6105QA連桿錘鍛模具設(shè)計
更新時間：2008-9-1 15:59:24 文章來源：互聯(lián)網(wǎng) 點(diǎn)擊：
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鍛造；加工工序；終鍛型槽 ；預(yù)鍛型槽
摘 要：
本文介紹了鍛造的重要性及錘鍛在現(xiàn)代鍛造工業(yè)技術(shù)發(fā)展中的地位及適應(yīng)性。通過對零件進(jìn)行了分析及計算，確定了加工余量及公差,設(shè)計出了終鍛型槽、預(yù)鍛型槽、鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計等。最后，介紹鍛模材料的選擇。
“鍛造”是金屬加工的主要方法和手段之一，鍛錘是多種鍛壓機(jī)器的先驅(qū)。盡管各種鍛造成形新工藝、新設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，但鍛錘由于結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成形速度快、適應(yīng)性強(qiáng)、投資少等優(yōu)點(diǎn)，至今仍然起著非常重要的作用。特別是程控全液壓鍛錘的出現(xiàn)，使鍛錘在現(xiàn)代鍛造工業(yè)技術(shù)發(fā)展中又一次得到了復(fù)興。
鍛錘的突出優(yōu)點(diǎn)在于打擊速度快，因而模具接觸時間短，特別適合要求高速變形來充填模具的場合。例如帶有薄筋板、形狀復(fù)雜的而且有重量公差要求的鍛件。由于其快速、靈活的操作特性，其適應(yīng)性非常強(qiáng)，有人稱之為“萬能”設(shè)備。因而特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)。鍛錘是性價比較優(yōu)的成形設(shè)備。
1鍛模的設(shè)計
1.1零件分析
連桿是汽車發(fā)動機(jī)中的零件，主要用來連接活塞和曲軸。其功能是將活塞承受的燃油爆發(fā)力傳遞給曲軸，使活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速很高，連桿在高速運(yùn)動中將承受很大的交變應(yīng)力。
1.2 確定分模位置
分模面一般應(yīng)該設(shè)置在鍛件的最大輪廓處，在本設(shè)計中如圖1所示A-A截面為最大截面，所以A-A截面為分模面。
1.3 確定加工余量和公差
根據(jù)鍛件圖的具體數(shù)據(jù)，進(jìn)行以下計算：
估算鍛件質(zhì)量：桿長L=210-40-60=
所以連桿桿部的體積約為：V=110x768=84480
大頭體積：
＝
＝120/2＝
＝1/2xπh
＝1/2x3.14x40
小頭體積：
所以小頭體積為：V小頭＝πh（R外2- R內(nèi)2）＝3.14 x 40(29.5 2-21.5 2) ＝51244mm 3；
所以該連桿的體積為：V＝V桿+ V大頭+ V小頭＝84480+137767.5+51244≈273491.5 mm 3；
M＝ρv＝7.85x273491.51x10－3＝2146.9g；所以鍛件質(zhì)量約為2.15Kg。
鍛件的復(fù)雜系數(shù)：S＝V/ V外包＝273491.5 /1352000＝0.20 ；得該鍛件級別為Ⅲ級S3，形狀復(fù)雜系數(shù)為較復(fù)雜[1]。
鍛件材質(zhì)系數(shù)的確定
由鍛件圖要求知道，該零件材料為高碳非調(diào)質(zhì)鋼，由相關(guān)質(zhì)料知該零件材質(zhì)系數(shù)為M 2。
公差與余量
確定模鍛件在長度、寬度、高度方向上的加工余量尺寸和公差[2]：高度公差：
長度公差：
寬度公差：
高度及水平尺寸的單邊余量約為1.7～2
因?yàn)樵摬裼蜋C(jī)連桿件為大批量生產(chǎn)，要求有較高的生產(chǎn)效率，為降低成本，所以系數(shù)取較大系數(shù)6.3.
得k取值為1.0[1]。F＝13000+760 x 23＝30400 mm 2
現(xiàn)有雙作用模鍛錘噸位確定的經(jīng)驗(yàn)公式：G＝(3.5～6.3)kF =6.31.0 x 30400＝1920kg，選取2噸錘。
1.5 設(shè)計終鍛型槽
終鍛型槽是按熱鍛件圖加工和檢驗(yàn)的，收縮率為1％。根據(jù)類似連桿生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，考慮到鍛模使用后承擊面下陷，型槽深度減小及精壓時變形不均，橫向尺寸增大等因素，需修改幾處尺寸：
（1）輻板處增厚0.5mm，如圖2所示。
（2）連桿小頭高度42.3mm處，其理論高度為：42.3 x（1+1％）＝42.7mm；實(shí)際取43.5mm。大頭左上端與右下端做成斜面，將高度尺寸42.5mm上下各增0.7mm。`
（3）中間桿厚度: 25.5 x (1+1%)=25.8mm
（4）兩頭圓中心線長： 210 x（1+1％）＝212mm；但考慮到該零件需用圓心做中心定位，所以熱鍛件兩圓心距不變?nèi)匀?12mm。
（5）大頭半圓邊距：126.4 x (1+1%)=127.7mm。
（6）大頭內(nèi)圓半徑：32 x（1+1％）＝32.3mm；
1.6 設(shè)計預(yù)鍛型槽
由于鍛件復(fù)雜，須設(shè)置預(yù)鍛型槽，以便達(dá)到如下目的：
1）確保金屬無缺陷的流動，易于充填型槽；2）減少材料流向毛邊的損失；3）減小終鍛型槽磨損；4）取得所希望的流線和便于控制鍛件的力學(xué)性能．
大頭叉部的預(yù)鍛：
因?yàn)榇箢^有叉，且叉間距離不大，所以必須在預(yù)鍛型槽中使用坯料臺，預(yù)鍛時依靠劈料臺把金屬擠向兩側(cè)，流入叉部型槽內(nèi)。由于該鍛件叉部不是太窄，如圖3尺寸所示。
1.7 繪制計算毛坯圖
由原計算數(shù)據(jù)所得的截面圖顯然不夠圓滑，所以應(yīng)對其進(jìn)行修正，其修正后的圖如連桿的剖面圖和計算毛坯圖中的雙點(diǎn)劃線部分。因修正后面積變化不大，所以修正后最大截面積可以依然取原來的最大截面
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