材料成型及控制工程毕业论文-伞齿轮的模锻工艺及模具设计.doc

1、本科毕业论文（20 届）伞齿轮的模锻工艺及模具设计所在学院专业班级 材料成型及控制工程学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 伞齿轮的模锻工艺及模具设计 1课题意义及目标（1）意义通过毕业设计，锻炼学生综合运用所学的基础与专业知识分析、解决工作中实际问题的能力。（2）目标1）对伞齿轮的工艺性进行科学的分析；对相关参数进行准确的计算。2）通过查阅相关的锻模手册，设计出合理的锻模型腔。2主要任务1)模具装配图及零件图2)编写设计说明书一本3)

2、电子资料一份3主要参考资料1张晓光锻造螺旋锥齿轮脱模过程的研究D锦州：辽宁工学院，20062王银根，高泊依，郭志强圆柱直齿齿轮精锻工艺和实践3曾韬螺旋锥齿轮设计与加工M哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，19894进度安排设计各阶段名称 起 止 日 期1 查阅文献，完成开题报告 2014.12.152014.12.302 完成工艺计算，确定模结构方案 2014.12.312015.03.103 中期检查 2015.03.112015.04.204 绘制模具图 2015.04.212015.05.155 完成毕业论文及答辩工作 2015.05.162015.06.15审核人： 2014 年 12 月

3、15 日 I伞齿轮的模锻工艺及模具设计摘 要：本设计是伞齿轮的模锻工艺及模具设计。通过零件的材料的性能分析，选择模锻工艺以及模锻方法。由确定的机械加工余量以及选择的锻件公差计算锻件质量确定锻锤吨位，设计飞边槽。确定加热方法和锻造温度范围选择热处理方法。设计终锻型槽、布排型槽，确定模块的尺寸。设计墩粗台、锁扣、钳口、选择检验角，燕尾槽以及键槽的尺寸。依次的部分设计得到一套伞齿轮的模锻工艺及模具设计，此次设计遵循固有的思路和方法，属于比较简单通用的设计方案，适合用来大批量生产。锻造主要任务是解决锻件的成形及内部组织性能的控制，获得所需几何形状、尺寸和质量的锻件。随着锻造方法和设备的不断完善，锻造生

4、产的领域将更加广阔。关键词：模锻，锻造，形状Bevel gear forging process and die designAbstract：This design is bevel gear forging technology and die design. Through the the material performance task part drawing, selection of die forging process and forging method.Determining the machining allowance as well as the forging

5、tolerance calculation forgings quality selection of forging hammer tonnage, design of flash trough. Determining the heating heat treatment methods and forging temperature range. Design finish forging, cloth row type, determine the size of the module. Design of pier platform, lock, jaw, choose inspec

6、tion Angle, dovetail groove and the size of the keyway. Part of the design in order to get a set of bevel gear forging technology and die design, the design follow the ideas and methods of inherent belong to simple general design scheme of suitable for mass production. Forging main task is to solve

7、the forging forming and the internal organization of the performance of the control, to obtain the required geometry shape, size and quality of forgings. With the constant improvement of forging method and equipment, forging production area will be more broad.Keywords: Die forging ，Forging ，The shap

8、e ofII目 录1.设计任务零件图的材料性能分析.12.模锻工艺及模锻方法的选择.23.锻件图的设计.33.1 确定分模面位置.33.2 机械加工余量的确定以及锻件公差选择.33.3 模锻斜度.53.4 圆角半径.63.5 冲孔连皮.63.6 锻件技术要求.74.计算锻件主要参数.85.锤上模锻工艺.95.1 锻锤吨位的确定.95.2 确定飞边槽的形状和尺寸.96.确定坯料尺寸.127.确定加热方法和锻造温度.137.1 确定加热方式.137.2 确定锻造温度范围.138.确定热处理方法和要求.149.锤用模锻结构设计.1510.结论.2611.参考文献.2712.致谢.2811.计任务零件

9、图的材料性能分析40Cr 成分：碳 0.370.45，硅 0.170.37，锰 0.50.8，铬0.81.1 退火硬度：小于 207HBS 正火硬度：小于 250HBS 调质处理：试样直径：25mm，850 度淬火加热油淬，520 度回火后：抗拉强度 1000 兆帕，屈服强度 800 兆帕，延伸率 9，断面收缩率 45，冲击韧性 588 千焦/平方米。 图 1.1 零件图齿轮参数：模数 M=4, 齿数 Z=2522.模锻工艺以及模锻方法的选择同一锻件可以在不一样的设备采用不同工艺制造，当生产批量较大时，可采取模锻锤或热模锻压力机；若批量不大时，可使用螺旋压力机或自由锻锤上胎模锻及固定摸模锻。此

10、锻件的要求是大批量生产，使用锤上模锻的方法。因为本次设计零件为圆饼类零件，应下料后的毛坯进行墩粗，墩粗成形后终锻成形，采取变形工步为：墩粗终锻。33 锻件图设计3.1 确定分模面位置选择分模面遵循的最基本原则：(1)为了使锻模构造简单，防止上、下模错移，分模位置采用直线式(2)头部尺寸较大的长轴类锻件，不适合直线式分模，为使锻件较深尖角处充满，采取折线式分模，使上下模的模膛深度大致相等。(3)为了便于模锻，切边模加工制造和减少金属消耗，当圆饼类锻件的 H D 时，应采用径向分模，不选轴向分模。(4)根据以上原则，本图分模面选在截面积最大的水平位置。3.2 机械加工余量的确定以及锻件公差的选择机

11、械加工余量也往往不是越小越好，为了将锻件的脱碳层以及表面细小裂纹去掉，留有一定的加工余量也是有必要的。图 3.1 模锻件内外表面加工余量43.2.1 锻件复杂系数V1=1/3r253=155824mm 3, V2=r210=33166mm 3, V3=1/3r232.5=35930mm 3, V4=r235=35607mm 3,即 S=Gd/Gb=Vd/Vb=(V1+V2-V3-V4)/343990=117453mm3/343990mm3=0.34S 在 0.320.63 范围内，因此形状复杂系数为 S2 级。图 3.2 钢种系数3.2.2 计算锻件质量锻件质量 m=pVd，其中 p材料密取

12、7.85g/cm3，V 锻件体积。取117.453mm3,经计算 m=pVd=7.85g/cm3117.453mm3=1.02kg ，估算锻件质量1.02kg3.2.3 锻件材质系数材质质数是根据材料可锻性难易程度划分等级的。由于材质系数不同，公差不同，钢锻件分为 M1 和 M2 两级M1：含碳量小于 0.65的碳钢或者合金元素总含量小于 3.0的合金刚M2:含碳量不小于 0.65的碳钢或合金元素总含量不小于 3.0的合金刚5此锻件为 40Cr 含碳量 0.370.450.65，材质系数为 M13.2.4 锻件精度等级锻件的精度等级通常分两级，普通级和精度机公差，锻件大批量生产，因此采用普通级公差。3.2.5 锻件公差和余量图 3.3 锻件公差和余量根据模锻手册查得，查的长宽高加工余量均为 2mm锻件长度尺寸为 105.7mm 公差 1.8（-0.6+1.2)锻件长度尺寸为 65mm 公差 1.6(-0.5+1.1)锻件长度尺寸为 36mm 公差 1.6(-0.5+1.1)锻件厚度尺寸为 39mm 公差 1.6(-0.5+1.1)内孔直径 36mm 公差 1.6(-0.5+1.1)错差值 0.6mm，残留飞边值 0.7mm