机械类毕业设计-轴头锻压模设计、壳体侧抽芯注塑模设计.pdf

轴头锻压模设计 专 业：材料成型及控制工程班 级：0702学 号：212070209湖南工学院2011届毕业设计（论文）课题任务书院（系）：机械工程系 专业：材料成型及控制工程指导教师隆文革 学生姓名 李武雄课题名称轴头锻压模设计内容及任务一、设计（论文）依据及主要技术指标1）设计一套锻造轴头的锤上锻模。2）完成锻件、热锻件、模膛、锻模的设计。3）完成锻件切边模设计。二、设计内容1）装配图（传动器总成）：2张2）零件图（上模、下模组件、下模一、下模二、切边凹模、切边凸模、拔 长模、锻件、热锻件）：9张3）设计计算说明书：1份三、设计中应注意的问题1、各种能力的培养设计中应结合课题，独立思考，努力钻研，不得照搬照抄，盲目设计，应注重分析问题和解决问题能力的培养，灵活综合运用所学知识。2、良好的工作作风的形成设计工作是一项细致、复杂、涉及面很广的工作，既需要广博的知识，更需要严肃、认真、一丝不苟的设计作风。3、学会查阅各种资料包括上Internet网查找相关的设计资料，获得的最新信息与权威资料进 度 安 排起止日期工作内容备注2011年2月 5月1 周（2、212、28）4 周（2、283、25）2 周（3、284、10）2 周（4、114、24）1 周（4、255、1）5 周（5、26、3）1 周（6、66、10）完成毕业设计的选题和开题报告；进行毕业实习及调研；进行工艺及结构设计；绘制装配图和零件图；对整个设计进行合理性检查；撰写设计说明书及毕业答辩的准备；毕业设计答辩主 要 参 考 资 料 教研室 意见年 月 日系主管领导 意见年 月日8钟志华，周彦伟-现代设计方法-武汉：武汉理工大学.,2001.89-967周良德，朱泗芳-现代机构图学-长沙：湖南科学技术.,2000.56-79唐增宝机械设计课程设计，第二版武汉：华中理工大学.，1999.3-565甘永立.几何量公差与检测M.上海:上海科学技术.,1989.123-1384章跃,张国生.机械制造工程专业英语M.北京:机械工业.,2005.78-951992.12-1343模具设计与制造技术教育丛书编委会/编.模具结构设计.机械工业.，1991.24-342锻模模设计手册编写组.锻模设计手册M.北京:机械工业.，业.出版,1996.67-89W中国机械工程学会锻压学会.锻压手册第一卷锻造M.北京:机械工湖南工学院毕业设计（论文）开题报告题 目 轴头锻压模设计学生姓名 李武雄班级学号 212070209专业材料成型及控制工程1.结合课题任务情况，根据所查阅的文献资料，撰写15002000字左右的文献综述。在国民经济的绝大多数部门中，都要利用机器来完成其髯产小程，因而从事各类 生产、建调的工程技术人员，都阀要掌握一定的机械技术知识，才能完成其工作任务。我国当前正处在改革开放，大力发展国民经济的重要历史时期，急待充实与更新 各簧生产技术改造，以便迅速提高生产率，因而对机器的品种和功能，不断提高出更 多更高的需求。为此第个机械高计工作都应积极钻研机械设计理论，切实掌握机械设 计技能，结合我国国情，设计出产品齐全、原理先进、性能优越的机器；各行各业的 有关技术人员，都应充分了解、正确使用与科学管理机器，使之充分发挥其潜创，取 得更大的效益，从而推动国民经济的加速发展，促进我国社会主义现代化建设。产品 质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作,安全生产和健全传动组织的重要依据，也是企业上产品，上质量，上水平，加速产品 更新，提高经济效益的技术保证。在这里我所设计的是一种汽车上的轴头，它是由锻造后得到毛坯，再机加工得到 轴头。对发展经济建设有重要作用。下面就谈下本设计的中所解决的问题。本设计中首先要通过对轴头零件的分析，制定出锻件图以及热锻件图，通过热锻 件图来设计模膛、锻模、切边模。我国机械工业经过40多年的发展，特别是近10多年来的改革开放，各种机械 产品，如机床，汽车，重型机械，仪器仪表，各种民用机械等生产都具有相当的规模,已经形成了品种繁多，门类相当齐全，布局基本合理的机械制造工业体系，制出了一 批重大成套技术装备和多种精尖产品。2.选题依据、主要研究内容、研究思路及主案。本设计主要是关于汽车轴头锻压模的设计，对轴头的要求，除一般便于制造、使 用、维修以及质量轻、尺寸紧凑外，主要还要使汽车具有良好的动力性和经济性指标,较高的传动效率，操纵轻便，工作可靠，噪声小且具有空档和倒档。此轴头又主要是 对模膛的设计，并对切边模进行设计，在设计过程中，参考国内同类型汽车轴头，选 择最佳设计方案。3.工作进度及具体安排。2010.112011.1 调研、收集资料，熟悉课题，完成开题报告2011.3-2011.4 根据收集的资料，拟订和确定设计方案2011.5 完成设计图纸及设计说明书2011.6 整理资料指导 教师 批阅 意见指导教师（签名）：年 月 日湖南工学院毕业设计（论文）工作中期检查表题目轴头锻压模设计学生姓名李武雄 班级学号 212070209 专业 材料成型及控制工程指 导 教 师 填 写学生开题情况已开题学生调研及查阅文献情况已进行毕业设计（论文）原计划有无调整无学生是否按计划执行工作进度是学生是否能独立完成工作任务能学生的英文翻译情况较好学生每周接受指导的次数及时间3次,6小时毕业设计（论文）过程检查记录情况较好学生的工作态度在相应选项划口认真 口一般 口较差尚存在的问题及采取的措施：尚存在的问题及采取的措施：折射模部件的小型化尺度问题引起的相关设计及其相关 参数的改变，结果产生了相关尺度的效应的问题。指导教师签字：_ 年 月 日系部意见：负责人签字：年 月 日湖南工学院2on届毕业设计（论文）指导教师审阅表系：机械工程系 专业：材料成型及控制工程学生姓名李武雄学号212070209班级0702 班专业材料成型及控制工程指导教师姓名隆文革课题名称轴头锻压模设计指导教师签字:是否同意参加答辩：是口否口指导教师评定成绩分值：年 月 日湖南工学院毕业设计（论文）评阅教师评阅表题 目轴头锻压模设计学生姓名李武雄班级学号212070209专业材料成型及控制工程评阅 教师姓名隆文革职称副教授工作单位湖南工学院评分内容具体要求总分评分开题情况 调研论证能独立查阅文献资料及从事其他形式的调研，能较好地理解课题任 务并提出实施方案，有分析整理各类信息并从中获取新知识的能 力。10外文翻译摘要及外文资料翻译准确，文字流畅，符合规定内容及字数要求。10设计质量论证、分析、设计、计算、结构、建模、实验正确合理。35创新工作中有创新意识，有重大改进或独特见解，有一定实用价值。10撰写质量结构严谨，文字通顺，用语符合技术规范，图表清楚，书写格式规 范，符合规定字数要求。15综合能力能综合运用所学知识和技能发现与解决实际问题。20总评分评阅教师 评阅意见评阅成绩总评分X 20%评阅教师签名日期湖南工学院毕业设计（论文）答辩资格审查表题 目轴头锻压模设计学生姓名李武雄学 号212070209专 业材料成型及控制工程指导教师隆文革内容综述：本次毕业设计是毕业前的一次综合性设计，是对大学四年所学知识运用的一次检验。设计以发夹注塑模设计为主线，整合了塑件造型，成型工艺分析，模具机构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总装配,虚拟加工等一系列模具生产的所有过程。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件的加工工艺。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设 计当中来，所谓学以致用。通过本次毕业设计，对我在大学阶段所学习的模具设计方面的知识做了一个很好的总结和巩固，在这一次毕业设计中，我设计的发夹塑料注射模,虽然结构相对于比较简单，但在整个设计过程中还是遇到了各种各样的的难题，让我更深刻了解到注射模在生产中的重要性，以及模具设计需要具备严谨与细心的作风。目前我们对塑料模具的认识还很肤浅,但通过这次的设计有了一定的提高.通过不断的摸索,逐步掌握了一些塑料模具设计的步骤和方法，同时也认识到自身的缺点与不足。在设计中用到了大量专业知识，例如机械设计、工程制图、聚合物材料、塑料成型机械、塑料成型模具、材料力学、公差与配合等学科。本设计首先说明了塑料工业的重要地位和当今注塑模具的现状，随着经济的发展，塑料工业将继续呈现蓬勃发展之势。其次介绍了注塑件的一般设计原则,对塑件尺寸精度、脱模斜度等做了说明，从实际来看，几乎所有的注塑件都遵循这些原则。在做好注塑成型的准备工作之后，接着介绍了模具设计的内容，单分型面注射模在设计的过程中主要包括了注射机的选择、浇注系统的设计、成型零件的设计、模架的选择、抽芯机构的设计、合模导向机构设计、脱模机构的设计、最后是温度调节系统的设计。在这些过程中，主要抓住各个步骤的设计要点来进行设计，设计中用到了大量的经验公式，以及参照了别人的一些设计经验。除使用传统设计方法外，还引用了 CAD、Pro/E以及Office等现代软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。其中，在整个设计过程中的难点是浇注系统的设计和侧抽芯机构的设计，因为浇注系统决定了塑件注塑的质量，所以该系统的参数要尽可能合理化，必要是可以通过软件来进行模拟。而对于侧抽芯机构的设 计主要是缺乏实际的应用经验，从而只能通过理论知识来设计。总之，通过毕业设计的又一次锻炼，让我再一次认识充分利用CAD、Pro/E技 术进行设计的优势。在设计完该模具后，从中可以知道，注塑件的设计与模具设计关 系密切，好的塑件结构可以简化模具结构，降低生产成本。同时，模具机构的好和坏 又决定了注塑后的塑件质量。在设计中要抓好二者的关系，掌握塑件材料的工艺，熟 悉模具零件的加工制造，这样模具的设计才能更合理的、更经济的被使用。现申请答辩，请批准。申请人签名:日期:资格审查项目是否01工作量是否达到所规定要求02文档资料是否齐全（任务书、开题报告、外文资料翻译、定稿论文 及其相关附件资料等）03是否完成任务书规定的任务04完成的成果是否达到验收要求05是否剽窃他人成果或者直接照抄他人设计（论文）指导教师签名：毕业设计（论文）答辩资格审查小组意见：符合答辩资格，同意答辩口 不符合答辩资格，不同意答辩口审查小组成员签名：_年_月_日湖南工学院2011届毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表系：机械工程系 专业：材料成型及控制工程说明：最终评定成绩=a+b+c,三个成绩的百分比由各系自己确定，但应控制在给定标准的10%左右。学生姓名李武雄学号 212070209 班级 0702班答辩 口期课题名称轴头锻压模设计指导 教师隆文革成绩评定分值评定小计课 题 介 绍思路清晰，语言表 达准确，概念清楚，论 点正确，实验方法科 学，分析归纳合理，结 论严谨，设计（论文）有应用价值。30答 辩 表 现思维敏捷，回答问题有理 论根据，基本概 念清楚，主要问 题回答准确大、深入，知识面 宽。必 答 题40自 由 提 问30合计100答辩评分分值：答辩小组长签名：答辩成绩a：X40%=指导教师评分分值：指导教师评定成绩b：X40%=评阅教师评分分值：评阅教师评定成绩c：X20%=最终评定成绩：分数：等级：答辩委员会主任签名：年 月 日2011届毕业设计说明书轴头锻压模设计系、部：机械工程系_学生姓名：_李武雄_指导教师：隆文革 职称副教授专 业：材料成型及控制工程班 级：_成型0702班_完成时间：2011年6月_摘要锻压是一种既古老而又正处在蓬勃发展之中的一种金属加工技术。目前，人类生 产的金属材料的大部分，最终都是经过锻压方法加工成成品零件的。锻造是塑性加工 的重要分支，它是利用材料的可塑性，借助外力的作用产生塑性变形，获得所需形状、尺寸和一定组织性能的锻件。任何一个锻造过程的根本目的都是为了获得符合图纸要 求的外形、尺寸及内部组织性能合格的锻件。一个完善的锻模设计过程，首先要根据 零件的形状和尺寸设计出锻件。选择锻件工步是关键。确定工步后，再根据热锻件来 设计模膛、锻模和切边模。在设计过程中，需要通过计算来确定锤的吨位以及原料的 量(既为下料)。关键词：锻模；模膛；切边ABSTRACTForging a n old a nd is in the flourishing of development of a meta l processing technology.At present,huma n production of most meta ls a re ultima tely a fter forging methods processed into finished pa rts.Forging pla stic processing is a n importa nt bra nch,which is the use of pla stic ma teria l,the role of outside help produce pla stic deforma tion,obta in the necessa ry sha pe,size a nd performa nce of certa in orga niza tions forgings.Any process of forging a funda menta l purpose is to be consistent with the requirements of the contour dra wings,the interna l orga niza tion of the size a nd performa nce of qua lified forgings.A perfect die design process,a ccording to the first pa rts of the sha pe a nd size of forging design.Forging choice step is the key.Determining step,in a ccorda nce with the design of hea t forging die ba rrels,die a nd trimming.In the design process,the need to ha mmer ca lcula tion to determine the tonna ge of ra w ma teria ls a nd the volume(both for the next ma teria l).Keywords:Forging Die,；Die ba rrels；Trimming目录1论述11.1 锻压的发展历史及国内现状.11.2 锻压的分类.21.3 锤用锻模及其特点.21.4 模锻工艺和模具设计的特点.21.5 锤上模锻的缺点.31.6 锻造温度范围.31.7锻坯加热.32锻件图的制定.72.1材料特性.72.2锻件图的制定.82.2.1分析成品的形状.82.2.2分模面的确定：.92.2.3机械加工余量的确定.92.2.4模锻件公差.92.2.5锻模斜度.112.2.6圆周半径.122.2.7锻件的热处理和清理.133热锻件图的制定和绘制.143.1制定和绘制热锻件图应该注意.144锻锤吨位的确定和机械工作压力机的工作原理.164.1锻锤吨位的确定.164.1.1圆形锻件.164.1.2非圆形锻件.164.2机械工作压力机的工作原理.174.3锻件工步的选择.195模膛的设计.205.1拔长模膛的设计.205.2终锻模膛的设计.205.2.1飞边槽的作用.205.2.2锻坯下料方法.215.2.3 下料.226锻模结构设计.236.1模膛中心与锻模中心位置关系.236 2锁口设计.246.3模膛壁厚的确定.257切边模设计.267.1切边模设计.267.2切边力的计算.267.3.简单切边模的设计.268轴头生产过程（示意图）.28致谢.32参考文献.33右键另存CAD图纸：啕ca d 图集.dwg1论述1.1 锻压的发展历史及国内现状“锻压”是人类发明的最古老的生产技术之一。人类发现和使用金属几千年的历 史，都伴随锻压技术的发展。从最初锻造农具和制造盔甲，到现在生活中随处可见的 千千万万的锻压产品，都证明了这一技术对人类的宝贵价值。目前，人类生产的金属 材料的大部分，最终都是经过锻压方法加工成成品零件的。锻压是一种既古老而又正处在蓬勃发展之中的一种金属加工技术。从规模上看，它从昔日的红炉手工锻造已发展到在万吨级的液压机上锻造几百吨的钢锭；从工艺上 看，它冲破了旧有单一的概念，又开发出了冷锻、温锻、近熔点锻、等温度和超塑性 锻造等；从设备上看，它已由单方向的直线动作扩展到了多向、回转或其它更复杂的 动作；从锻件原材料看，它由一般钢扩展到了许多特种用途钢、难变形钢和高温有色 合金等，也由锭料和棒料扩展到了液料和粉料。越来越多的生产实践表明，锻压法已遍及国民经济的各个生产领域。这不仅因为 它能合理地利用金属的塑性，省时节能地获得产品的形状，而且还能改变金属的性能,通过改善金属的内部组织，提高原始金属本身的承载能力，进而收到节材的效果。近 些年来的发展也表明，锻压已不再只是一种加工零件毛坯的手段，用它直接成形零件 的生产实例已越来越多。这一切证明锻压是一种充满活力和前途宽广的加工技术，它 的水平正不断提高，它的作用也不断延伸。所以，现在的飞机、汽车、船舶、大型发 电设备和化工容器以及军工领域的许多大型的重要零件和仪器，钟表中的一些小零 件，都几乎是用这种方法制造出来的。过去在我国工业中，模具长期未受到重视。改革开放以来，塑料成型、家用电器、仪表、摩托车、汽车等行业进入大批量生产，模具工业有一定的发展，但仍然落后于 需要，每年进口模具数量很大。除模具本身外，使用模具的设备如高效多工位模压设 备，现代化的锻压设备，大型塑料成型设备以及供应高效冲压用的卷料设备等仍落后 于需要。由于历史原因遗留下来的工厂大而全，专业化程度落后，对这类企业内部结 构不合理的现象仍需要作很大调整。建国以来，我国的锻压技术有了飞跃的发展。从教学、科研和生产方面基本形成 了一个完整的专业体系。特别是专业人材培养和锻压技术科研方面，与先进国家并没 有太大的差距。但是就全行业普通的生产水平而言，不仅与世界先进国家的差距很大,就是与国内外其它机械制造工艺相比，也是最落后的行业之一。随着我国四化建设，特别是汽车工业的发展，客观上对锻压技术也提出了更新更 高的要求。作为锻压技术工作者应当共同携手，为充分发挥成形技术的潜力，尽快掌 握更多的先进技术，及时总结技术经验，丰富专业基础文件，大面积提高专业技术水 平而努力。锻压工艺在机械、机器制造、交通运输、冶金、航空、航天、兵器等工业部门得 到广泛的应用，在锻压件的生产中，锻模设计是整个锻压工艺中不可缺少的重要环节。我国锻压行业的广大科技人员和工人，在长期的生产和科研实践中，在锻模设计方面 积累了丰富的经验.1.2 锻压的分类锻压的分类：根据不同的情况，锻模的分类目前有多种方法。按锻模设备不同，锻模可分为锤用锻模、螺旋压力机用锻模、热模锻压力机用锻 模、平锻机用锻模、水压机用锻模、高速锤用锻模等。按工艺用途不同，锻模可分为锻造模具、挤压模具，冷徽模具、校正模具、压印 模具、精整模具、精锻模具、切边、冲孔模具等。其它分类方法还有，如按锻模的结构不同可分为整体锻模和组合镶块锻模；按终 锻模膛结构不同可分为开式锻模和闭式锻模；按分模面的数量不同可分为单个分模面 锻模和多向模锻锻模等。1.3 锤用锻模及其特点本设计采用锤用锻模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。由于模 锻锤具有通用性较强，生产效率高等优点，因此锤上模锻也是锻造生产中应用最广的 锻造方法之一。锤上模锻的特点：模锻锤与锻压机等相比主要有下列工作特点：(1)靠冲击力使金属变形，锤头在行程的最后速度约为79m/s;(2)受力系统不是封闭的，冲击力通过下砧传给基础；(3)单位时间内的打击次数多(110t模锻锤为10040次/min);(4)锤头的行程不固定；(5)承受偏载的能力和导向精度均较差；(6)无顶出装置。1.4 模锻工艺和模具设计的特点根据锻锤的工作特点，其模锻工艺和模具设计具有下列特点；(1)金属在各模膛中的变形是在锤头的多次打击下逐步完成的，锤头的打击速 度虽然较快，但在打击中每一次的变形量较小；（2）由于靠冲击力使金属变形，可以利用金属的流动惯性，有利于金属填充模 膛。锻件上难充满的部分应尽量放在上模；（3）在锤上可实现多种模锻工步，特别是对长轴类锻件进行滚压，拔长等制坯 工步非常方便；（4）由于模锻锤的导向精度不太高，工作时的冲击性质和锤头行程不固定等，因此，模锻件的尺寸精度不太高；（5）由于靠冲击力使金属变形，模具一般采用整体结构；（6）由于靠冲击力使金属变形和锤头行程速度快，通常采用锁扣装置导向，较 小采用导柱导套。1.5 锤上模锻的缺点模锻锤工作时震动、噪声大，劳动条件差，对车间设备和厂房带来有害的影响；另外，模锻锤需要较重的下座，（一般为落下部分重量的25倍），尤其对大吨位的模 锻锤，制造，运输和安装都很困难。因此，进几十年来，16T以上的模锻锤逐渐地被 其他锻压设备所取代。1.6 锻造温度范围金属的锻造温度范围是指其始锻温度和终锻温度间的一段温度区间。在锻造温度 范围内，金属应具有良好的可锻性（足够的塑性、低的变形抗力等）和合适的金相组 织，锻造温度范围是通过各种实验和分析金相状态图确定的。锻模设计时，根据材料的锻造温度范围可确定变形抗力和计算设备吨位。由资料查得，材料20Mn2的锻造温度范围为：1200%（始锻）800%（终锻）1.7 锻坯加热金属加热到一定温度后塑性提高，变性抗力减小。根据曲线可知，金属随著温度 提高而强度降低。加热温度锻坯一般加热到金属的允许始锻温度。为保证里外温度 均匀，锻坯表面加热到所需温度后还应保温一定时间。o 200 400 600 800 1000 1200M 图1钢的高温强度变化热态锻造前的重要工序。金属加热到一定温度后塑性提高，变性抗力减小为含碳 0.45%的碳素钢和含银、格、鸨的合金钢的高温强度变化曲线。根据图1曲线可知，金属随著温度提高而强度降低。加热温度 锻坯一般加热到金属的允许始锻温度。为保证里外温度均匀，锻坯表 面加热到所需温度后还应保温一定时间。保温时间与金属的导热系数、锻坯的截面尺 寸和在炉内的放置状态有关。冷坯料加热的升温速度不宜太高，以防止表层与心部之 间出现过大的温差和在心部出现大的热应力。心部热应力容易引起裂纹。常用的测温 仪表有测炉温的热电偶，测金属表面温度的光学高温计。加热方法古代锻造用明火直接加热锻坯。现代锻坯加热使用各种燃煤、燃油、燃气和电热式的工业炉，包括间歇式的室式炉、台车式炉、电阻炉、感应炉和连续式 炉。感应炉具有加热速度快、温度均匀、占地小、便于自动控制等优点，已广泛应用 于中、小模锻件生产线中。锻坯加热消耗大量能源，因此必须提高工业炉的热效率，改进加热的管理和操作。在高温下，钢中的铁与炉气中的氧化合，形成FeO、Fe3O4、Fe2O3等氧化物，称为氧化皮。氧化皮的产生会增加金属的耗损。一般间歇式火焰加热炉的氧化烧损率 为23%,感应加热小于0.5%。止匕外，氧化皮还会加剧模具的磨损，降低锻件精度 和导致表面粗糙，从而加大机械加工的加工余量，增加了材料消耗。氧化皮还阻碍热 的传导，延长加热时间，影响炉底寿命和工业炉的机械化作业。氧化除产生氧化皮外,还会减少钢的表层碳含量，形成脱碳层，降低锻件表层的硬度和强度。氧化皮的产生 更不利于精密锻造。为避免或减少氧化引起的各种问题和损失，20世纪以来人们对锻 坯少无氧化加热作了许多研究，研究成果已用于工业生产。使锻坯表层没有或只有少量氧化皮的锻坯加热工艺。这种加热法特别适宜于同少 无切削加工和精密锻造配套使用。影响氧化的主要因素是炉气成分、加热温度和加热 时间。炉气成分：炉气中的02、CO2、H2O等属于氧化气氛，易使金属氧化；CO、H2、CnHm,N2等分别是还原气氛和惰性气体，可防止氧化。使锻坯表层没有或只有少量氧化皮的锻坯加热工艺。这种加热法特别适宜于 同少无切削加工和精密锻造配套使用。影响氧化的主要因素是炉气成分、加热温度和 加热时间。炉气成分：炉气中的02、CO2、H2O等属于氧化气氛，易使金属氧化；CO,H2、CnHm、N2等分别是还原气氛和惰性气体，可防止氧化。加热温度：温度 越高，氧化也越激烈。钢在500下氧化甚缓，600700氧化加快，900以上急剧 氧化。以900的氧化指数为1,则1000时增加为2,1100时为3.5,1300时为 7o加热时间：在同样温度和气氛条件下，氧化随时间成正比增加。在合理的加热温 度条件下，减少氧化的途径是：缩短坯料在炉内停留时间，勤装料、勤出料；尽量减 少多余的空气，严格控制通风量，减少漏风，保持炉内还原性气氛。少氧化和无氧化加热有多种方法。保护气氛下电阻炉加热这是最方便的无氧化加热方法，但需要大的电源，热效 率低，加热缓慢。保护气氛下马弗炉加热在马弗式电阻炉中通入保护气氛加热。在没有充分的电 源时，仍用火焰炉加热，但需将锻坯放在马弗罩中使之与氧化性的炉气隔离。炉气将 马弗罩加热至高温，再由马弗辐射加热锻坯。马弗罩用碳化硅、刚玉等耐高温材料裂 成，寿命较短，限制了这个方法的应用。盐浴加热和玻璃浴加热用熔融的金属盐（一般用氯化钢和氯化钠混合物）或玻璃 将锻坯与空气隔离，用电阻加热盐浴。锻坯上的盐膜或玻璃还能保护金属出炉后不受 二次氧化，但盐或玻璃可能留存在模膛内造成锻件缺陷和损坏模具。另外，这种方法 的热效率也较低。盐浴需要好的通风装置以排除有害健康的盐蒸气（见盐浴炉）。浮动粒子炉加热用石墨、石英砂、刚玉粒代替熔盐作加热介质。工作时粒子形 成悬浮状态的流床，锻坯在其中加热。采用这种方法可避免盐浴加热的缺点，但需要 有鼓风装置和保护气体。涂保护覆盖层后加热在锻坯加热前用水玻璃、铝粉、镁砂、硼酸盐等涂料浸渍 或涂刷，形成保护性覆盖层，然后在火焰炉加热。这种方法简单，但保护不完全可靠。快速电感应加热和电接触加热 这类高速加热设备主要用在锻造生产线中，从坯 料开始加热到锻成成品仅需几分钟；虽不用保护气体，氧化也较轻微。对于大批量生 产的中、小型精密锻件，这是有更大发展前途的加热方法。它的主要缺点是不适用于多品种、小批量生产。2锻件图的制定2.1 材料特性锻件材料为20Mn2,模具材料为35CrMo20Mn2为典型低淬透性合金渗碳钢，这类钢的淬透性低，心部强度较低，只适用 于制造冲击载荷较小的耐磨件，如小轴，活塞销，小齿轮等。20Mn2的主要化学成分（w/%）:含 c 量:0.170.24含 Mn 量：1.40-1.80含 Si 量：0.17037热处理（/）：渗碳:930预备处理：850870淬火：880（介质：油）回火：220机械性能（不小于）：抗拉强度%/MPa:785屈服点/MPa:590伸长率1/%：10断面收缩率。/%：40冲击吸收力Aku2/J:5435CrMo是一种典型的中淬透性合金调质钢，这类钢的油淬临界直径为40mm-60mm,含有较多的合金元素，用于制造截面较大的零件，例如曲轴、连杆等。加入 35CrMo不仅可提高淬透性，而且可防止第二类回火脆性。35CrMo的主要化学成分（w/%）:含 c 量：0.320.40含 Mn 量：0.400.70含 Si 量：0.170.37含 Cr 量:0.801.10含 Mo 量：0.15 0.25热处理（/）：淬火：850（介质：油）回火：550（介质：油）机械性能（不小于）：抗拉强度%/MPa:980屈服点/MPa:830伸长率3/%：12断面收缩率。/%：45冲击吸收力Aku2/J:63退火状态/HB：2292.2 锻件图的制定锻件图是根据产品图制定的，它全面地反映锻件的情况。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；锻件的 清理方式以及其它技术条件等内容。锻件图是编制锻造工艺卡片，设计模具和量具以及最后检验锻件的根据，也是 机械加工部门验收锻件，制定加工工艺、设计加工夹具（用毛坯面定位时）的依据，所以锻件图是最重要的基本工艺文件之一。制定锻件图时必须综合考虑锻件的生产批量，设备工艺条件等各种因素。锻件图 的制定还必须与机械加工工艺人员协商并由他们会签认可。2.2.1 分析成品的形状成品图2所示：根据成品图，确定分模面、加工余量、模锻件的公差、锻模斜 度以及圆角半径等。零件一头处内凹部分制造精度为m2。因为零件图一头处有一内陷，不易采用机加工的方法加工此内陷，可以直接通过 锻造得到此内陷，因此锻造此处的模膛其精度一定得与零件相一致，为m2。图2锻件图2.2.2 分模面的确定选择分模面的基本要求是保证锻件能从模膛中取得出来，因此锻件的侧表面上不 得有内凹的形状由锻件图2可知：因为轴头处有一内腔，如果把分模面设计为通过轴线，那么锻件一头处有内凹形 状，锻件不能从模膛中取出。所以分模面不能通过轴线，只能把它设计为垂直于轴线。此锻件的分模面在锻件图中标出。2.2.3 机械加工余量的确定加工余量的确定与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，热处理的变形量，校正的难易程度，机械加工的工序设计等许多 因素有关，不能笼统地说多大的余量最合适。机械加工余量也不是越小越好，为了将 锻件的脱碳层(约0.5mm)和表面的细小裂纹去掉，留有一定的加工余量是必要的。JB383485规定的机械加工余量，根据估算锻件重量、加工精度、锻件复杂系数 可由表查出机械加工余量。初步估算出零件的重量在20Kg50Kg内，复杂系数为S1,加工精度为一般加 工精度。根据此数据在锻模设计手册-模具手册之五(锻模设计手册编写组编著)，第79页表4-3查得：锻件的单边余量在厚度(直径)方向为2.3mm3.0mm,取 2.5mm锻件的单边余量在水平方向2.5mm3.5mm,取2.5mm2.2.4 模锻件公差模锻件公差代表模锻件要求达到的精度。就尺寸公差而言，是锻件公称尺寸允 许的偏差值。对公称尺寸所允许的增大值叫做正公差；对公称尺寸所允许的减小值叫 做负公差。公差分为两级，普通级和精密级。一般均采用普通级。在查公差表之前，先要确定以下几个因素：(1)锻件重量锻件重量按锻件图的公称尺寸计算得出。锻件的公称尺寸=零件尺寸+机械加工余量将锻件分成若干段，各段体积为：V1=(332+382+33x38)xx64.5xl/3=255660.37mm=255.66cm3V2=(382+392+38x39)x-x57.5x1/3=267681.83 mm=267.68cmv3=(392+582+39x58)x-x104.5x1/33 3=781667.39mm=781.67cmv4=(582+58.52+58x58.5)x-x63.5x1/3=676614.75mm=676.61cm3V5=(58.52+70.92+58.5x70.9)xx53.8xl/3=709197.29mm=709.20cm3V6二乃x尸2 x=x(146.5/2)2 x46.7=808424.09mm=808.42cm3V7=(57.52 x532+57.5x53)x7x40 x1/3=383918.99mm：383.92cm 3v8=(25.22 x34.52+252x34.5)xx52.5x1/33 3=148073.22mm=148.07cm丫锻=V1+V2+V3+V4+V5+V6+V7-V8=3735.09cm3查表得20Mn2的密度为7.85 g/cm3“锻=%x夕=29320.45g=29.324g(2)髅输复袭血喘S二%廓包容 咻廓包容(参考文献2,第80页)V外=乃 x 74.25?x 430.5.3735.09凝他7.3 cm 3-1=3717.3所以查表得复杂系数为S1级。(3)分模线形状分模线形状分为两类a.平直及对称分模线b.落差不对称分模线这里应采用第一种平直及对称分模线(4)材质系数M 材质系数分为两类：Ml类：最高含碳量小于0.65%的碳钢或合金元素最高总含量小于或等于3.0%的 合金钢。M2类：最高含碳量大于或等于0.65%的碳钢或合金元素最高总含量大于或等于3.0%的合金钢。有表查得20Mn2的含碳量为0.17-0.24所以该钢材材质系数为Ml类。A、长度、宽度和高度尺寸的公差,长度、宽度和高度尺寸是指在分模线一侧同一 块模具上的尺寸。当锻件的复杂系数为SI、S2级，且长宽比值小于3.5时，其公差均可按锻件最 大外形尺寸表确定。由锻件的公称尺寸可知：长宽比值=430.5/148.53.5所以，其公差均可按锻件最大外形尺寸表确定。查锻模设计手册-模具手册之五（锻模设计手册编写组编著），第82页表4-5查福锻件轮廓尺寸（mm）长、宽、高尺寸公差为：长：出宽：出高：FB、残留飞边公差 对于中小型锻件大体允许0.8L5mm。其应用与其它公差无关。C、表面缺陷表面缺陷是指锻件表面的氧化、皮坑、磕碰、凹坑或轻度折叠等.对于需要机械加工的锻件表面,其深度一般允许不超过加工余量的1/2;对于非加工表 面，其最大深度一般为厚度公差的1/3.2.2.5 锻模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，它包括外斜度和内斜度，外斜度用伞表示,一般为5,7,10等；常取7。内斜度用夕表示，一般为7，10，12，等；常取10。对于深而窄的锻模型腔，为了便于起模,而且不至于过多的增加余块，可采用图3所 示的双级斜度图3锻模双级斜度一个锻件上应尽量减少不同的斜度，使模具制造方便。为了使制造模具的刀具标 准化，模锻斜度优先选用30,130,3,5,7,10,12,15等数值。因为轴头属于长轴类锻件，而且它的分模面设计在垂直于轴线，这样就造成 了锻模型腔深而窄，因此，为了便于起模根据锻件的形状特点，锻模要采用多级斜度。轴头零件本身就有斜度，只需在分模面处设计其脱模斜度，在这里可以取它的斜度为 3,其余各处斜度与零件一致。2.2.6 圆周半径锻件上的圆角可以使金属容易充满模膛，起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压塌变形,在锻件上也容易产生折纹.外圆角半径用r表示，内圆角半径用R表示。外圆角半径F单面余量+零件圆角半径或倒角。内圆角半径R=(23)r圆角半径优先选用 1,1.5,2,2.5,3,4,5,6,8,10,12,15,20,25,30mm，等数值.由轴头的零件图可知道零件外圆角半径用r有：rl.5,r2.5,所以锻件的外圆角半径为：rl.5+2.5=r4 r2.5+2.5=r5对于模锻非加工部分的圆角半径可按表1确定图4圆周半径表1圆周半径表B 18.51.H/B2.r3.R4.p0故可满足注塑压力的要求。5.4.3 锁模力的校核P=kP。式中P一型腔压力(MPa)；P。一注射压力(MPa)；K压力损耗系数取压力损耗系数k为0.4,已知注射机使用的注射压力为P=170 MPa,则型腔压 力 P=68MPa。已知注射机最大锁模力为450 kN,而胀模力为塑件和流道系统在分型面上的投影 面积与型腔压力的乘积，即：F=124mmX38mmX68MPa=320.416kN H本设计所选择的是点浇口浇注所使用双分型面的三板结构模具，取出浇注系统凝 料所需的行程。为68mll1,又由所选注塑机可知，最大开模行程距离为S=220mm,故H4+a+(5+10)=82.2+68+10g 160Vs故开模行程能满足要求。6浇注系统的设计浇注系统是指模具中由注塑机喷嘴到型腔之间的进料通道。浇注系统的作用是将塑料熔体充满型腔，并将注射压力传递到模腔的各个部位，以获得组织致密、外形清晰、表面光洁和尺寸精确的塑件。浇注系统可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两大类。而普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴等 部分组成。6.1主流道的设计主流道是连接注射机喷嘴与分流道或