挂轮架轴工艺设计说明书Word格式文档下载.docx

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05和方头处淬火HRC40-45。

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,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。

该零件为阶梯轴类零件,可经过手工自

由锻造来完成初步成型。

因锻造而产生的缺陷能够经过锻造后的热处理和切削加工来改进。

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（如下页图）:

（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。

查＜锻压手册＞知,轴向机械加工余量与公差为83,径向机械加工余量与公差为41.5。

最终锻件图如下所示:

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。

（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

（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。

由于公差余量均由经验而定,在此以＜锻压手册＞查得的数据为最终参数。

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=7.85kg/dm3x0.110972dm3=0.87kg

（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芯二0kg。

因此,m坯=m锻+m烧+m切+m芯=0.87x（1+1.5%）+1.81X

0.243

=0.91（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，此时Y=2.5;

A锻-锻件的最大横截面积（cm2）;

2

A坯-坯料的横截面积（cm）。

按锻造比Y及锻件最大横截面积求出D坯,即

因此

Y=A坯/A锻=D坯/D锻=D坯/D$锻

D坯=丫D锻

因为

D=58mm

Ck=,2.5Ck=92mm

由＜课程设计资料＞,D坯圆整后得：

D坯二95mm

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,

3

Va=nWp坯=0.91/7.85=0.116（dm）

L坯=V坯/A坯=4V坯/nD坯

=（4X0.116）/（nX0.952）

=0.164dm=164mm

因此丄坯=164mm

六、确定工序

一般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，编制工序如下

图所示：

（1）用三角压铁压铁牙电？

Z拔怅一端，切去料头:

（3）调头，用三莆压铁玉橹：

'

4）拔长，蛍角谖圆；

（5）用三角压铁压痕；

（6）抜长，倒角滚圖；

C7）端部拔长，切去诽快辛

C8）擇圆各档外園,校直。

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，不但造成设备和动力的浪费，而且操作不便，不安全。

对于此类小型锻件，采用锻锤，经查询<

课程设计资料>

选用型号为C41-100的空气锤。

八、锻造温度及加热时间的确定

（1）锻造温度

在"

热处理设计”主界面，在菜单项中选择"

热处理参数查询"

在下拉菜单中，双击”常见金属锻造温度范围"

进入常见金属锻造温度范

围查询界面,输入”45”,点击"

查询"

得出查询结果。

查询结果如下：

始锻温度：

1150-1200C,终锻温度：

800C

（2）加热时间的确定

在计算机辅助自由锻锻件工艺设计软件的主界面菜单中,选择"

热

处理设计"

子菜单,双击进入"

热处理设计"

主界面,在菜单项中选择"

加热时间的选择"

。

双击进入"

加热时间的选择"

界面,经查询可计算出加热设计。

计算过程如下：

以经验公式确定加热时间：

T=aKD

式中,

T-加热时间，单位为h;

a--加热系数（min/mm或s/mm）,查＜课程设计资料＞取1;

D-断面直径或边长,单位为cm;

K-系数，低碳钢K取0.10〜0.15,高碳钢K取0.20〜0.30,中碳钢K取0.15〜0.20。

以上方法是生产中常采用的经验数据法,其理论根据是铁碳合金状态图的碳的质量分数。

因此得出：

T=aKD=1X（0.15〜0.20）X9.5=（1.425〜1.9）h取二=1.7h。

九、锻后热处理

1、查阅<

锻后热处理采用以下路线:

完全退火——粗加工——半精加工——高频淬火、低温回火——精加工

原因:

中碳钢一般采用完全退火,由于淬火后只能进行磨削加工不能进行切削加工,故在淬火前需进行粗加工和半精加工,将零件表面加工出来,然后进行高频淬火和低温回火,使零件表面具有高的强度、硬度和耐磨性,从而能够在交变载荷、摩擦和冲击场合下正常工作。

最后进行精加工,使零件表面达到要求的粗糙度。

2、对于45钢,相关热处理参数如下:

（1）退火：

加热温度为820〜840C,随炉冷却。

（2）淬火：

加热温度为820〜840C,水冷，硬度达55〜60HRC;

（3）回火：

加热温度为520〜560C,空冷，硬度达228〜286HBW

3、热处理设备：

箱式炉、高频加热电源设备。

4.预处理和最终处理加热时间和保温时间确定

（1）完全退火

A）加热时间：

加热时间的计算公式：

t=aKD

式中t--加热时间（min或s）;

a--力口热系数（min/mm或s/mm）;

D--工件有效厚度（mm）;

K--工件装炉修正系数,一般取1.0〜1.5。

此时，取a=1,K=1,D=58mm,

则t=aKD=1X1x58=58（min）

B）保温时间:

t=aKD

式中t--加热时间（min）;

a--保温时间系数（min/mm）;

K--工件装炉方式修正系数;

D--工件有效厚度（mm）。

此时，取a=1.1,K=1,D=58mm,

则t=aKD=1.1x1x58=63.8（min）

（2）高频淬火

A）加热时间:

t=aKD=1x1x50=50（min）

B）保温时间:

t=aKD=1.1x1x50=55（min）

（3）低温回火

th（min）二Kh+Ah•D

式中:

th--回火时间

Kh--回火时间基数（min）;

Ah--回火时间参数（min/mm）;

此时，取Kh=10min,Ah=1,D=50mm

则th（min）=Kh+Ah•D=1O+1X50=60（min）

十、变形或缺陷分析

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。