汽車前軸熱模鍛工藝設(shè)計(jì)論文

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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ）BACHELOR DISSERTATION論文題目： 汽車前軸熱模鍛工藝設(shè)計(jì) 學(xué)位類別： 工學(xué)學(xué)士 學(xué)科專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 作者姓名：導(dǎo)師姓名：完成時(shí)間：汽 車 前 軸 熱 模 鍛 工 藝 設(shè) 計(jì)摘 要沖 擊 載 荷 大 、 形 狀 復(fù) 雜 的 汽 車 前 軸 對(duì) 強(qiáng) 度 、 剛 度 和 疲 勞 壽 命 的 要 求 更 苛 刻 ，因 為 它 的 質(zhì) 量 直 接 或 間 接 的 影 響 到 汽 車 的 驅(qū) 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 平 穩(wěn) 性 和 車 輛 荷 載 的 安 全 行駛 。 所 以 必 須 通 過(guò) 模 鍛 成 形 來(lái) 熱 模 鍛 卡 車 和 大 型 客 車 的 前 軸 ， 來(lái) 確 保 零 件 的 強(qiáng) 度和 疲 勞 壽 命 指 標(biāo) 。熱 模 鍛 ， 是 鍛 造 工 藝 技 術(shù) 的 一 種 ， 一 般 是 指 將 金 屬 毛 坯 加 熱 至 高 于 材 料 再 結(jié)晶 溫 度 ， 利 用 模 具 將 金 屬 毛 坯 塑 性 成 形 為 鍛 件 形 狀 和 尺 寸 的 精 密 鍛 造 方 法 ?，F(xiàn) 在 , 120MN 熱 模 鍛 壓 機(jī) 作 為 一 個(gè) 整 體 模 鍛 汽 車 前 軸 的 生 產(chǎn) 工 藝 越 來(lái) 越 普遍 ,并 明 顯 提 高 了 工 藝 和 模 具 設(shè) 計(jì) 的 水 平 。 但 為 了 達(dá) 到 提 高 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 和 降 低 生 產(chǎn)成 本 的 要 求 ,單 件 重 量 超 過(guò) 95kg 的 卡 車 前 軸 和 載 貨 汽 車 前 軸 ,在 生 產(chǎn) 過(guò) 程 中 還存 在 不 少 困 難 和 問(wèn) 題 。 這 篇 文 章 是 以 典 型 載 貨 汽 車 前 軸 作 為 對(duì) 象 ， 來(lái) 分 析 和 介紹 G312 汽 車 前 軸 的 模 鍛 工 藝 和 模 具 設(shè) 計(jì) 。關(guān)鍵詞：汽車前軸；熱模鍛；模具設(shè)計(jì)；熱校正；熱處理Automobile Front Axle Hot Die Forging Process DesignABSTRACTImpact load, complex shape front axle strength, stiffness and fatigue life requirements for more demanding, because safe driving stability and vehicle affect its quality is directly or indirectly to the car's drive system load. It must be shaped to hot forging axle trucks and large buses by swaging, to ensure the strength and fatigue life of the index components.Hot forging, a forging technology, generally refers to the metal blank is heated to a temperature above the recrystallization temperature of the material, the use of metal mold plastic forming blank forging method for precision forging shapes and sizes.Now, 120 MN hot die forging press die forging of automobile front axle production process as a whole is becoming more common, and improve the level of technology and die design. But in order to improve product quality and reduce production costs, for more than 95 kg of truck front axle and truck front axle, many difficulties and problems still exist in the process of production. This article is based on a typical truck front axle as an object, to analyze and introduce G312 die forging technology and die design of automobile front axle.KEY WORD：Automobile front axle；Hot-die forge；Design of die；Thermal correction； Heat treatment目 錄第 一 章 緒 論 .11.1 課 題 的 背 景 及 意 義 11.2 汽 車 前 軸 熱 模 鍛 工 藝 及 國(guó) 內(nèi) 外 研 究 現(xiàn) 狀 .11.2.1 國(guó) 外 前 軸 鍛 件 生 產(chǎn) 技 術(shù) 的 發(fā) 展 .11.2.2 早 期 國(guó) 內(nèi) 前 軸 的 一 些 生 產(chǎn) 工 藝 .21.3 課 題 研 究 的 主 要 內(nèi) 容 .2第 二 章 鍛 件 的 工 藝 分 析 及 相 關(guān) 模 膛 設(shè) 計(jì) .32.1 鍛 件 結(jié) 構(gòu) 的 分 析 32.2 鍛 件 圖 的 分 析 32.2.1 分 模 位 置 32.2.2 模 鍛 斜 度 42.2.3 鍛 件 圓 角 半 徑 52.2.4 鍛 件 熱 處 理 52.3 鍛 件 加 工 工 藝 初 步 擬 定 52.4 鍛 件 基 本 參 數(shù) 分 析 62.5 熱 模 鍛 壓 力 機(jī) 的 噸 位 選 擇 62.5.1 模 鍛 力 .62.5.2 設(shè) 備 規(guī) 格 選 擇 72.6 制 坯 工 步 分 析 72.6.1 制 坯 工 步 設(shè) 計(jì) 要 求 72.6.2 制 坯 工 步 選 擇 72.6.3 確 定 原 毛 坯 尺 寸 72.6.4 前 軸 輥 鍛 模 的 設(shè) 計(jì) 82.6.5 前 軸 彎 曲 模 設(shè) 計(jì) .112.7 終 鍛 模 膛 設(shè) 計(jì) .112.7.1 模 膛 尺 寸 .112.7.2 飛 邊 槽 尺 寸 的 確 定 .122.8 切 邊 模 設(shè) 計(jì) .132.8.1 壓 力 機(jī) 的 選 取 .132.8.2 切 邊 凸 、 凹 模 間 隙 .142.8.3 切 邊 凹 模 結(jié) 構(gòu) .142.8.4 切 邊 凹 、 凸 模 的 固 定 .142.9 熱 校 正 模 膛 設(shè) 計(jì) .142.9.1 熱 校 正 模 膛 設(shè) 計(jì) 要 求 .142.9.2 校 正 模 膛 尺 寸 分 析 .152.10 汽 車 前 軸 熱 模 鍛 工 藝 流 程 最 終 確 定 15第 三 章 汽 車 前 軸 熱 模 鍛 模 架 設(shè) 計(jì) 和 主 要 模 具 裝 配 圖 173.1 模 架 設(shè) 計(jì) .173.1.1 概 述 .173.1.2 基 本 要 求 .173.1.3 模 架 結(jié) 構(gòu) 形 式 .173.1.4 模 架 設(shè) 計(jì) 依 據(jù) 及 內(nèi) 容 .173.1.5 導(dǎo) 向 裝 置 .193.1.6 頂 料 裝 置 .213.2 終 鍛 模 具 裝 配 圖 及 相 關(guān) 零 件 圖 設(shè) 計(jì) .233.2.1 模 架 結(jié) 構(gòu) 形 式 .233.2.2 模 塊 尺 寸 .233.2.3 模 塊 承 壓 強(qiáng) 度 校 核 .233.2.4 模 架 主 要 部 件 尺 寸 確 定 .233.2.5 導(dǎo) 向 裝 置 .243.2.6 導(dǎo) 柱 導(dǎo) 套 的 設(shè) 計(jì) .243.3 切 邊 模 裝 配 圖 及 相 關(guān) 零 件 圖 設(shè) 計(jì) .243.3.1 切 邊 凸 、 凹 模 座 設(shè) 計(jì) .243.3.2 卸 飛 邊 裝 置 .253.3.3 切 邊 模 總 裝 配 圖 .253.4 熱 校 正 模 具 裝 配 圖 及 相 關(guān) 零 件 圖 設(shè) 計(jì) .253.4.1 模 架 各 部 分 尺 寸 確 定 .253.4.2 熱 校 正 模 具 總 裝 配 圖 .26第 四 章 結(jié) 論 27參 考 文 獻(xiàn) .28致 謝 .290第 一 章 緒 論1.1 課題的背景及意義汽 車 前 軸 生 產(chǎn) 制 造 已 經(jīng) 隨 著 汽 車 工 業(yè) 的 快 速 發(fā) 展 有 了 很 大 進(jìn) 步 ， 所 以前 軸 質(zhì) 量 也 引 起 了 越 來(lái) 越 多 的 關(guān) 注 。 汽 車 前 軸 (也 被 稱 為 前 橋 )是 汽 車 底 盤的 重 要 組 成 部 分 ,由 于 它 在 劇 烈 的 沖 擊 載 荷 下 運(yùn) 動(dòng) ,需 承 受 較 大 的 扭 轉(zhuǎn) 、 彎曲 等 復(fù) 雜 負(fù) 荷 所 產(chǎn) 生 的 交 變 應(yīng) 力 ,從 而 容 易 導(dǎo) 致 塑 性 和 彈 性 變 形 。 為 了 避 免車 毀 人 亡 的 惡 性 事 故 的 發(fā) 生 ,對(duì) 前 軸 的 制 造 技 術(shù) 要 求 越 來(lái) 越 高 ,被 汽 車 行 業(yè)所 重 視 的 程 度 也 愈 來(lái) 愈 高 ,因 此 通 常 國(guó) 外 把 其 又 稱 作 “保 安 件 ”。 汽 車 前 軸 具 有 復(fù) 雜 的 幾 何 形 狀 ， 并 且 要 承 受 更 多 的 負(fù) 載 ， 所 以 需 要 高 彎曲 強(qiáng) 度 和 疲 勞 壽 命 ， 它 的 輥 鍛 成 形 的 技 術(shù) 以 及 相 關(guān) 模 具 的 設(shè) 計(jì) 制 造 都 比 較 繁瑣 。通 過(guò) 該 設(shè) 計(jì) ， 我 們 學(xué) 會(huì) 了 自 己 去 思 考 ， 自 己 去 解 決 問(wèn) 題 ， 盡 管 設(shè) 計(jì) 過(guò) 程中 困 難 重 重 ， 仍 然 需 要 堅(jiān) 持 不 懈 的 研 究 下 去 ， 遇 到 不 懂 的 問(wèn) 題 要 虛 心 的 向 知識(shí) 淵 博 的 老 師 們 請(qǐng) 教 ， 如 此 可 增 強(qiáng) 對(duì) 剛 學(xué) 書 本 相 關(guān) 領(lǐng) 域 的 領(lǐng) 悟 能 力 和 鞏 固 所學(xué) 技 能 。 同 時(shí) 在 設(shè) 計(jì) 的 整 個(gè) 過(guò) 程 中 ， 應(yīng) 做 好 有 計(jì) 劃 的 工 作 ， 設(shè) 定 預(yù) 期 的 目 標(biāo) ，并 去 完 成 它 。1.2 汽車前軸模鍛工藝1.2.1 國(guó)外前軸鍛件的發(fā)展史二 十 世 紀(jì) 六 十 年 代 ， 120MN 熱 模 鍛 壓 力 機(jī) 的 發(fā) 明 ， 使 得 一 體 化 模 鍛G312 汽 車 前 軸 的 工 藝 成 為 可 能 。 而 在 應(yīng) 用 和 研 究 大 型 熱 模 鍛 壓 力 機(jī) 方 面 德國(guó) 始 終 處 于 世 界 前 列 ， 其 中 比 較 成 功 的 案 例 如 :德 國(guó) Rhine Starr 集 團(tuán) 和奧 姆 科 集 團(tuán) 率 先 研 發(fā) 的 熱 模 鍛 壓 力 機(jī) 鍛 造 56t 的 貨 車 前 軸 生 產(chǎn) 線 ； 吉 利 沃爾 沃 汽 車 研 發(fā) 集 團(tuán) 則 采 用 160MN 熱 模 鍛 壓 力 機(jī) 來(lái) 模 鍛 超 過(guò) 8t 載 貨 汽 車 的前 軸 。1.2.2 早期國(guó)內(nèi)前軸的一些生產(chǎn)工藝二 十 世 紀(jì) 七 十 年 代 ， 為 了 趕 上 世 界 最 先 進(jìn) 前 軸 鍛 造 技 術(shù) 腳 步 ， 全 套 的G312 前 軸 流 水 線 由 東 風(fēng) 汽 車 公 司 從 德 國(guó) 奧 姆 科 集 團(tuán) 引 進(jìn) ， 其 主 要 的 工 藝 流1程 為 用 中 頻 感 應(yīng) 器 加 熱 ?制 坯 輥 鍛 ?彎 曲 ?預(yù) 鍛 ?終 鍛 ?切 邊 ?熱 校 正 。這 種 流 程 的 優(yōu) 點(diǎn) 是 鍛 件 質(zhì) 量 好 ， 制 造 生 產(chǎn) 機(jī) 械 一 體 化 效 果 好 。1.3 課題研究的主要內(nèi)容本 課 題 主 要 研 究 內(nèi) 容 如 下 ：⑴ 根 據(jù) 所 給 的 冷 鍛 件 圖 紙 確 定 生 產(chǎn) 工 藝 流 程 ；⑵ 通 過(guò) 工 藝 分 析 ， 進(jìn) 行 各 個(gè) 模 膛 、 模 架 的 設(shè) 計(jì) ；⑶ CAD 畫 出 基 本 的 零 件 圖 和 裝 配 圖 ， 及 UG 零 件 圖 和 模 座 圖 。2第 二 章 鍛 件 的 工 藝 分 析 及 相 關(guān) 模 膛 設(shè) 計(jì)2.1 鍛件結(jié)構(gòu)的分析汽車前軸鍛件屬于平面彎曲軸線類的鍛件，分模面的類型為平面分模，鍛件在分模面上的彎曲度大，因此需要對(duì)坯料進(jìn)行彎曲變形。因?yàn)樵撳懠佸懗尚蜗鄬?duì)容易，僅中間凹槽部分有時(shí)較難充滿，但只要在該處設(shè)計(jì)一定阻力就可保證充滿，所以不必設(shè)置預(yù)鍛工步；又由于該鍛件具有工字型截面冷卻的時(shí)間快，因此不設(shè)置預(yù)鍛，故僅需采用一道終鍛成形即可。圖 1 汽車前軸零件圖2.2 鍛件圖的分析2.2.1 分模位置分模面位置一般選擇較易拔模的位置，它直接影響零件質(zhì)量，在選擇分模面時(shí)，需多加考慮，盡可能確保能選出最合適的分模面。一般情況下，在考慮拔模斜度的前提下，盡量將鍛件上較不平的地方避開(kāi)，再此基礎(chǔ)上，盡量選其截面最大的地方。分模位置如圖所示：3圖 2 前軸分模面2.2.2 模鍛斜度一般模鍛傾斜角度取 4°～8°，外模鍛傾斜角度一般常用 5°；在里面斜度可由相對(duì)尺寸而定，通常偏大些；該鍛件的技術(shù)條件表明模鍛斜度為 7°。如圖所示：圖 3 鍛件截面拔模斜度2.2.3 鍛件圓角半徑4鍛件外邊的圓角直徑的一半及模具模膛內(nèi)角直徑的一半，其大小直接影響模具壽命，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，模膛內(nèi)角直徑的一半過(guò)小易使應(yīng)力聚集在一處而裂開(kāi)。根據(jù)鍛件技術(shù)要求一般為 5mm。2.2.4 鍛件熱處理鍛件的熱處理是根據(jù)一定的熱處理規(guī)范進(jìn)行的，依據(jù)斷面尺寸、鍛件鋼種及技術(shù)要求等，結(jié)合并參考相關(guān)的手冊(cè)和資料制訂。其中需考慮的內(nèi)容有加熱溫度、冷卻方式及溫度維持不變的時(shí)間。普通鋼材 45#或 50#熱處理工藝：淬火溫度 840°—850°，溫度維持不變的時(shí)間為 98min；回火溫度 540°-550°，溫度維持不變的時(shí)間為 100min，硬度基本要求 HB241-285 最好。40Cr 熱處理工藝方法：40Cr 熱處理硬度基本要求：HRC24-28，以下步驟為轉(zhuǎn)軸熱處理工藝方法：硬度要求為：40Cr 材料，調(diào)質(zhì)后 HRC24-28熱處理工作：正火：850° ±10° 保溫 85 分 空冷淬火：850° ±10° 保溫 85 分 水冷回火：620° ±10° 保溫 120 分 水冷42CrMn 前軸熱處理工藝方法：正火：850° ±10° 保溫 90 分 空冷淬火：850° ±10° 保溫 90 分 介質(zhì)冷回火：620° ±10° 保溫 120 分 水冷42CrMn 的汽車前軸硬度要求為：HB285-333，為了確保所要求范圍內(nèi)的回火硬度，因此回火溫度需要在-10-+30℃之間適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。2.3 鍛件加工工藝初步擬定根據(jù)鍛件形狀和模鍛工藝特點(diǎn)，機(jī)械壓力機(jī)上的模鍛件可分為短軸類鍛件、長(zhǎng)軸類鍛件、彎曲長(zhǎng)軸類鍛件和擠壓類鍛件等四大類，每一類又可細(xì)分為若干組。5因此，由鍛件圖可以看出該鍛件第Ⅲ類彎曲長(zhǎng)軸類鍛件，這類鍛件又屬于平面彎曲軸線鍛件。初步確定其制坯工步為輥鍛 彎曲 （預(yù)鍛） 終鍛。?由于鍛件結(jié)構(gòu)較易成型，則可省去預(yù)鍛工步。圖 4 熱模鍛 G312 前軸流程圖2.4 鍛件基本參數(shù)分析根據(jù) UG 冷鍛圖和 CAD 二維圖可知：鍛件體積：11790564.4307mm3；質(zhì)量：94.4708kg；重量：926.4431N。在分模面前軸鍛件投影面積:124399.9mm2；（測(cè)量方法：打開(kāi) UG 零件圖，安裝注塑模向?qū)В髽?biāo)點(diǎn)擊注塑模工具，下拉菜單選擇計(jì)算面積，再將零件圖在 xy 面投影這樣就得出了該鍛件在平面圖上的投影面積。 ）鍛件周邊長(zhǎng)度：2384.474mm。鍛件毛坯的加工余量 鋼板座加 2mm 單面；拳頭部位加 3-4mm 雙面；管材直徑為鋼板座截面的 1.8 倍以上。2.5 熱模鍛壓力機(jī)的規(guī)格要求2.5.1 模鍛力6FkP21?式中 P—模鍛力（KN） ；k1—鋼種系數(shù) ；k2—金屬變形抗力 ； F—鍛 件 投 影 面 積 。F=(1244+238.447x2.4) =1816.3cm2， k1取 1.1， k2取 0.8； 則2cP=1.1x46x1816.3x0.8 KN=73523.8 KN。2.5.2 設(shè) 備 規(guī) 格 選 擇選 擇 機(jī) 械 壓 力 機(jī) 噸 位 時(shí) 盡 量 不 要 太 大 ， 以 便 于 安 穩(wěn) 的 工 作 ， 較 少 經(jīng) 費(fèi) 的消 耗 ， 故 選 用 現(xiàn) 有 的 120MN熱 模 鍛 壓 力 機(jī) 。2.6 制坯工步分析2.6.1 制 壞 工 步 注 意 事 項(xiàng)在 熱 模 鍛 像 G312這 樣 的 長(zhǎng) 軸 類 鍛 件 時(shí) ， 應(yīng) 該 多 注 意 力 學(xué) 的 分 析 。 直 接在 模 膛 內(nèi) 進(jìn) 行 鍛 造 的 一 般 原 料 會(huì) 產(chǎn) 生 飛 邊 槽 ， 而 容 納 在 飛 邊 槽 金 屬 的 多 少 又直 接 影 響 到 對(duì) 金 屬 的 利 用 率 ， 截 面 較 小 部 分 ， 如 果 有 大 量 金 屬 進(jìn) 了 飛 邊 槽 ，將 會(huì) 產(chǎn) 生 不 必 要 浪 費(fèi) ； 而 截 面 較 大 的 頭 部 ， 則 會(huì) 因 金 屬 不 足 ， 不 能 充 滿 。 所以 ， 長(zhǎng) 軸 類 鍛 件 應(yīng) 盡 可 能 多 的 去 分 析 其 橫 截 面 積 的 分 布 方 式 ， 進(jìn) 行 合 理 的 運(yùn)算 ， 才 能 夠 保 證 金 屬 的 利 用 率 達(dá) 到 一 定 的 程 度 ， 同 時(shí) 還 能 保 證 金 屬 能 夠 填 滿型 腔 ， 得 出 完 整 的 制 件 。2.6.2 制 坯 工 步 選 擇 根 據(jù) 對(duì) 該 鍛 件 的 分 析 ， 此 鍛 件 應(yīng) 采 用 輥 鍛 +彎 曲 工 步 。2.6.3 確 定 原 毛 坯 尺 寸根 據(jù) 公 式 ： =（ + ） （ 1+δ ） ， 坯V鍛 飛7式 中 ： —鍛 件 體 積 ；鍛V—飛 邊 體 積 ；飛—原 毛 坯 體 積 ；坯δ —金 屬 加 熱 損 耗 率 ?？?得 =11790564+1961399.67 =13751963.7 。坯Vm3m毛 坯 直 徑 按 計(jì) 算 它 的 最 大 的 截 面 積 ：坯DaxF=1.13 ，坯Dmax根 據(jù) 計(jì) 算 的 值 ,按 國(guó) 家 標(biāo) 準(zhǔn) 選 取 圓 鋼 ， 再 計(jì) 算 毛 坯 的 長(zhǎng) 度 。坯 坯L可 得 ： =95mm， =1800mm。坯D坯L2.6.4前 軸 輥 鍛 模 的 設(shè) 計(jì)G312汽 車 前 軸 的 輥 鍛 模 由 輥 鍛 制 坯 模 、 預(yù) 成 形 模 和 終 成 形 模 組 成 。 輥 鍛模 每 個(gè) 道 次 的 生 產(chǎn) 成 形 序 次 又 與 所 想 序 次 有 所 不 同 ， 利 用 熱 輥 鍛 件 圖 (加上 1.2％ 收 縮 率 的 輥 鍛 圖 尺 寸 )來(lái) 確 定 終 成 形 輥 鍛 模 的 型 槽 ， 而 預(yù) 成 形 輥 鍛模 型 槽 是 利 用 熱 預(yù) 成 形 輥 鍛 件 圖 確 定 的 ， 同 樣 利 用 熱 制 坯 圖 決 定 制 坯 模 型 槽 。輥 鍛 外 輪 廓 大 小 根 據(jù) 輥 鍛 機(jī) 的 輥 子 尺 寸 、 輥 之 間 的 距 離 大 小 等 機(jī) 器 的 標(biāo)注 參 數(shù) 來(lái) 確 定 。 圖 5是 用 來(lái) 制 造 G312汽 車 前 軸 的 輥 鍛 模 外 形 尺 寸 。 （ 利 用 壓環(huán) 固 定 模 塊 法 使 模 具 間 固 定 ）8圖 5 G312 前軸輥鍛模外形尺寸(1) 制 坯 模 的 設(shè) 計(jì)制 坯 模 是 決 定 最 終 制 坯 成 形 的 重 要 組 成 部 分 ， 使 下 一 步 預(yù) 成 形 輥 鍛 件 毛坯 制 作 更 為 簡(jiǎn) 潔 。 根 據(jù) 預(yù) 成 形 輥 鍛 毛 坯 的 尺 寸 、 外 形 以 及 根 據(jù) 截 面 圖 和 鍛 件圖 來(lái) 確 定 制 坯 模 （ 圖 6為 制 坯 圖 ） 。 用 于 設(shè) 計(jì) 的 制 坯 模 型 槽 是 加 入 1.2％ 的收 縮 率 后 得 到 的 。 為 了 滿 足 托 板 部 分 寬 度 的 尺 寸 要 求 ， G312汽 車 前 軸 鍛 件大 的 展 寬 量 同 樣 也 是 制 坯 模 所 需 要 考 慮 的 。 另 外 也 要 考 慮 后 續(xù) 工 序 中 輥 鍛 穩(wěn)定 性 和 對(duì) 稱 性 等 一 系 列 問(wèn) 題 。① 為 了 增 大 寬 展 量 ， 減 少 延 伸 量 ， 托 板 對(duì) 應(yīng) 地 方 的 型 槽 上 應(yīng) 該 有 橫 向 阻 力 槽 。② 為 了 接 下 來(lái) 的 預(yù) 成 形 型 槽 有 必 要 的 各 輥 鍛 穩(wěn) 定 性 、 對(duì) 稱 性 。 圖 6所 示 的禮 帽 型 (B—B切 面 )即 為 制 坯 型 槽 截 面 設(shè) 計(jì) ， 再 將 這 種 型 狀 的 毛 坯 翻 轉(zhuǎn)90。圖 6 鍛制坯簡(jiǎn)圖（ 2） 預(yù) 成 形 模 的 設(shè) 計(jì)G312前 軸 預(yù) 成 形 輥 鍛 件 圖 就 是 下 圖 。 圖 7加 放 1.2％ 收 縮 量 形 成 熱 預(yù) 成形 輥 鍛 件 圖 。9圖 7 成形輥鍛件圖(3) 終 成 形 模 的 設(shè) 計(jì)終 成 形 模 的 高 、 寬 按 照 熱 輥 鍛 件 圖 上 所 對(duì) 應(yīng) 的 高 寬 長(zhǎng) 度 來(lái) 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) ， 而長(zhǎng) 需 將 金 屬 質(zhì) 點(diǎn) 的 前 滑 現(xiàn) 象 考 慮 在 內(nèi) ， 比 較 常 用 的 方 法 是 在 熱 輥 鍛 件 圖 標(biāo) 準(zhǔn)上 減 去 前 滑 S， 才 能 使 輥 鍛 件 長(zhǎng) 度 符 合 要 求 。 相 對(duì) 其 他 鍛 件 前 軸 的 鍛 件 托 板 和 “拳 頭 ” 有 一 些 高 低 不 定 的 橫 向 、 縱 向 截 面 ， 相 應(yīng) 的 壓 下 量 呈 幾 何 函 數(shù)趨 勢(shì) ， 限 制 了 在 變 形 區(qū) 金 屬 的 隨 意 滑 動(dòng) ， 因 此 可 忽 略 不 計(jì) 這 兩 部 分 的 前 滑 。實(shí) 踐 表 明 在 生 產(chǎn) 過(guò) 程 中 取 G312前 軸 輥 鍛 件 前 滑 值 S3％ 。由 于 G312汽 車 前 軸 差 異 很 大 的 鍛 件 托 板 與 桿 部 高 ， 金 屬 在 成 形 時(shí) 較 深 型腔 處 有 積 水 和 油 ， 當(dāng) 內(nèi) 部 金 屬 溫 度 較 高 的 時(shí) 候 ， 相 應(yīng) 的 密 閉 區(qū) 域 內(nèi) 愈 來(lái) 愈 小 ，隨 著 越 來(lái) 越 大 的 壓 縮 蒸 汽 形 成 的 壓 力 會(huì) 導(dǎo) 致 壓 縮 蒸 汽 噴 發(fā) 時(shí) 容 易 造 成 以 下 不良 影 響 ：① 模 具 易 損 壞 ；② 使 托 板 充 不 滿 等 現(xiàn) 象 。(4) 型 槽 布 置型 槽 布 置 根 據(jù) 圖 8。 如 此 布 置 ： 1. 運(yùn) 送 熱 棒 料 的 時(shí) 間 被 大 大 減 少 了 2.當(dāng) 經(jīng) 過(guò) 輥 軋 變 形 力 最 大 的 第 三 道 次 時(shí) 輥 鍛 機(jī) 兩 機(jī) 架 的 受 力 比 較 勻 均 ， 對(duì) 金 屬的 形 成 形 狀 以 及 輥 鍛 平 穩(wěn) 性 起 著 不 可 或 缺 的 作 用 。10圖 8 輥鍛模排布圖2.6.5 前 軸 彎 曲 模 設(shè) 計(jì)圖 9 彎曲模膛結(jié)構(gòu)2.7 終鍛模膛設(shè)計(jì)2.7.1 模 膛 尺 寸⑴ 熱 鍛 件 圖 設(shè) 計(jì)G312汽 車 前 軸 熱 鍛 件 圖 是 根 據(jù) 冷 鍛 件 圖 來(lái) 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) ， 由 鍛 件 的 形 狀 以 及對(duì) 鍛 造 工 藝 的 要 求 ， 控 制 熱 鍛 件 圖 部 分 與 冷 鍛 件 圖 差 異 在 一 定 范 圍 內(nèi) 。 又 因?yàn)?金 屬 有 熱 脹 冷 縮 ， 所 以 設(shè) 計(jì) 熱 鍛 件 圖 時(shí) 熱 鍛 件 圖 上 長(zhǎng) 寬 高 應(yīng) 加 上 收 縮 率 ，由 此 得 出 熱 鍛 件 圖 所 需 尺 寸 ：11L=l·（ 1+δ ）式 中 L——熱 鍛 件 圖 尺 寸 ；l——冷 鍛 件 圖 尺 寸 ；δ ——終 鍛 溫 度 下 金 屬 的 收 縮 率 （ 取 1.2％ ）各 部 分 尺 寸 如 下 圖 所 示 ：圖 10 汽車前軸熱鍛件圖⑵ 終 鍛 模 膛 設(shè) 計(jì)由 熱 鍛 件 圖 可 以 準(zhǔn) 確 的 把 握 各 部 分 尺 寸 ， 終 鍛 模 膛 就 由 那 些 尺 寸 而 來(lái) 。2.7.2 飛 邊 槽 尺 寸 的 確 定機(jī) 械 壓 力 機(jī) 的 飛 邊 槽 型 式 最 基 本 的 有 兩 個(gè) 類 型 ， 像 下 圖 所 示 ：圖 11 飛邊槽型式12根 據(jù) 表 2-1確 定 終 鍛 飛 邊 的 長(zhǎng) 寬 高 ：表 2-1 終鍛模膛飛邊槽尺寸參 考 設(shè) 備 公 稱 壓 力 為 120MN熱 鍛 模 壓 力 機(jī) 所 確 定 的 數(shù) 值 ， 選 定 ：h=8mm,b=24mm,B=18mm,L=60mm,r1 =3mm,r2 =4mm。圖 12 飛邊槽尺寸圖2.8 切邊模設(shè)計(jì)2.8.1 壓 力 機(jī) 的 選 取根 據(jù) 公 式 : P=（ 1.5～ 1.8） S（ 2.5t+ ） b?cG式 中 =150MPa ； t=3mm；b?S—需 切 邊 鍛 件 周 長(zhǎng) ；—鍛 件 垂 直 方 向 正 公 差 。cG噸 位 /KN尺 寸 /mm 10000 16000 20000 25000 31500 40000 63000 80000 125000h 2 2 3 4 5 5 6 6 8b 10 10 10 12 15 15 20 20 24B 10 10 10 10 10 10 10 12 18L 40 40 40 50 50 50 60 60 60r1 1 1 1.5 1.5 2 2 2.5 2.5 3r2 2 2 2 2 3 3 4 4 413所 以 P=6573710.88～ 7888453.06N。一 般 在 10MN閉 式 單 點(diǎn) 壓 力 機(jī) 切 邊 是 可 行 的 ， 而 根 據(jù) 壓 力 機(jī) 的 裝 模 空 間 可知 ， 仍 需 選 用 120MN機(jī) 械 壓 力 機(jī) ， 其 工 作 臺(tái) 能 夠 裝 載 該 切 邊 模 。2.8.2 切 邊 凸 、 凹 模 間 隙一 般 為 簡(jiǎn) 化 模 具 ， 使 之 安 全 生 產(chǎn) 和 保 證 切 邊 質(zhì) 量 ， 沖 頭 和 凹 模 單 邊 間 隙取 0.8～ 1.5為 宜 。2.8.3 切 邊 凹 模 結(jié) 構(gòu)該 鍛 件 沿 凹 模 輪 廓 的 切 邊 刃 磨 損 情 況 都 比 較 均 勻 ， 則 切 邊 模 凹 模 采 用 整體 式 。 熱 切 邊 時(shí) ， 當(dāng) 鍛 件 為 曲 面 分 模 時(shí) ， 切 邊 模 的 凹 模 應(yīng) 該 與 鍛 模 分 模 面 一致 。 但 需 注 意 該 原 則 的 局 限 性 ， 分 清 是 規(guī) 則 的 平 面 分 模 面 還 是 不 規(guī) 則 的 非 平面 。 而 對(duì) 于 整 體 式 凹 模 ， 一 般 都 采 用 直 刃 口 。2.8.4 切 邊 凹 、 凸 模 的 固 定整 體 式 凹 模 一 般 用 斜 楔 固 定 在 模 座 上 ， 同 時(shí) 在 相 互 垂 直 的 方 向 上 裝 定 位螺 釘 ， 而 凸 模 一 般 直 接 在 壓 力 機(jī) 滑 塊 上 。切 邊 凹 、 凸 模 截 面 圖 如 下 圖 所 示 ：圖 13 切邊凸凹模截面2.9 熱校正模膛設(shè)計(jì)2.9.1 熱 校 正 模 膛 制 造 要 求校 正 模 膛 制 造 加 工 時(shí) 應(yīng) 該 注 意 鍛 件 有 時(shí) 會(huì) 有 些 面 無(wú) 法 受 力 的 情 況 ， 導(dǎo) 致其 垂 直 方 向 會(huì) 增 大 ， 從 而 影 響 到 了 鍛 件 的 精 度 和 質(zhì) 量 ， 這 時(shí) 就 需 要 一 定 的 空隙 緩 解 此 問(wèn) 題 ， 所 以 在 水 平 方 向 上 模 膛 和 鍛 件 間 應(yīng) 有 一 定 空 隙 ； 為 便 于 放 置14鍛 件 和 避 免 上 下 模 壓 下 時(shí) 因 擺 動(dòng) 而 刮 傷 鍛 件 ， 校 正 模 膛 應(yīng) 在 沿 分 模 面 方 向 作較 大 的 圓 角 ； 經(jīng) 切 邊 后 鍛 件 由 于 鍛 件 沒(méi) 有 飛 邊 和 夾 鉗 料 頭 ， 校 正 后 不 利 于起 模 ， 應(yīng) 在 模 膛 便 于 出 模 又 不 影 響 校 正 處 開(kāi) 個(gè) 缺 口 ， 以 便 于 鍛 件 取 出 。2.9.2 校 正 模 膛 尺 寸 分 析校 正 模 膛 所 鍛 壓 的 零 件 時(shí) 經(jīng) 過(guò) 切 除 飛 邊 形 成 ， 其 模 膛 所 成 形 的 零 件 尺 寸即 為 零 件 熱 鍛 件 尺 寸 。 同 時(shí) 在 校 正 模 的 模 膛 邊 緣 應(yīng) 作 出 大 約 為 R=3～ 5mm的 圓 角 ； 模 膛 的 表 面 粗 糙 度 一 般 為 ～ ； 制 造 公 差 如 下 表 所 示 ：8.0?aRm?61模 膛 尺 寸 深 度 尺 寸 公 差 長(zhǎng) 或 寬 尺 寸 公 差+0.1 +0.6≤ 15-0.2 -0.2+0.1 +0.816～ 30-0.3 -0.3+0.2 +1.131～ 60-0.4 -0.40 +1.461～ 1200 -0.50 +1.51200 -0.6平 面 校 正 模 膛 的 壁 厚 與 間 距 一 般 是 按 照 校 正 部 分 的 形 狀 來(lái) 確 定 的 。 盡 管校 正 模 已 基 本 上 不 產(chǎn) 生 飛 邊 ， 但 在 校 正 模 上 下 模 之 間 留 有 1～ 2mm的 間 隙 。2.10 汽車前軸熱模鍛工藝流程最終確定① 下 料 ： 鋸 床 上 選 取 一 定 尺 寸 棒 料 進(jìn) 行 冷 切 ；② 加 熱 ： 用 中 頻 的 感 應(yīng) 爐 將 零 件 加 熱 到 1150～ 1180℃ ；表 2-2 校正模模膛公差15③ 輥 鍛 ： 把 加 熱 完 成 的 棒 料 放 到 輥 鍛 機(jī) 來(lái) 拔 長(zhǎng) 制 坯 ；④ 彎 曲 ： 拔 長(zhǎng) 后 的 毛 坯 ， 進(jìn) 行 適 當(dāng) 的 彎 曲 ， 使 得 在 模 鍛 時(shí) 受 力 均 勻 ， 以 免 浪費(fèi) 材 料 ；⑤ 模 鍛 ： 在 模 鍛 模 膛 中 終 鍛 進(jìn) 行 彎 曲 后 的 零 件 ；⑥ 切 邊 ： 坯 料 經(jīng) 過(guò) 終 鍛 產(chǎn) 生 飛 邊 ， 將 其 放 入 切 邊 模 進(jìn) 行 切 邊 ；⑦ 熱 校 正 ： 切 邊 后 的 零 件 留 有 毛 刺 ， 放 入 熱 校 正 模 膛 進(jìn) 行 整 形 ；⑧ 探 傷 ；⑨ 檢 測(cè) ， 入 庫(kù) 。16第 三 章 汽 車 前 軸 熱 模 鍛 模 架 設(shè) 計(jì) 和 主 要 模 具 裝 配 圖3.1 模架設(shè)計(jì)3.1.1 概 述模 架 我 們 又 叫 做 模 座 或 夾 持 器 ， 用 來(lái) 夾 緊 模 塊 以 及 承 受 機(jī) 械 壓 力 機(jī) 的 鍛造 力 和 頂 料 產(chǎn) 生 的 沖 擊 的 基 礎(chǔ) 部 件 ， 這 個(gè) 部 件 在 熱 模 鍛 時(shí) 支 撐 所 有 的 載 荷 。模 架 質(zhì) 量 大 ， 制 造 復(fù) 雜 ， 價(jià) 格 不 菲 ， 以 通 用 模 架 質(zhì) 量 為 例 ， 120MN機(jī) 械 壓力 機(jī) 模 架 質(zhì) 量 50t～ 65t。3.1.2 基 本 要 求① 模 架 的 組 成模 架 是 由 上 、 下 模 座 ， 上 、 下 墊 塊 ， 上 、 下 模 塊 、 頂 料 裝 置 以 及 模 具 定位 零 件 與 緊 固 件 組 成 。② 模 架 造 價(jià) 一 般 較 昂 貴 ， 其 結(jié) 構(gòu) 形 式 一 般 具 有 較 好 的 實(shí) 用 性 ；③ 模 架 是 主 要 受 力 部 位 ， 上 下 模 板 等 承 受 鍛 造 負(fù) 荷 均 應(yīng) 采 用 高 強(qiáng) 度 合 金鋼 制 造 ， 并 進(jìn) 行 恰 當(dāng) 的 熱 處 理 ；④ 模 架 保 持 其 實(shí) 用 性 的 基 礎(chǔ) 上 ， 應(yīng) 盡 可 能 地 簡(jiǎn) 化 其 他 結(jié) 構(gòu) ， 便 于 使 用 ；⑤ 模 架 應(yīng) 該 在 某 些 模 具 上 具 有 通 用 性 ， 以 便 不 同 模 具 的 裝 拆 和 調(diào) 節(jié) ；⑥ 模 架 上 所 有 的 緊 固 件 位 置 都 需 要 布 置 得 當(dāng) ， 這 有 利 于 模 塊 的 精 確 定 位 ，穩(wěn) 定 可 靠 ， 同 時(shí) 操 作 方 便 ；⑦ 一 般 的 模 架 上 應(yīng) 含 有 起 重 孔 。3.1.3 模 架 結(jié) 構(gòu) 形 式模 架 一 般 包 括 十 字 鍵 式 以 及 窩 座 式 。3.1.4 模 架 設(shè) 計(jì) 依 據(jù) 及 內(nèi) 容① 模 架 設(shè) 計(jì) 依 據(jù)17鍛 件 的 工 藝 參 數(shù) 和 品 種 、 鍛 件 的 年 生 產(chǎn) 量 、 設(shè) 備 工 作 臺(tái) 大 小 和 滑 塊 鍛 造壓 力 圖 分 布 圖 、 模 塊 和 模 架 所 允 許 的 承 壓 面 積 。② 模 架 結(jié) 構(gòu) 形 式 的 確 定根 據(jù) 鍛 件 的 工 藝 參 數(shù) 和 生 產(chǎn) 品 種 ， 以 及 生 產(chǎn) 方 式 可 選 擇 模 架 的 結(jié) 構(gòu) 形 式為 窩 座 式 。③ 模 塊 尺 寸如 右 圖 所 示 ：模 塊 的 模 壁 厚 度 S： S=（ 1～ 1.5） Th模 塊 高 度 ： ≥ 33hT模 塊 長(zhǎng) 度 將 由 鍛 件 尺 寸 和 鎖 扣 尺 寸 得 出承 壓 面 積 強(qiáng) 度 校 核 ：=10P/F≤ 300MPa?式 中 —承 壓 面 的 單 位 面 積 （ MPa） ；?P—設(shè) 備 的 名 義 壓 力 （ KN） ；F—承 壓 面 積 （ ） 。2cm模 架 的 閉 合 高 度 （ 總 高 度 ） ： H= -0.25a 設(shè)式 中 H—模 架 封 閉 高 度 （ mm） ；H設(shè) —設(shè) 備 最 大 封 閉 高 度 （ mm） ；a —設(shè) 備 封 閉 高 度 調(diào) 節(jié) 量 （ mm） ， 系 數(shù) 0.25是 考 慮 模 架 和 和 設(shè) 備之 間 的 制 造 誤 差 。上 、 下 模 底 板 的 高 度 ： =（ 0.2～ 0.25） H1h上 、 下 墊 板 的 高 度 ： 一 般 取 =60mm～ 120mm2上 、 下 模 底 板 單 位 面 積 壓 力 ： ≤ 100MPa ?圖 14 模塊尺寸18式 中 —模 架 底 板 承 受 的 應(yīng) 力 。?3.1.5 導(dǎo) 向 裝 置機(jī) 械 壓 力 機(jī) 模 架 的 導(dǎo) 向 裝 置 主 要 是 用 于 提 升 鍛 件 質(zhì) 量 、 精 度 ， 便 于 調(diào) 試模 具 ， 減 少 模 具 的 錯(cuò) 移 量 。 模 架 導(dǎo) 向 裝 置 按 結(jié) 構(gòu) 分 一 般 有 四 種 ： 導(dǎo) 柱 導(dǎo) 套 式 、導(dǎo) 板 （ 鎖 扣 ） 式 、 X導(dǎo) 軌 式 和 復(fù) 合 式 。① 導(dǎo) 柱 導(dǎo) 套 式導(dǎo) 柱 導(dǎo) 套 式 的 導(dǎo) 向 裝 置 是 由 導(dǎo) 柱 、 導(dǎo) 套 等 零 件 組 成 。 一 般 采 用 雙 導(dǎo) 柱 式設(shè) 在 模 架 的 后 面 ， 但 也 有 少 數(shù) 采 用 三 個(gè) 或 四 個(gè) 導(dǎo) 柱 式 。導(dǎo) 柱 需 要 有 一 定 的 強(qiáng) 度 和 剛 度 以 便 支 撐 熱 模 鍛 時(shí) 的 錯(cuò) 移 力 ， 因 此 導(dǎo) 柱 直徑 應(yīng) 該 足 夠 大 。導(dǎo) 柱 和 導(dǎo) 套 應(yīng) 依 次 同 上 、 下 模 板 采 用 過(guò) 盈 配 合 禁 固 。 導(dǎo) 柱 和 導(dǎo) 套 之 間 一般 留 有 一 定 的 間 隙 ， 以 保 證 導(dǎo) 向 的 精 確 性 ， 一 般 導(dǎo) 柱 和 導(dǎo) 套 之 間 單 邊 留 有0.2mm～ 0.3mm的 間 隙 。導(dǎo) 向 裝 置 中 一 般 還 包 括 潤(rùn) 滑 和 清 除 氧 化 皮 等 零 件 ， 因 此 一 般 在 導(dǎo) 套 內(nèi) 加工 出 一 定 的 油 槽 ， 定 時(shí) 注 入 潤(rùn) 滑 油 。 所 有 的 這 些 裝 置 的 零 件 尺 寸 大 都 是 按 照工 廠 自 行 制 定 的 標(biāo) 準(zhǔn) 來(lái) 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) ， 目 前 暫 時(shí) 沒(méi) 有 通 用 標(biāo) 準(zhǔn) 。導(dǎo) 柱 導(dǎo) 套 的 優(yōu) 點(diǎn) 在 于 其 導(dǎo) 向 長(zhǎng) ， 而 且 導(dǎo) 向 過(guò) 程 比 較 可 靠 、 穩(wěn) 定 ， 模 架 安裝 配 簡(jiǎn) 單 。 而 其 缺 點(diǎn) 為 當(dāng) 機(jī) 械 壓 力 機(jī) 滑 塊 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) 一 般 對(duì) 導(dǎo) 柱 有 側(cè) 向 力 ， 加 快導(dǎo) 柱 導(dǎo) 套 之 間 的 磨 損 ， 因 此 要 保 證 潤(rùn) 滑 暢 通 。導(dǎo) 柱 導(dǎo) 套 的 導(dǎo) 向 裝 置 如 下 圖 所 示 ：圖 15 導(dǎo)柱導(dǎo)套裝置② 導(dǎo) 板 式導(dǎo) 板 式 導(dǎo) 向 裝 置 其 模 塊 采 用 窩 座 內(nèi) 左 側(cè) 定 位 與 后 定 位 墊 板 定 位 ， 靠 右 斜圖 16 導(dǎo)柱導(dǎo)套裝置19壓 板 和 前 斜 壓 板 并 加 上 螺 釘 緊 固 。導(dǎo) 板 式 導(dǎo) 向 裝 置 ， 該 裝 置 是 由 下 模 架 三 個(gè) 導(dǎo) 向 塊 和 七 塊 錫 青 銅 導(dǎo) 板 ， 及上 模 架 一 件 弓 字 形 導(dǎo) 向 板 和 七 塊 錫 青 銅 導(dǎo) 板 組 成 ， 并 布 置 在 模 架 的 后 端 。導(dǎo) 板 水 平 尺 寸 是 由 模 架 的 寬 度 和 模 塊 大 小 對(duì) 稱 分 割 ， 導(dǎo) 板 高 度 為 錫 青 銅導(dǎo) 板 的 高 度 H加 上 、 下 導(dǎo) 板 的 高 度 之 差 h。 錫 青 銅 導(dǎo) 板 的 厚 度 取20mm～ 30mm， 高 度 取 40mm～ 120mm， 導(dǎo) 板 間 隙 一 般 取 0.2mm。導(dǎo) 板 式 導(dǎo) 向 裝 置 是 在 近 幾 年 興 起 的 一 種 機(jī) 構(gòu) ， 其 優(yōu) 點(diǎn) 在 于 減 少 了 導(dǎo) 向 裝置 對(duì) 設(shè) 備 精 度 的 影 響 ， 同 時(shí) 也 便 于 維 修 ， 其 精 度 也 易 恢 復(fù) ； 而 其 缺 點(diǎn) 顯 而 易見(jiàn) ， 導(dǎo) 向 行 程 短 。導(dǎo) 板 式 導(dǎo) 向 裝 置 如 圖 17所 示 ：③ X導(dǎo) 軌 式該 裝 置 一 般 是 在 模 架 的 上 、 下 底 板 上 各 布 置 四 個(gè) 圓 柱 體 ， 并 在 其 上 開(kāi) 有一 定 角 度 的 導(dǎo) 向 面 。鍛 造 過(guò) 程 其 間 隙 始 終 能 保 持 不 變 且 上 下 導(dǎo) 板 之 間 不 受 鍛 造 溫 度 的 影 響 是X導(dǎo) 軌 式 其 最 大 的 優(yōu) 點(diǎn) 。④ 復(fù) 合 式導(dǎo) 柱 導(dǎo) 套 和 X導(dǎo) 軌 復(fù) 合 式 導(dǎo) 向 裝 置 可 以 根 據(jù) 其 各 自 的 優(yōu) 缺 點(diǎn) 需 進(jìn) 行 克 服 ，圖 16 導(dǎo)板式導(dǎo)向裝置20此 時(shí) 可 采 用 復(fù) 合 式 導(dǎo) 向 裝 置 。3.1.6頂 料 裝 置模 架 內(nèi) 設(shè) 有 頂 料 裝 置 可 有 效 提 高 模 鍛 效 果 ， 其 位 置 由 設(shè) 計(jì) 模 架 的 典 型 鍛件 的 尺 寸 和 形 狀 確 定 。 一 般 開(kāi) 式 模 鍛 其 頂 料 行 程 比 較 短 ， 但 閉 式 模 架 的 頂 料行 程 長(zhǎng) 。 模 架 經(jīng) 常 使 用 的 頂 料 裝 置 有 如 下 四 種 ：① 直 通 頂 料 裝 置它 適 用 于 模 架 與 設(shè) 備 的 頂 料 桿 是 完 全 一 致 的 情 況 下 ， 才 能 采 用 。 在 按 照典 型 產(chǎn) 品 模 架 設(shè) 計(jì) 時(shí) ， 需 根 據(jù) 模 架 頂 料 桿 的 位 置 要 求 來(lái) 制 造 頂 料 桿 ， 確 保 能直 通 頂 料 。直 通 頂 料 裝 置 如 下 圖 所 示 ：② 平 板 式 頂 料 裝 置該 裝 置 是 由 設(shè) 備 上 的 頂 桿 推 頂 平 板 ， 再 由 平 板 推 頂 模 架 內(nèi) 的 頂 桿 ， 它 一般 適 用 于 有 預(yù) 鍛 和 終 鍛 兩 個(gè) 模 膛 的 情 況 。 它 的 缺 點(diǎn) 是 鍛 造 時(shí) 需 按 一 定 順 序 進(jìn)行 。 預(yù) 鍛 模 膛 及 終 鍛 模 膛 內(nèi) 一 般 不 可 能 同 時(shí) 存 在 鍛 件 ， 因 此 平 板 在 頂 料 時(shí) 會(huì)產(chǎn) 生 一 定 的 傾 斜 ， 從 而 會(huì) 產(chǎn) 生 卡 塞 的 可 能 ， 因 此 在 設(shè) 計(jì) 平 板 時(shí) ， 應(yīng) 在 其 兩 端盡 可 能 的 做 成 球 狀 或 者 具 有 較 大 的 圓 角 ， 以 便 防 止 卡 塞 。平 板 式 頂 料 裝 置 如 下 圖 所 示 ：圖 17 直通頂料裝置21③ 杠 桿 平 板 式 頂 料 裝 置該 裝 置 是 由 壓 力 機(jī) 頂 桿 推 頂 其 模 架 中 的 雙 臂 杠 桿 ， 進(jìn) 而 再 推 頂 平 板 ， 因而 頂 料 動(dòng) 作 平 穩(wěn) ， 平 板 推 頂 墊 板 內(nèi) 的 頂 板 和 連 在 一 起 的 頂 桿 ， 再 通 過(guò) 墊 板 內(nèi)的 推 板 推 頂 其 模 架 內(nèi) 的 頂 桿 。 這 種 結(jié) 構(gòu) 一 般 適 用 于 需 要 推 頂 雙 模 膛 ， 并 且 在每 個(gè) 模 膛 中 有 多 頂 桿 的 場(chǎng) 合 。杠 桿 平 板 式 頂 料 裝 置 如 下 圖 所 示 ：④ 杠 桿 式 頂 料 裝 置該 裝 置 是 一 種 可 靠 并 且 被 廣 泛 采 用 的 結(jié) 構(gòu) ， 一 般 適 用 于 多 模 膛 單 點(diǎn) 頂 料的 鍛 件 。 其 結(jié) 構(gòu) 比 較 復(fù) 雜 ， 組 成 零 件 有 多 臂 杠 桿 、 可 分 軸 承 、 彈 簧 、 導(dǎo) 套 、頂 桿 等 。 其 優(yōu) 點(diǎn) 在 于 生 產(chǎn) 過(guò) 程 中 ， 頂 料 平 穩(wěn) 又 可 靠 ， 但 缺 點(diǎn) 也 顯 而 易 見(jiàn) ， 結(jié)構(gòu) 復(fù) 雜 ， 上 、 下 模 座 內(nèi) 被 挖 空 ， 模 架 強(qiáng) 度 、 剛 度 減 弱 。杠 桿 式 頂 料 裝 置 如 下 圖 所 示 ：圖 18 平板式頂料裝置圖 19 杠桿平板式頂料裝置223.2 終鍛相關(guān)零件圖設(shè)計(jì)3.2.1 模 架 結(jié) 構(gòu) 形 式根 據(jù) 鍛 件 工 藝 分 析 采 用 窩 坐 式 模 架 。3.2.2 模 塊 尺 寸根 據(jù) 鍛 件 的 大 小 及 其 相 關(guān) 工 藝 參 數(shù) 可 選 定 ：⑴ 模 塊 長(zhǎng) 度 L： L=2300mm；⑵ 模 塊 寬 度 B： B=1200mm；⑶ 模 塊 模 壁 厚 度 S： S=67.5～ 101.25mm≥ 40mm；⑷ 模 塊 高 度 ： ≥ 193.4mm。Th3.2.3 模 塊 承 壓 強(qiáng) 度 校 核=10P/F=76.9MPa≤ 100MPa?3.2.4 模 架 主 要 部 件 尺 寸 確 定⑴ 模 架 封 閉 高 度 ： H=1487.5mm；⑵ 上 、 下 模 底 板 高 度 ： =297.5～ 371.9mm；h⑶ 上 、 下 墊 板 高 度 ： 一 般 取 60mm～ 120mm， 墊 板 內(nèi) 一 般 要 布 置 頂 料 桿 ；⑷ 確 定 頂 料 桿 型 式 、 位 置 、 行 程 和 數(shù) 量 ；由 設(shè) 備 頂 料 機(jī) 構(gòu) ， 根 據(jù) 鍛 件 要 求 頂 料 的 行 程 和 位 置 ， 確 定 頂 桿 的 結(jié) 構(gòu) 形式 、 長(zhǎng) 度 。圖 20 杠桿式頂料裝置23⑸ 工 作 臺(tái) 尺 寸 為 2240mmX2990mm， 將 模 架 安 裝 于 工 作 臺(tái) 上 相 應(yīng) 位 置 。3.2.5 導(dǎo) 向 裝 置依 據(jù) 所 學(xué) 分 析 可 采 用 導(dǎo) 柱 導(dǎo) 套 式 的 導(dǎo) 向 裝 置 。3.2.6 導(dǎo) 柱 導(dǎo) 套 的 設(shè) 計(jì)經(jīng) 查 表 可 知 ， 對(duì) 應(yīng) 的 機(jī) 械 壓 力 機(jī) 導(dǎo) 柱 尺 寸 分 別 為 ：， 。5.019???DmLD670,15,9035.42 ????導(dǎo) 套 尺 寸 分 別 為 ：。m0,10,904.245.1 ??導(dǎo) 柱 、 導(dǎo) 套 平 面 圖 如 下 所 示 ：圖 21 導(dǎo)柱、導(dǎo)套尺寸外形注 ： 終 鍛 模 其 他 相 關(guān) 零 件 見(jiàn) 附 件 。3.3 切邊模裝配圖設(shè)計(jì)3.3.1 切 邊 凸 、 凹 模 座 設(shè) 計(jì)⑴ 凸 模 座 的 設(shè) 計(jì)一 般 有 四 種 形 式 ： 燕 尾 軸 頭 式 、 燕 尾 式 、 燕 尾 鍵 塊 式 、 燕 尾 短 銷 式 。 根據(jù) 分 析 選 用 燕 尾 鍵 塊 式 來(lái) 固 定 沖 頭 。24⑵ 凹 模 座 的 設(shè) 計(jì)一 般 也 有 四 種 形 式 ： 斜 楔 固 定 凹 模 的 矮 模 座 、 斜 楔 固 定 凹 模 的 高 底 座 、螺 釘 壓 塊 固 定 凹 模 的 底 座 、 螺 釘 固 定 的 凹 模 底 座 。 根 據(jù) 分 析 選 用 螺 釘 緊 固 的凹 模 底 座 。3.3.2 卸 飛 邊 裝 置當(dāng) 沖 頭 和 凹 模 之 間 由 于 間 隙 過(guò) 小 ， 切 邊 時(shí) 凸 模 進(jìn) 入 凹 模 ， 導(dǎo) 致 切 除 后 的飛 邊 經(jīng) 常 卡 在 沖 頭 上 不 易 去 除 ， 則 需 要 卸 料 飛 邊 裝 置 。經(jīng) 常 使 用 的 卸 飛 邊 裝 置 的 形 式 有 ： 支 撐 管 剛 性 卸 飛 邊 器 、 爪 型 剛 性 卸 飛邊 器 、 彈 性 卸 飛 邊 器 、 偏 心 凹 槽 卸 飛 邊 器 、 橡 膠 彈 性 卸 飛 邊 器 。 根 據(jù) 分 析 選用 爪 型 剛 性 卸 飛 邊 器 。 3.3.3 切 邊 模 總 裝 配 圖 （ 詳 見(jiàn) 圖 紙 ）0A圖 22 汽車平衡軸終鍛裝配圖3.4 熱校正模具裝配圖設(shè)計(jì)3.4.1 模 架 各 部 分 尺 寸 確 定由 于 熱 校 正 模 及 終 鍛 模 模 膛 大 小 差 不 多 ， 唯 一 區(qū) 別 為 終 鍛 模 膛 帶 有 飛 邊