后钢板弹簧吊耳锻造工艺设计（完整图纸）

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优秀设计 课 程 设 计 任 务 书机电工程 学院 机械工程及自动化 专业 06 年级 学生姓名： 课 程 设 计 题 目 ： 设 计 “ 后 钢 板 弹 簧 吊 耳 3 （ 编 码 ：1-111-80-1-0-1-3-64）” 零件的锻造工艺规程 （年产量为 10000件） 课程设计主要内容： 1． 锻件草图1 张2． 锻件图1 张 3． 锻造工艺卡1 份4． 热处理工艺卡片1 份 5． 工艺设计说明书1 份 CAD 图纸等， 联系 1360715675 各专业都有 设 计 指 导 教 师 （签字）：教学基层组织负责人（签字）：年月日 工艺设计说明书 一、 分析研究产品的零件图 零件名称： 后钢板弹簧吊耳 材料: 35 钢 质量： 2. 6kg 产量: 10000 件 技术要求： 1、 铸造拔模斜度不大于７ ° 2、 硬度ＨＢ Ｓ 149-187 3、 涂漆 二、 锻造工艺性分析 1. 加工目的、 环境及锻后现象分析 （ 1 ） 分析零件锻造的目的是侧重于成形、 减少加工余量， 还是侧重于提高锻件的力学性能。 （ 2 ） 分析工厂的现有设备、 技术力量和加工能力。

（ 3 ） 分析锻后零件性能可能变化的趋势。 2. 零件结构形状对锻造适应性的分析 该零件的结构较为复杂， 使用自由锻造方法是很难实现的， 且由于该零件的材料为炭钢， 塑性很好， 采用模锻加工后即可以满足零件的锻造要求。 三、 绘制锻件图 锻件图是根据零件图绘制的。 模锻件图是在零件图的基础上考虑了加工余量、 锻造公差、 工艺余块等参数后绘制而成的。四、 参数选择 参数选择主要依据该零件的机加工表面粗糙度要求， 以及加工表面的几何尺寸大小， 利用专门的查询工具查找相应的参数， 综合对锻造工艺和方式的分析。 对于粗糙度要求为 12. 5 的表面选取加工余量为 2mm。 五、 确定坯料质量和锻件尺寸 1 、 确定坯料质量 坯料质量包括锻件本身的质量、 加热时氧化烧损、 切头时的损失及冲孔时的芯料损失等。 (1) 计算锻件质量 根据锻件的形状和基本尺寸， 可计算出锻件的质量： m 锻＝ pV＝3. 35kg式中 m 锻—锻件质量； p —锻件材料的密度（ kg/dm3 ）； V —锻件的体积（ dm3 ）； (2) 确定飞边槽的形式和尺寸 选定飞边槽的尺寸为（选Ⅰ 型飞边槽）： h 飞＝1mm , h1＝4mm , b＝8mm , b1＝25mm , R＝2mm , S 飞＝120 mm2 。

飞边体积V 飞＝710×0. 7×120＝59640 mm3 M 切＝0. 059640*7. 85=0. 47kg (3) 计算坯料质量 坯料的质量包括锻件本身的质量、 加热时氧化烧损、 切头时的损失及冲孔时的芯料损失等。 m 坯 ＝ m 锻 ＋ m 烧 ＋ m 切 ＋ m 芯＝3. 35+0. 0777+0. 47+0＝3. 9kg 式中 m 坯 —坯料质量（ kg ）；m 锻 —锻件质量（ kg ）；—氧化烧损的质量（ kg ）； —表示对拔长工件的切头损失（ kg ）； —冲孔时冲掉的芯料损失（ kg ）； 一般按下面经验公式估算： 圆形截面 ＝ 1. 81 矩形截面 ＝ 2. 36 B2H 式中 —切头质量（ kg ）； D —切头部分直径（ dm ）； B —切头部分宽度（ dm ）； H —切头部分高度（ dm ）。 2 、 确定坯料尺寸 (1) 采用拔长法锻制锻件时 钢坯拔长时所用截面 A 坯的大小应保证能够得到所要求的锻造比， 即 A 坯≥YA 锻≥2. 2*59 ≥130cm2式中 Y—锻造比； 取 2. 2 1） 按坯料最小横截面积（A 坯）， 求出直径 D 坯， 即 A 坯＝ D2 坯D 坯＝11. 40cm 2) 按锻造比 Y 及锻件最大横截面积求出 D 坯， 即 Y＝ A 坯/A 锻＝ D2 坯/ D2 锻＝D2 坯/D2 锻D2 坯＝ Y D2 锻 D 坯＝Y1/2 D 锻 D 锻＝7. 69cm 根据坯料总质量（前已求出）， 可得出坯料体积（V 坯） 由此即可确定坯料长度（L 坯）， 即 V 坯＝m 坯/ρ＝3. 4627/7. 85＝441cm3L 坯＝V 坯/ A 坯= V 坯/ D2 坯＝441. 1/129. 7＝3. 5 cm （2） 采用镦粗法锻制锻件时 对于钢坯， 为避免镦粗时坯料产生弯曲， 坯料高度 H 与其直径 D 之比应满足镦粗规则， 即 1. 25≤H/D≤2. 5 坯料直径（D 坯） 或边长（L） 的计算方法是： 1） 按经验公式 对圆坯料D 坯＝（0. 8～1） 对方坯料L＝（0. 75～0. 9） 2) 对实心圆盘类锻件， 可按锻件横截面积（A 锻） 及所选定的锻造比 Y 来计算 Y＝A 锻/A 坯A 坯＝A 锻/Y＝26. 8cm2 而 A 坯＝ D2 坯A 锻＝ D2 锻＝59cm 即D2 坯 ＝ D2 锻/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、 确定工序 制坯－下料—预热—预锻―终锻—除飞边、 毛刺—热处理 七、 锻造设备的选择选定锻造设备的依据是锻件的材料、 尺寸和质量， 同时， 还要适当考虑车间现有的设备条件。

设备吨位太小， 锻件内部锻不透， 质量不好， 生产率也低； 设备吨位太大， 不仅造成设备和动力的浪费，而且操作不便锻造图纸， 不安全。总变形面积为锻件在水平面上的投影面积与飞边水平投影面积之和， 参考模锻设计手册， 按 1～2 t 锤飞边槽尺寸考虑， 假定飞边平均宽度为 23mm 。 总的变形面积 S＝240. 312。 按双作用模锻锤吨位确定的经验公式 M＝ 6. 3KS ＝ 6. 3×1×240. 312 ≈ 1513. 97 ㎏该零件为小型锻件故选用锻锤型号为 C41-150 , 1. 5 吨模锻锤。 八、 加热温度及加热时间的确定 （ 1 ） 查手册可得： 30 钢正火加热温度： 850～1000℃冷却方式热处理规范： 空冷硬度： HB≤179 （ 2 ） 以经验公式确定加热时间 τ ＝ KD＝0. 10*10. 86＝1. 1h 式中 τ —加热时间， 单位为 h ；D —断面直径或边长， 单位为 cm ；K —系数， 低碳钢 K 取 0. 10 ～ 0. 15 ， 高碳钢 K 取 0. 20 ～ 0. 30 ， 一般合金钢 K 取 0. 15 ～ 0. 20 。

以上方法是生产中常采用的经验数据法， 其理论根据是铁碳合金状态图的碳的质量分数。 应注意适当控制温度范围， 以防止晶粒粗大和塑性降低。 九、 锻后热处理一般情况， 30 钢为低碳钢采用正火、 空冷。 加热温度为 850－900℃， 加热时间为 66min。 十、 变形或缺陷分析 锻件的缺陷包括表面缺陷和内部缺陷。 有的锻件缺陷会影响后续工序的加工质量， 有的则严重影响锻件的性能， 降低所制成品的使用寿命， 甚至危及安全。 因此， 为了提高锻件质量， 避免锻件缺陷的产生，应采取相应的工艺对策， 同时还应加强生产过程的质量控制。 以下是对锻造工艺在锻造中的各种缺陷进行分析 针对以上的缺陷， 我们在设计的时候应该尽量做到： 坯料要选择好， 务必除去坯料上的细小裂纹， 以免锻后裂纹扩大而造成表面裂纹； 备料上一定要将棒料断面的凸芯除掉， 以免在冲孔和平整端面的时候引起凸芯开裂； 加热温度不要太高也不要太低， 把握好加热温度和加热时间， 尽量不要在氧化性气氛里加热，不要加热过快或者加热过慢； 由于锻后热处理工艺不当而造成的锻件硬度不够的原因是： ①淬火温度太低；②淬火加热时间太短； ③回火温度太高； ④多次加热引起锻件表面严重脱碳； ⑤钢的化学成分不合格等。

由于锻后热处理工艺不当而造成的锻件硬度过高的原因是： ①正火后冷却太快； ②正火或回火加热时间太短；③钢的化学成分不合格等。 造成硬度不均的主要原因是热处理工艺规定不当，例如一次装炉量过多或保温时间太短； 或加热引起锻件局部脱碳等锻造图纸， 在实际的生产中应该尽量避免这些问题， 同时要避免多次加热，正火后冷却不要太快， 正火时间要保持。 因为该零件过小， 加热的时候尤其要注意加热的温度和时间， 不要引起过烧。 附： 工艺说明： 1、 图上未标注的模锻斜度 7° 2、 图上未标注的圆角半径 1. 5mm 3、 允许的错差量 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： 回火 HB180。 7、 为了便于检查淬火裂纹， 采用酸洗

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