后鋼板彈簧吊耳鍛造工藝設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】
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工藝設(shè)計(jì)說明書
?一、分析研究產(chǎn)品的零件圖
?零件名稱:后鋼板彈簧吊耳
材料:35鋼
質(zhì)量:2.6kg
產(chǎn)量:10000件
技術(shù)要求:
1、鑄造拔模斜度不大于7°
2、硬度HBS149-187
3、涂漆
二、鍛造工藝性分析
??1. 加工目的、環(huán)境及鍛后現(xiàn)象分析
( 1 )分析零件鍛造的目的是側(cè)重于成形、減少加工余量,還是側(cè)重于提高鍛件的力學(xué)性能。
( 2 )分析工廠的現(xiàn)有設(shè)備、技術(shù)力量和加工能力。
( 3 )分析鍛后零件性能可能變化的趨勢(shì)。
2. 零件結(jié)構(gòu)形狀對(duì)鍛造適應(yīng)性的分析
該零件的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,使用自由鍛造方法是很難實(shí)現(xiàn)的,且由于該零件的材料為炭鋼,塑性很好,采用模鍛加工后即可以滿足零件的鍛造要求。
?三、 繪制鍛件圖
鍛件圖是根據(jù)零件圖繪制的。模鍛件圖是在零件圖的基礎(chǔ)上考慮了加工余量、鍛造公差、工藝余塊等參數(shù)后繪制而成的。
四、參數(shù)選擇
參數(shù)選擇主要依據(jù)該零件的機(jī)加工表面粗糙度要求,以及加工表面的幾何尺寸大小,利用專門的查詢工具查找相應(yīng)的參數(shù),綜合對(duì)鍛造工藝和方式的分析。對(duì)于粗糙度要求為12.5的表面選取加工余量為2mm。
五、確定坯料質(zhì)量和鍛件尺寸
?1 、確定坯料質(zhì)量
坯料質(zhì)量包括鍛件本身的質(zhì)量、加熱時(shí)氧化燒損、切頭時(shí)的損失及沖孔時(shí)的芯料損失等。
?(1) 計(jì)算鍛件質(zhì)量 根據(jù)鍛件的形狀和基本尺寸,可計(jì)算出鍛件的質(zhì)量:
m 鍛= pV
=3.35kg
?式中 m 鍛—鍛件質(zhì)量;?p —鍛件材料的密度( kg/dm3 ); V —鍛件的體積( dm3 );
(2)確定飛邊槽的形式和尺寸
選定飛邊槽的尺寸為(選Ⅰ型飛邊槽):
h飛=1mm , h1=4mm , b=8mm , b1=25mm , R=2mm , S飛=120 mm2 。
飛邊體積 V飛=710×0.7×120=59640 mm3
M切=0.059640*7.85=0.47kg
? (3) 計(jì)算坯料質(zhì)量 坯料的質(zhì)量包括鍛件本身的質(zhì)量、加熱時(shí)氧化燒損、切頭時(shí)的損失及沖孔時(shí)的芯料損失等。
m坯 = m鍛 + m燒 + m切 + m芯
=3.35+0.0777+0.47+0
=3.9kg
?式中 m坯 —坯料質(zhì)量( kg );
? m鍛 —鍛件質(zhì)量( kg );
? —氧化燒損的質(zhì)量( kg );
?—表示對(duì)拔長工件的切頭損失( kg );
?—沖孔時(shí)沖掉的芯料損失( kg );
?一般按下面經(jīng)驗(yàn)公式估算:
圓形截面 = 1.81
?矩形截面 = 2.36 B2H
式中 —切頭質(zhì)量( kg );
?D —切頭部分直徑( dm );
?B —切頭部分寬度( dm );
?H —切頭部分高度( dm )。
?2 、確定坯料尺寸
(1)采用拔長法鍛制鍛件時(shí)
鋼坯拔長時(shí)所用截面A坯的大小應(yīng)保證能夠得到所要求的鍛造比,即
A坯≥YA鍛
≥2.2*59
≥130cm2
式中 Y—鍛造比;取2.2
1)按坯料最小橫截面積(A坯),求出直徑D坯,即
A坯= D2坯
D坯=11.40cm
2) 按鍛造比Y及鍛件最大橫截面積求出D坯,即
Y= A坯/A鍛= D2坯/ D2鍛=D2坯/D2鍛
D2坯= Y D2鍛
D坯=Y(jié)1/2 D鍛
D鍛=7.69cm
根據(jù)坯料總質(zhì)量(前已求出),可得出坯料體積(V坯)由此即可確定坯料長度(L坯),即
V坯=m坯/ρ
=3.4627/7.85
=441cm3
L坯=V坯/ A坯= V坯/ D2坯
=441.1/129.7
=3.5 cm
(2)采用鐓粗法鍛制鍛件時(shí)
對(duì)于鋼坯,為避免鐓粗時(shí)坯料產(chǎn)生彎曲,坯料高度H與其直徑D之比應(yīng)滿足鐓粗規(guī)則,即
1.25≤H/D≤2.5
坯料直徑(D坯)或邊長(L)的計(jì)算方法是:
1) 按經(jīng)驗(yàn)公式
對(duì)圓坯料 D坯=(0.8~1)
對(duì)方坯料 L=(0.75~0.9)
2) 對(duì)實(shí)心圓盤類鍛件,可按鍛件橫截面積(A鍛)及所選定的鍛造比Y來計(jì)算
Y=A鍛/A坯
A坯=A鍛/Y
=26.8cm2
而 A坯= D2坯 A鍛= D2鍛=59cm
即 D2坯 = D2鍛/Y
=59/2.2
=26.8cm
所以 D坯=10.85cm
由此,可求出坯料高度H坯,
H坯=V坯/A坯=V坯/ D2坯(V坯=m坯/ )
=441.1/26.81
=16.45cm
查表得:D 坯=11cm
六、確定工序
制坯-下料—預(yù)熱—預(yù)鍛―終鍛—除飛邊、毛刺—熱處理
七、鍛造設(shè)備的選擇
選定鍛造設(shè)備的依據(jù)是鍛件的材料、尺寸和質(zhì)量,同時(shí),還要適當(dāng)考慮車間現(xiàn)有的設(shè)備條件。設(shè)備噸位太小,鍛件內(nèi)部鍛不透,質(zhì)量不好,生產(chǎn)率也低;設(shè)備噸位太大,不僅造成設(shè)備和動(dòng)力的浪費(fèi),而且操作不便,不安全。
總變形面積為鍛件在水平面上的投影面積與飛邊水平投影面積之和,參考模鍛設(shè)計(jì)手冊(cè),按1~2 t 錘飛邊槽尺寸考慮,假定飛邊平均寬度為23mm ??偟淖冃蚊娣eS=240.312。按雙作用模鍛錘噸位確定的經(jīng)驗(yàn)公式
M= 6.3KS = 6.3×1×240.312 ≈ 1513.97㎏
該零件為小型鍛件故選用鍛錘型號(hào)為C41-150 ,1.5噸模鍛錘。
八、加熱溫度及加熱時(shí)間的確定
( 1 )查手冊(cè)可得:30鋼正火
加熱溫度:850~1000℃
冷卻方式熱處理規(guī)范:空冷
硬度:HB≤179
( 2 )以經(jīng)驗(yàn)公式確定加熱時(shí)間
τ= KD
=0.10*10.86
=1.1h
式中 τ—加熱時(shí)間,單位為 h ;
? ?D —斷面直徑或邊長,單位為 cm ;
? ?K —系數(shù),低碳鋼 K 取 0.10 ~ 0.15 ,高碳鋼 K 取 0.20 ~ 0.30 ,一般合金鋼 K 取 0.15 ~ 0.20 。
?? 以上方法是生產(chǎn)中常采用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法,其理論根據(jù)是鐵碳合金狀態(tài)圖的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。應(yīng)注意適當(dāng)控制溫度范圍,以防止晶粒粗大和塑性降低。
九、鍛后熱處理
?????一般情況,30鋼為低碳鋼采用正火、空冷。加熱溫度為850-900℃,加熱時(shí)間為66min。
十、 變形或缺陷分析
鍛件的缺陷包括表面缺陷和內(nèi)部缺陷。有的鍛件缺陷會(huì)影響后續(xù)工序的加工質(zhì)量,有的則嚴(yán)重影響鍛件的性能,降低所制成品的使用壽命,甚至危及安全。因此,為了提高鍛件質(zhì)量,避免鍛件缺陷的產(chǎn)生,應(yīng)采取相應(yīng)的工藝對(duì)策,同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制。以下是對(duì)鍛造工藝在鍛造中的各種缺陷進(jìn)行分析
針對(duì)以上的缺陷,我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該盡量做到:坯料要選擇好,務(wù)必除去坯料上的細(xì)小裂紋,以免鍛后裂紋擴(kuò)大而造成表面裂紋;備料上一定要將棒料斷面的凸芯除掉,以免在沖孔和平整端面的時(shí)候引起凸芯開裂;加熱溫度不要太高也不要太低,把握好加熱溫度和加熱時(shí)間,盡量不要在氧化性氣氛里加熱,不要加熱過快或者加熱過慢;由于鍛后熱處理工藝不當(dāng)而造成的鍛件硬度不夠的原因是:①淬火溫度太低;②淬火加熱時(shí)間太短;③回火溫度太高;④多次加熱引起鍛件表面嚴(yán)重脫碳;⑤鋼的化學(xué)成分不合格等。 由于鍛后熱處理工藝不當(dāng)而造成的鍛件硬度過高的原因是:①正火后冷卻太快;②正火或回火加熱時(shí)間太短;③鋼的化學(xué)成分不合格等。造成硬度不均的主要原因是熱處理工藝規(guī)定不當(dāng),例如一次裝爐量過多或保溫時(shí)間太短;或加熱引起鍛件局部脫碳等,在實(shí)際的生產(chǎn)中應(yīng)該盡量避免這些問題,同時(shí)要避免多次加熱,正火后冷卻不要太快,正火時(shí)間要保持。因?yàn)樵摿慵^小,加熱的時(shí)候尤其要注意加熱的溫度和時(shí)間,不要引起過燒。
附:工藝說明:
1、 圖上未標(biāo)注的模鍛斜度7°
2、 圖上未標(biāo)注的圓角半徑1.5mm
3、 允許的錯(cuò)差量0.6mm
4、 允許的殘留飛邊量0.7mm
5、 允許的表面缺陷深度0.5mm
6、 鍛件熱處理:回火HB180。
7、 為了便于檢查淬火裂紋,采用酸洗
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