后鋼板彈簧吊耳鍛造工藝設計【含CAD圖紙、說明書】

后鋼板彈簧吊耳鍛造工藝設計【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,鋼板,彈簧,鍛造,鑄造,工藝,設計,cad,圖紙,說明書,仿單 工藝設計說明書 ?一、分析研究產品的零件圖 ?零件名稱：后鋼板彈簧吊耳 材料:35鋼 質量：2.6kg 產量:10000件 技術要求： 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重于成形、減少加工余量，還是側重于提高鍛件的力學性能。 （ 2 ）分析工廠的現(xiàn)有設備、技術力量和加工能力。 （ 3 ）分析鍛后零件性能可能變化的趨勢。 2. 零件結構形狀對鍛造適應性的分析 該零件的結構較為復雜，使用自由鍛造方法是很難實現(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的參數(shù)，綜合對鍛造工藝和方式的分析。對于粗糙度要求為12.5的表面選取加工余量為2mm。 五、確定坯料質量和鍛件尺寸 ?1 、確定坯料質量 坯料質量包括鍛件本身的質量、加熱時氧化燒損、切頭時的損失及沖孔時的芯料損失等。 ?(1) 計算鍛件質量 根據(jù)鍛件的形狀和基本尺寸，可計算出鍛件的質量： m 鍛＝ pV ＝3.35kg ?式中 m 鍛—鍛件質量；?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) 計算坯料質量 坯料的質量包括鍛件本身的質量、加熱時氧化燒損、切頭時的損失及沖孔時的芯料損失等。 m坯 ＝ m鍛 ＋ m燒 ＋ m切 ＋ m芯 ＝3.35+0.0777+0.47+0 ＝3.9kg ?式中 m坯 —坯料質量（ kg ）； ? m鍛 —鍛件質量（ kg ）； ? —氧化燒損的質量（ kg ）； ?—表示對拔長工件的切頭損失（ kg ）； ?—沖孔時沖掉的芯料損失（ kg ）； ?一般按下面經驗公式估算： 圓形截面 ＝ 1.81 ?矩形截面 ＝ 2.36 B2H 式中 —切頭質量（ 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 鋼坯拔長時所用截面A坯的大小應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＝Y1/2 D鍛 D鍛＝7.69cm 根據(jù)坯料總質量（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 對于鋼坯，為避免鐓粗時坯料產生彎曲，坯料高度H與其直徑D之比應滿足鐓粗規(guī)則，即 1.25≤H/D≤2.5 坯料直徑（D坯）或邊長（L）的計算方法是： 1） 按經驗公式 對圓坯料 D坯＝（0.8～1） 對方坯料 L＝（0.75～0.9） 2) 對實心圓盤類鍛件，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—預熱—預鍛―終鍛—除飛邊、毛刺—熱處理 零件的工藝分析 后鋼板彈簧吊耳共有三組加工表面，現(xiàn)分述如下： 1）以?37mm孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：一個?37mm的孔，尺寸為76mm的與?37mm孔相垂直的平面，其中主要加工表面為?37mm的孔； 2）以?30mm孔為中的加工表面 這一組加工表面包括：兩個?30mm的孔，以及尺寸為77與兩個?30mm 孔相垂直的內平面，以及兩個孔的外表面； 3）以?10.5mm孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：兩個?10.5mm的孔 一． 工藝規(guī)程設計 （一） 確定毛坯的制造形式 零件材料為35鋼，考慮到該零件在汽車中的受力并保證零件的工作可靠性，零件為中批生產，因此，毛坯可采用模鍛成型 （二） 基面的選擇 基準面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。 （1）粗基準的選擇。以?30mm孔一側端面為粗基準，以消除，，三個自由度，然后加一個輔助支承。 （2）精基準的選擇。根據(jù)基準重合和互為基準原則，選用設計基準作為精基準,當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。 （三） 制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理的保證。在生產綱領為中批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具來提高生產效率。除此以外，還應當考慮經濟效率，以便使生產成本盡量下降。 1.工藝路線方案一 工序Ⅰ 粗銑?37mm孔端面。 工序Ⅱ 粗鏜?37mm孔，倒角1.5×45°。 工序Ⅲ 粗銑?30mm孔外端面。 工序Ⅳ 粗銑?30mm孔內端面。 工序Ⅴ 擴，粗鉸? 30mm孔并加工倒角1×45°。 工序Ⅵ 粗鏜?37mm孔。 工序Ⅶ 半精銑?37mm孔端面。 工序Ⅷ 半精銑?37mm孔端面。 工序Ⅸ 鉆2-?10.5mm孔。 工序Ⅹ 銑寬為4mm的槽 工序Ⅺ 去毛刺。 工序Ⅻ 檢查。 2.工藝路線方案二 工序Ⅰ 粗銑?37mm孔端面。 工序Ⅱ 粗鏜?37mm孔，倒角1.5×45°。 工序Ⅲ 粗銑?30mm孔外端面。 工序Ⅳ 粗銑?30mm孔內端面。 工序Ⅴ 擴，粗鉸? 30mm孔并加工倒角1×45°。 工序Ⅵ 粗鏜?37mm孔。 工序Ⅶ 半精銑?37mm孔端面。 工序Ⅷ 半精銑?37mm孔端面。 工序Ⅸ 鉆2-?10.5mm孔。 工序Ⅹ 銑寬為4mm的槽 工序Ⅺ 去毛刺。 工序Ⅻ 檢查。 工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工?37mm孔端面，再以該加工平面為基準加工其余平面，最后加工各個孔；方案二是先以?30mm孔外端面為基準加工?37mm孔端面，再以?37mm孔端面為基準加工其它端面和孔。兩相比較可以看出，方案二遵循互為基準原則能夠較好的保證加工精度，對設備要求較低，而方案一工序比較集中，考慮實際設備條件，可將兩個方案進行綜合考慮。具體工藝過程如下： 工序Ⅰ 鍛造毛坯 工序Ⅱ 時效處理去應力 工序Ⅲ 銑?37mm孔端面。 工序Ⅳ 擴，粗鉸，精鉸?37mm孔并加工倒角1.5×45°。 工序Ⅴ 銑尺寸為77mm的孔端面。 工序Ⅵ 粗銑?30mm孔端面。 工序Ⅶ 鉆2-? 10.5mm孔。 工序Ⅷ 擴，粗鉸? 30mm孔并加工倒角1×45° 工序Ⅸ 銑寬為4mm的槽 工序Ⅹ 去毛刺 工序Ⅺ 檢查。 （四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “后鋼板彈簧吊耳”零件材料為35鋼，毛坯重量約為2.6Kg，生產 類型為中批生產，采用鍛造。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的餓機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1.?37mm孔 毛坯為空心，參照《機械加工工藝手冊》，確定工序尺寸為 Z=2.6mm。 由鍛件復雜系數(shù)為S1,鍛件材質系數(shù)取M1, 毛坯尺寸為?34.4。根據(jù)《機械加工工藝手冊》加工余量分別為： 粗鏜：?36mm 2Z=1.6mm 精鏜：?36mm 2Z=1.0mm 2.?30mm孔 毛坯為空心，參照《機械加工工藝手冊》，確定工序尺寸為 Z=2.0mm。 由鍛件復雜系數(shù)為S1,鍛件材質系數(shù)取M1, 毛坯尺寸為?26根據(jù)《機械加工工藝手冊》加工余量分別為： 擴孔：?29.8mm 2Z=1.8mm 鉸孔：?30mm 2Z=0.2mm 4 3. ?37mm孔、?30mm孔端面的加工余量 參照《機械加工工藝手冊》，取加工精度F2 ,由鍛件復雜系數(shù)為S3, 兩孔外側單邊加工余量為Z=2mm。鍛件材質系數(shù)取M1, 復雜系數(shù)為S3, 確定鍛件偏差為 mm和mm。 根據(jù)《機械加工工藝手冊》加工余量分別為： ?37mm孔端面： 粗銑 2Z=3.0mm 精銑 2Z=1.0mm ?30mm孔端面： 粗銑 2Z=4.0mm 4. ?10.5mm孔 毛坯為實心，不出孔 ，為自由工差。根據(jù)《機械加工工藝手冊》加工余量分別為： 鉆孔：?10.5mm 2Z=10.5mm 由于本設計規(guī)定的零件為中批生產，可采用調整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，可按調整法加工方式予以確定。 毛坯名義尺寸：122+2×2=126mm 毛坯最大尺寸：126+2×1.3=128.6mm 毛坯最小尺寸：126-2×0.7=124.6mm 銑后最大尺寸：122+0=122mm 銑后最小尺寸：122-0.17=121.83mm 將以上計算的工序間尺寸及公差整理成下表： （mm） 工 序 工 尺 加 寸 鍛造毛坯 銑削加工 ?30mm孔處 加工前 最大 128.6 mm 最小 124.6 mm 加工后 最大 128.6 mm 112 mm 最小 124.6 mm 121.83 mm 加工余量 （單邊） 2 mm 最大 3.65 mm 最小 1.435 mm 加工公差 mm -0.17/2 mm （五） 確定切削用量及基本工時 工序Ⅲ：粗銑?37mm孔端面。本設計采用查表法確定切削用量。 1. 加工條件 工件材料：35鋼，鍛造。 加工要求：銑?37mm端面，Ra6.3μm。 機床：X51立式銑床。 刀具：YT15硬質合金面銑刀，齒數(shù)Z=5，=100mm。 2. 計算切削用量 根據(jù)《切削手冊》 mm/z 切削速度：根據(jù)相關手冊 取 m/min （r/min） 現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)機床說明書，取n=375 r/min。 故實際切削速度 （m/min） 當n=375 r/min時，工作臺每分鐘進給量應為 （mm/min） 查機床說明書，取 mm/min 切削工時 （min） 為加工一側端面的時間，總工時 （min） 工序Ⅳ 擴，粗鉸，精鉸?37mm孔并加工倒角1.5×45°。 根據(jù)《機械加工工藝手冊》查得加工?37mm孔的進給量?=0.3——1.0mm，按機床 規(guī)格取=0.6mm，切削速度，根據(jù)相關手冊及機床說明書，取v=30mm/s，加工孔徑=?36mm。則 （r/min） 根據(jù)機床選取n=300 r/min。 實際切削速度 （m/min） 切削工時 （min） 工序Ⅴ 銑尺寸為77mm的孔端面。 根據(jù)《切削手冊》 mm/z 切削速度：根據(jù)相關手冊 取 m/min 刀具與工序Ⅰ所使用刀具相同 mm （r/min） 現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)機床說明書，取n=300 r/min。 故實際切削速度 （m/min） 當n=300 r/min時，工作臺每分鐘進給量應為 （mm/min） 查機床說明書，取 mm/min 切削工時 （min） 為加工一側端面的時間，總工時 （min） 工序Ⅵ 粗銑?30mm孔兩端面。 根據(jù)《切削手冊》 mm/z 切削速度：根據(jù)相關手冊 取 m/min 刀具與工序Ⅰ所使用刀具相同 mm （r/min） 現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)機床說明書，取n=300 r/min。 故實際切削速度 （m/min） 當n=300 r/min時，工作臺每分鐘進給量應為 （mm/min） 查機床說明書，取 mm/min 切削工時 （min） 為加工一側端面的時間，總工時 （min） 工序Ⅴ 銑尺寸為77mm的孔端面。 工序Ⅵ:精鉸孔至?37mm 根據(jù)《機械加工工藝手冊》查得 f=0.5mm/r n=1000r/min=16.6r/s 切削速度 v=40m/min=0.67m/s 切削工時 （min） 工序Ⅵ 銑?30mm孔兩端面。 根據(jù)《切削手冊》 mm/z 切削速度：根據(jù)相關手冊 取 m/min （r/min） 現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)機床說明書，取n=375 r/min。 故實際切削速度 （m/min） 當n=375 r/min時，工作臺每分鐘進給量應為 （mm/min） 查機床說明書，取 mm/min 切削工時 （min） 為加工一側端面的時間，總工時 （min） 半精銑?30mm孔端面。 根據(jù)《切削手冊》 mm/z 切削速度：根據(jù)相關手冊 取 m/min 刀具與工序Ⅰ所使用刀具相同 mm （r/min） 現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)機床說明書，取n=300 r/min。 故實際切削速度 （m/min） 當n=300 r/min時，工作臺每分鐘進給量應為 （mm/min） 查機床說明書，取 mm/min 切削工時 （min） 為加工一側端面的時間，總工時 （min） 工序Ⅶ 鉆2-? 10.5mm孔。 確定進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》 鍛件硬度149-187HBS 取=0.234 mm/r。 切削速度：根據(jù)相關手冊，查得切削速度 m/min ，所以 （r/min） 根據(jù)機床說明書選取n=394 r/min， 故實際切削速度 （m/min） 切削工時 （min） 工序Ⅷ 擴，粗鉸? 30mm孔并加工倒角1×45° 確定進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》 =0.81 mm/r。 切削速度：根據(jù)相關手冊，查得切削速度m/min ，所以 （r/min） 根據(jù)機床說明書選取n=140 r/min， 故實際切削速度 （m/min） 切削工時 （min） 確定進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》 =1.17 mm/r。 切削速度：根據(jù)相關手冊，查得切削速度m/min ，所以 （r/min） 根據(jù)機床說明書選取n=63 r/min， 故實際切削速度 （m/min） 切削工時 （min） 工序工序Ⅸ 銑寬為4mm的槽 根據(jù)《切削手冊》 mm/z 切削速度：根據(jù)相關手冊 取 m/min 刀具采用YT15硬質合金面銑刀， mm （r/min） 根據(jù)機床說明書，取n=600 r/min。故實際切削速度 （m/min） 當n=600r/min時，工作臺每分鐘進給量應為 （mm/min） 查機床說明書，取 mm/min 切削工時 （min） 最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結果，連同其他加工數(shù)據(jù)一并填入機械加工工序過程綜合卡片。 七、鍛造設備的選擇 選定鍛造設備的依據(jù)是鍛件的材料、尺寸和質量，同時，還要適當考慮車間現(xiàn)有的設備條件。設備噸位太小，鍛件內部鍛不透，質量不好，生產率也低；設備噸位太大，不僅造成設備和動力的浪費，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，參考模鍛設計手冊，按1～2 t 錘飛邊槽尺寸考慮，假定飛邊平均寬度為23mm 。總的變形面積S＝240.312。按雙作用模鍛錘噸位確定的經驗公式 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為C41-150 ,1.5噸模鍛錘。 八、加熱溫度及加熱時間的確定 （ 1 ）查手冊可得：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 ）以經驗公式確定加熱時間 τ＝ KD ＝0.10*10.86 ＝1.1h 式中 τ—加熱時間，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 。 ?? 以上方法是生產中常采用的經驗數(shù)據(jù)法，其理論根據(jù)是鐵碳合金狀態(tài)圖的碳的質量分數(shù)。應注意適當控制溫度范圍，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℃，加熱時間為66min。 十、 變形或缺陷分析 鍛件的缺陷包括表面缺陷和內部缺陷。有的鍛件缺陷會影響后續(xù)工序的加工質量，有的則嚴重影響鍛件的性能，降低所制成品的使用壽命，甚至危及安全。因此，為了提高鍛件質量，避免鍛件缺陷的產生，應采取相應的工藝對策，同時還應加強生產過程的質量控制。以下是對鍛造工藝在鍛造中的各種缺陷進行分析 針對以上的缺陷，我們在設計的時候應該盡量做到：坯料要選擇好，務必除去坯料上的細小裂紋，以免鍛后裂紋擴大而造成表面裂紋；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淬火加熱時間太短；③回火溫度太高；④多次加熱引起鍛件表面嚴重脫碳；⑤鋼的化學成分不合格等。 由于鍛后熱處理工藝不當而造成的鍛件硬度過高的原因是：①正火后冷卻太快；②正火或回火加熱時間太短；③鋼的化學成分不合格等。造成硬度不均的主要原因是熱處理工藝規(guī)定不當，例如一次裝爐量過多或保溫時間太短；或加熱引起鍛件局部脫碳等，在實際的生產中應該盡量避免這些問題，同時要避免多次加熱，正火后冷卻不要太快，正火時間要保持。因為該零件過小，加熱的時候尤其要注意加熱的溫度和時間，不要引起過燒。 附：工藝說明： 1、 圖上未標注的模鍛斜度7° 2、 圖上未標注的圓角半徑1.5mm 3、 允許的錯差量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