作者姓名：XXX（起重机连杆锤锻工艺及模具设计）
目录
引言 ...................................................................................................................................................... 2 1 锤锻工艺设计 .............................................................................................................................. 3 1.1
热锻件图............................................................................................................................... 3
分模面 ........................................................................................................................... 3 余量及公差 ................................................................................................................... 3 拔模斜度 ....................................................................................................................... 4 圆角半径 ....................................................................................................................... 4 冲孔连皮 ....................................................................................................................... 4 技术条件 ....................................................................................................................... 4
1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 1.1.6 1.2 1.4 1.5 1.6 1.7 2
锻件的主要参数 ................................................................................................................... 4 计算毛坯图 ........................................................................................................................... 5 制坯工步............................................................................................................................... 7 坯料尺寸............................................................................................................................... 8 模锻工艺流程 ....................................................................................................................... 8
1.3 设备吨位 .............................................................................................................................. 5
锻锤模具设计 ............................................................................................................................ 10 2.1 终锻模膛设计 ...................................................................................................................... 10 2.1.1 飞边槽设计 .................................................................................................................. 10 2.1.2 钳口设计 ...................................................................................................................... 10 2.1.3 终锻模膛 ...................................................................................................................... 10 2.2 预锻模膛设计 ...................................................................................................................... 11 2.3 拔长模膛设计 ...................................................................................................................... 13 2.4 2.5
滚压模膛设计 ..................................................................................................................... 14 模膛排布............................................................................................................................. 15
2.5.1 排布顺序 ...................................................................................................................... 15 2.5.2 模膛壁厚 ...................................................................................................................... 15 2.5.3 模膛宽度方向排布 ...................................................................................................... 15 2.5.4 模膛长度方向排布 ...................................................................................................... 15 2.6 2.8 2.9 2.10
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模块设计............................................................................................................................. 15 燕尾设计............................................................................................................................. 16 模具校核............................................................................................................................. 16 模具 ................................................................................................................................. 16
2.7 锁扣设计 .............................................................................................................................. 16
参考文献 ........................................................................................................................................ 18
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引言
连杆是连杆机构中两端分别与主动和从动构件铰接以传递运动和力的杆件。连杆是机器的主要运动件之一,它受载情况复杂,是较难设汁的重要零件之一。连杆的工作条件要求连杆具有较高的强度和抗疲劳性能；又要求具有足够的钢性和韧性。
连杆是长轴类锻件中有代表性的锻件之一。起重机连杆是起重机发动机的主要零件之一，工作时在高速下运转，工作条件比较繁重。连杆的形状比较复杂，既有和曲轴相连的大头部，又有工字形断面的杆部，还有通过活塞销与活塞相连的小头部。起重机连杆绝大多数都不需要机械加工，所以对连杆锻件的尺寸要求比较严格。
本次专业课程设计以起重机连杆为例，介绍它的锤锻工艺制订以及锻模设计的内容和步骤。
本次专业课程设计摒弃了传统的锤锻工艺设计手段,针对传统的手工计算、绘图和分析的方法将有很大的误差和设计时间周期长并且费时费力等缺点,应用了计算机辅助设计（CAD）技术,通过大型三维CAD软件UG进行零件的造型、工艺计算及工艺分析,提高了设计效率以及计算的准确性。
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1 锤锻工艺设计
1.1 热锻件图
1.1.1 分模面
从连杆的外形很容易确定锻件的分模面。分模面应选择在高度尺寸24.5mm的中间处，沿连杆高度方向对称分模，这样锻件的余块和机加工余量最小，最大深度最小，有利于金属充满模膛，模具制造也更加方便。 1.1.2 余量及公差
锻件在需要加工的面上的尺寸公差已经直接给出，如图1.1所示。
图1.1 连杆热锻件图
连杆材料为40Cr，由UG软件可以计算出锻件重量约为7.29Kg，包容体体积约为3351506mm3，锻件体积约为931531mm3。根据参考文献[1]可查得材质系数为M1级，由该书中公式
C=Gf/Vf
其中，Gf—锻件质量或体积；
Vf—锻件外包容体的质量或体积。
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计算得到C=931531/3351506=0.278，属于C3级，即较复杂件。
零件需要磨削加工，即加工精度F2，由参考文献[4]表2-5查得高度及水平尺寸的单边余量为2-3mm，取3mm。 1.1.3 拔模斜度
锻件部分拔模斜度已经直接给出，未注拔模斜度根据参考文献[5]表5-26可确定，连杆大小头部的外拔模斜度α=5°，内拔模斜度β=7°；工字形杆部外拔模斜度α=7°，内拔模斜度β=10°。 1.1.4 圆角半径
锻件部分圆角半径已经直接给出，未注圆角半径可根据参考文献[5]表5-28中公式r2=余量（其中r2为凸角处无倒角的凸角处的圆角半径），知锻件圆角未注圆角半径为3mm。 1.1.5 冲孔连皮
锻件已经直接选定冲孔连皮形式为平底连皮，根据参考文献[5]表5-29可确定连皮厚度为8.8mm。 1.1.6 技术条件
在上述参数的基础上便可绘制锻件图，其技术条件如下：
1） 图中未注拔模斜度选取如下：连杆大小头部的外拔模斜度α=5°，内拔模
斜度β=7°；工字形杆部外拔模斜度α=7°，内拔模斜度β=10°。
2） 图中未注圆角半径3mm。 3） 语序错差量0.6mm。
4） 允许的残留飞边量0.7mm。 5） 允许的表面缺陷深度0.5mm。 6） 锻件热处理：调质。
7） 锻件表面清理：为了便于检查淬火裂纹，一般用酸洗。
通过上述参数以及已经给定的图形可绘制连杆热锻件的三维模型如图1.2所示。
1.2 锻件的主要参数
通过UG软件绘制出热锻件图后可以直接计算出钟锻件的一些参数如下： 1） 锻件质量为7.29Kg。 2） 锻件体积为931531mm3。 3） 锻件投影面积为28290mm2。 4） 锻件周边长度为1140mm。
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图1.2 连杆热锻件的三维模型
1.3 设备吨位
由参考文献[5]表5-48中的公式 m=(3.5~6.3)kA
其中，k-材料系数，由表5-49确定为1.15； m-锻件和飞边的水平投影面积（cm2），飞边面积按仓部的一半计算。 得到锻锤吨位m=(3.5~6.3)×1.15×50655=（1950~3510）Kg，故可以选择3吨锤。
1.4 计算毛坯图
根据参考文献[2]公式6-3：A计=A锻+2?A飞 其中A计-计算毛坯截面积；
A锻-相应位置上锻件的剖面面积； A飞-相应位置上飞边槽的剖面面积；
?-充满系数，由参考文献[4]表2-10选取?=0.7。 公式6-4：h计=A计/ M 其中h计-换算高度； M-缩尺比，取M=60。 以及公式6-5：d计=1.13A计
其中d计-计算毛坯直径。
即可计算出不同位置上的计算毛坯截面积、换算高度以及计算毛坯直径。在锻件长度方向上取20个截面，分别计算整理，得到数据如下：
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起重机连杆锤上模锻工艺及模具设计-课程设计说明书
