文档介绍：课程设计说明书
题目齿轮零件锻造工艺及模具设计
二级学院 材料科学与工程学院
专 业 材料成形及控制工程
班 级
学生姓名 廖本洪
指导教师 夏华
时 间 19-20 底
目录
绪论2
8
8
9
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0一、曲柄压力机上模锻
曲柄压力机行程和压力不可以随意调节，不易进行拔长、滚挤等制坯操 作；对于一些主要靠压入方式成形的锻件不得不采用多模膛模锻，增加了模具 和工序；造价比较昂贵，一次性投资大。优点如下：
1、锻件精度较锤上模锻精度高；
2、曲柄上模锻件内部变形深透而均匀，流线分布也均匀合理，保证了力学 性能均匀一致；
3、曲柄压力机上模锻容易产生大毛边，金属充填上下模差异不大；
4、曲柄压力机模锻具有静压力的特性，金属在模膛内流动较缓慢；
二、螺旋压力机上模锻
螺旋压力机上模锻不能进行多型腔锻造，需要时，需要进行单独制坯。效 率比较低，造价比较高。
三、锤上模锻
1、工艺灵活，适应行好，可以生产各类形状复杂的锻件，如盘形件、轴类件 等；可单模膛模锻，也可以多模膛模锻；可单件模锻，还可以多件模锻或一料 多件连续模锻。
2、锤头的行程，打击速度或打击能量均可调节，能实现轻重缓急不同的打 击，因而可以实现锻粗，拔长，滚挤，弯曲，卡压，成形，预锻和终锻等各类 工步。
3、锤上模锻是靠锤头多次冲击坯料使之成形，因锤头运动速度快，金属流动有 惯性，所以充填模膛能力强。
4、模锻件的纤维组织是按锻件轮廓分布的，机械加工后仍基本保持完整，从而 提高锻制零件的使用寿命。
此齿轮零件采用第三种方案模锻即锤上模锻。
2热模锻压力机模锻件设计
表4-1 锻件图设计的步骤和原则
序号
步骤
原则
1
确定分模位置 和形状
锻件的分模线形状分为：平直分模线、对称弯曲分模线、不
对称弯曲分模线。良好的分模面应达到如下要求：
易脱模，一般应以最大投影面作为分模面。
上下模膛的相对位移。 ，使锻模加工
简单。但对头部尺寸较大且上下不对称的锻件，则易取折线分
模，以保证成形充满。 ，应取径
向分模。。
2
确定锻件公差 和机械加工余 量
各生产厂应根据所用锻造和加热设备的精度，模锻件的形状 和材料，零件设计对锻件尺寸的要求和锻件订货、验收所涉及的 问题等，确定锻件的公差和加工余量。
3
确定
模锻斜度
模壁斜度大模锻后锻件易于从模膛中取出，但模壁斜度越 大，所需的充模压力也越大。
4
确定锻件的圆 角半径
锻件外形和内腔轮廓拐角处的圆角半径对金属流动有很大的 影响，过小的圆角半径，使金属流动受到很大的阻力而不易充满 模膛，消耗较多的能量并造成模具相应部位严重磨垠，因此在允 许的情况下应将此类圆角半径加大。
确定分模位置
确定分模面位置最基本的原则是保证锻件形状尽可能与零件形状相同。使 锻件容易从锻模模膛中取出，因此锻件的侧表面不得有内凹的形状，并且使模 膛的宽度大而深度小。锻件分模位置应选在具有最大水平投影尺寸的位置上。 应使飞边能切除干净，不至产生飞刺。对金属流线有要求的锻件，应保证锻件 有最好的纤维分布。
圆柱齿轮为饼类件锻件，其高径比 H/D=50/235=<1,因此取径向分模。根据 零件形状，分模面取为最大直径处的 1/2高度位置，分模面如下图。
根据圆柱齿轮零件图的形状，采用从轮缘中部直线分模面
确定公差和加工余量
1、估算锻件质量
由表查出碳钢类密度为g/cm3
计算锻件体积:
2
230
Vd = u— 50
2
2
100
冗
2
20
2
% 60 70 34
2
2
160
花——
2
2
冗与=mm3计算锻件
Gd=pVd =
外轮廓包容体积： 230, 2 3
Vb ( ) 70 = mm o
2
外轮廓包容的质量：
Gb 。
由于零件材料为20Cr,即材质系数为Mi
2、锻件复杂系数
形状复杂系数S Gd /Gb
S = = o
根据计算的复杂系数S查下表，为II级复杂系数S2,零件加工精度为一般加工精 度，锻件在煤气加热炉中加热。
表4-4 锻件形状复杂程度等级
级别
代号
形状复杂系数值
形状复杂程度
I
S1
〜1
简单
n
S2
〜
一般
m
S3
〜
较复杂
IV
S4
复杂
该零件的表面粗糙度为Ra= m,即加工精度为Fi级。
根据材质系数Mi,形状复杂系数S,由《锻造模具简明设计手册》表表查得公