传动轴自由锻工艺设计

传动轴自由锻工艺设计一、加工方法选择与分析31.1 铸造与锻造的选择1.2 具体锻造方法的选择二、锻件图的绘制32.1 锻件加工余量、余块、公差的含义2.2 锻件加工余量、余块、公差的计算三、确定毛坯的重量和尺寸53.1 计算坯料质量3.2 坯料尺寸的确定四、确定变形步骤、温度和冷却方式84.1 变形工艺步骤4.2 锻造温度4.3 冷却方式五、确定锻造设备10六、确定锻造加热时间11七、参考文献12一.加工方法选择与分析1.1 铸造与锻造的选择该传动轴零件为阶梯轴类零件，材料为45号钢，由于阶梯轴类零件在工作时，某些部位譬如与滑动轴承配合的轴颈往往要承受摩擦、磨损，严重时可能发生咬死现象，同时使轴类零件运转精度下降。为使阶梯轴承受多种载荷的作用，必须增强其强度和冲击韧度，所以毛坯选用锻件以获得纤维组织，满足使用要求。1.2 具体锻造方法的选择自由锻：所用工具简单，并具有很强的通用性，生产准备周期短，锻件力学性能好；但自由锻件精度低，加工余量大，劳动强度大，生产率低，适合单件、小批量生产。模锻：生产效率高，尺寸精度高，加工余量小，操作简单，劳动强度低，适合锻造形状复杂的锻件及大批量生产150kg以下的小型锻件。综合分析零件特点与自由锻和模锻的优缺点，此零件外形结构单一无复杂加工面，且为小批量生产，要求力学性能好，所以选择其加工方法采用自由锻。二、锻件图的绘制2.1 锻件加工余量、余块、公差的含义：锻件图是工艺拟定的基础和工艺规程的核心内容，它是以零件图样为基础，结合自由锻工艺特点考虑余块与锻件形状、锻件加工余量和锻造公差等因素绘制而成。(1)锻造余块：在零件上难以锻出的部位添加一些大于余量的金属，以简化锻件外形、便于直接锻造成形，这些多余的金属称为锻造余块。(2)锻件加工余量：为保证零件机械加工尺寸和表面粗糙度，在零件外表面需要加工部分增加供切削加工的金属，称为锻件余量。(3)锻造公差：零件基本尺寸加上加工余量为锻件基本尺寸。锻件实际尺寸与基本尺寸间所允许的偏差，上下偏差代数差的绝对值为锻件公差。2.2 锻件加工余量、余块、公差的计算：零件的总长为273mm最大直径为。68mm根据GB/T15826.7-1995台阶和凹档的锻出条件规定，该轴锻出台阶的最小长度为100mm故两侧均一层台阶锻出。又根据JB4249.2-86台阶轴类锻件机械加工余量与锻造公差规定，由零件总长273mme0-315mn),每阶台阶直径均在50-80mm围内，故查表可得该阶梯轴的加工余量为a=8mm极限偏差为士3mm考虑锻件形状、尺寸、精度要求和生产批量等因素，锻件各部分尺寸及公差如下：锻件总长：L=273+8X2=289士6mm左端台阶段的长度：L1=152士3mm左端台阶段的直径：D1=60+8=68t3mm锻件中间段的长度：L2=13+8X2=29士6mm锻件中间段的直径：D2=70+8=78t3mm右端台阶段的长度：L3=108士3mm右端台阶段的直径：D3=60+8=68t3mm三、确定毛坯的重量和尺寸3.1 坯料质量的计算坯料质量为锻件质量加上加热时的氧化损失、冲孔时冲掉的料芯以及切头损失，计算公式为：式中心一一坯料质量，单位为kg;口一一锻件质量，单位为kg;m烧一一加热时坯料表面氧化而烧损的质量，单位为kg;mK一一锻造时从锻件端部切去的金属质量，单位为kg叫一一冲孔时冲掉的金属质量，单位为kg;m：m的计算可用形体分析法：式中：p材料密度（kg/dm3）V总一一各部分体积总和（dm3）。查表可得45钢p=7.85kg/dm3,贝U叫=4（0.682*1.52+0.782*0.29+0.682*1.08）*7.85=8.557kgmfe:根据45钢的塑性、强度、导热及膨胀系数、加热变化等特点，可以采用室式煤炉三次加热。查表7-4可得室式煤炉K=2.5%-4%三次加热可取Ki=3.5%m烧工K*mb=3.5%X8.557=0.299kgm:圆形截面：m=(1.51.8)xD3其中：D为切头部分的直径可取系数为1.6nm.=1.6xD3=1.6x0.683=0.503kg因为没有冲孔，所以叫=0所以，口二叫+叫+mk+叫=8.557+0.299+0.503=9.359kg3.2坯料尺寸的确定坯料尺寸与所用第一个基本工序有关，对于轴杆类锻件采用拔长锻造时，应按锻件最大截面积S锻max并考虑锻造比丫、修正量等选取坯料尺寸，即S坯丫？SBmax圆料直径D1.13.另钢型材锻造比丫=1.3-1.5,取丫=1.4,则D计v1.4X76=89.924mm查热轧圆钢和方钢尺寸、外形、重量级允许偏差(GB/T702-2004)可得：坯料应选用直径为90的圆钢。坯料长度的计算：V讦m3坯=9.359/7.85=1.19dm3V坯dde1.19L=1.87dm=187mm-0.9024综上所述：坏料尺寸为90x187mm四、确定变形步骤、温度和冷却方式4.1 变形工艺步骤根据锻件的形状特征、尺寸、技术要求、生产批量和生产条件等，结合基本工序、辅助工序和精整工序的变形特点，以及完成各工序所使用的工具，参考有关典型工艺具体确定如下工艺步骤：(1)下料(2)整体拔长(3)左侧压肩(4)左侧局部拔长(4)右侧压肩(5)右侧局部拔长(6)切料头，修整4.2 锻造温度为确保钢在锻造温度范围内具有良好的塑性和较低的变形抗力，能锻出优质锻件，且较宽的锻造温度范围和较少的加热次数，以及较高的锻造生产率。查表7-8,可得45号钢的始锻温度：1200c终锻温度：800c锻造温度范围：400c4.3 冷却方式根据要求选择空冷、坑冷和炉冷。该锻件属于中小型碳素钢，故采用冷却速度较快的空冷方法。在空气中冷却锻件锻后单个或成堆直接放在车间地面上冷却，但不能放在潮湿地面或金属板上，也不要放在有过堂风的地方，以免锻件冷却不均引起裂纹。五、确定锻造设备详细D=W=G图4用：三二1爸爸五四0六.3231885406）树卸娼再到2二S19本-7月13日（公巨St座属虎2.Aw*使之叵守也。心安马辩V，食椰子硒与茅u苣的空间仝交坏制桃馆如中和早选定锻造设备时，依据锻件的材料、尺寸和质量进行选择，同时还要适当考虑车间现有设备条件。若设备吨位太小，锻件内部锻不透，质量不好，生产率也低；设备吨位过大，不仅造成设备和动力的浪费，而且操作不便、不安全。详细DWCE纸请JIA:三二1爸爸五四0六I3231885406）褊稹资料口男19当97月13日侬历）寇哇摩虎illA，1，w7t?南门曰揶子捌与穿心鹿的空间全套资料低价拾元起通常用经验类比法或查表选定法进行选择。根据坯料尺寸为90x187mm坯料质量为9.359kg,查表可选择规格为5000N（0.5t）的锻锤。六、确定锻造加热时间加热时间是坯料装炉后从开始加热到出炉所需的时间，包括加热个阶段的升温时间和保温时间。直径小于150-200mmW碳素结构钢和直径小于100mm勺合金结构钢材，采用一段加热规范。从技术角度出发，锻件加热时间确定是有效控制和保证锻件坯料加热温度均匀、加热缺陷（如氧化、脱碳、过热、过烧和裂纹等）少、加热时间短以及获得锻件成形的形状、尺寸和力学性能的前提条件。经杳表，可得加热时间为20-28min。七、参考文献1 王爱珍，工程材料及成型工艺M北京：机械工业出版社，2010.2 王爱珍，工程材料及成型技术M北京：机械工业出版社，2003.3 吴宗泽，罗圣国机械设计课程设计手册M北京：高等教育出版社，20074张万昌.工程材料及机械制造基础（H）M.北京：高等教育出版社，1991.5李志广,崔随现,胡丰泽.钢质锻件加热时间的确定J.热加工工艺,2010,13:102-104.