmn=14mm,m=20mm8.4.2.2高度hh=(0.8~0.9)b(mm)b为热锻件图上相应位置的宽度18/18 燕山大学锻压专业课程设计报告8.4.2.3宽度B8.4.2.4间隙Δ根据设备吨位，取Δ=5mm9、终锻型槽设计9.1热锻件图的绘制9.2型槽设计18/18 燕山大学锻压专业课程设计报告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18/18 燕山大学锻压专业课程设计报告10.2.1模块尺寸：长×宽×总高=500×400×50010.2.2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10~15mm，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15mm;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：18/18 燕山大学锻压专业课程设计报告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：18/18 燕山大学锻压专业课程设计报告结论：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18/18'