十字轴模锻工艺设计与数值模拟论文.doc

十字轴模锻工艺设计与数值模拟毕业论文 目 录 1 引 言 1 2 冷锻件图的制定 2 2.1 零件的工艺性分析 2 2.2 确定锻件的主要参数 3 2.2.1 分摸面的确定 3 2.2.2 公差与机械加工余量的确定 3 2.2.3 圆角半径的确定 3 2.3 绘制冷锻件图 4 3 毛坯尺寸的确定 5 3.1 坯料体积的计算 5 3.2 计算坯料尺寸 6 4 设备吨位的确定 6 5 模锻工步的选择 7 5.1 模锻工步方案的确定 7 5.2 模锻工步图的绘制 7 6 模膛的设计 8 6.1 终锻模膛的设计 8 6.1.1 确定热锻件图 8 6.1.2 飞边槽的确定 9 6.2 预锻模膛的设计 10 6.3 墩粗台的设计 10 7 锻模结构的设计 10 7.1 模块的设计 10 7.2 锻模总体结构及高度尺寸的设计 11 7.3 模膛布排 11 7.4 顶料装置的设计 11 8 导向装置的设计 13 8.1 导柱的设计 13 8.2 导套的设计 13 8.3 刮圈的设计 14 10 装配图的绘制 15 11 锻件的加热规范与后续处理 16 11.1 锻件的加热规范 16 11.2 锻件的冷却 16 11.3 锻件切边的选择 16 11.4 锻件的热处理 17 12 deform软件的数值模拟 17 12.1 上下模膛Pro/E的绘图 17 12.2 坯料的Pro/E绘图 18 12.3 deform的数据处理 19 12.4 deform数据模拟结果与分析 21 12.5十字轴模拟的缺陷分析与改进 24 结束语 25 致谢词 26 参考文献 27 1 引 言 近几年，我国汽车制造业可以说是我国制造业发展的代表，大部分国外厂 商的注入，国有品牌的崛起，共同满足着我国国民对私家车日益增长的需求。而汽车转向节中的十字轴正是汽车转向系统中必不可少的组成部分，而且承担着重要分量的安全责任。 随着科学技术水平的发展，现阶段生产十字轴的加工方法主要有机加工，热锻，冷挤压等。 利用机加工方法生产十字轴，机加工生产出来的十字轴力学性能和金属内部流线结构上受到了限制和破坏，所以一般不易采用此种方法加工。 利用热锻方法生产十字轴，由于金属在加热变形过程中，一般情况下其塑性、韧性好，产生断裂的倾向性减少，热锻一般不易产生织构，十字轴的择优取向性较小。 利用冷挤压方法生产十字轴，可获得理想的表面粗糙度和尺寸精度，材料利用率高，成形十字轴内部结构组织均匀，有合理的纤维流线分布，但进行冷挤压加工所需要的条件很高，如需要的设备吨位大，模具很容易磨损，生产过程中，从模具设计、润滑到工艺工序的安排都很复杂，而从我国基本国情的角度出发，在我国目前的科学技术水平下，还是有相当的困难，国内使用的还不普遍，而在我国普遍采用热锻方式加工十字轴，我们有成熟的经验可以借鉴，所以，本课题将以热锻十字轴零件为研究对象，对十字轴热锻成形工艺进行研究设计。 2 冷锻件图的制定 2.1 零件的工艺性分析 如下零件图2-1从上可知，该零件属于完全对称图形。十字轴起传递动力的作用，承受很大的载荷，采用强度和韧性都好的的材料20GrMnTi。三个圆柱端面需要机械加工，加上公差余量。以其中一个端面为基准锻造机械加工为成形，该零件采用热模锻曲柄压力机。热锻的成形工艺。利用传统的模锻工艺：墩粗一模锻一切边。由于该零件面为圆弧过渡，只有中间为矩形块，且厚度较小，无需设计起模斜度。 零件图2-1 技术要求： 1.热处理后硬度在55-65HRC 2.表面粗糙度为Ra=6.3 2.2 确定锻件的主要参数 2.2.1 分摸面的确定 分摸面的基本要求是保证锻件的形状尽可能的与零件形状形同，以及锻件容易从模堂中顺利取出。因此锻件的侧表面上不得有内凹的形状。确定分摸面时应考虑以墩粗成形为主，此外还要考虑提高材料利用率，一般情况下热模锻压力机的分摸面选择原则与锤上模锻相同，因此该零件分摸面选择在零件的最大横截面处.分摸面如下图2-2 图2-2 2.2.2 公差与机械加工余量的确定 确定加工余量的方法有计算法、查表法和经验法三种。此法主要以根据工厂的生产实践和实验研究积累的经验所制成的表格为基础，并结合实际加工情况对数据加以修正，确定加工余量。这种方法方便、迅速，在生产上应用较广泛。查表法。一般冷锻件图成为锻件图，用于最终锻件检验和热锻件图设计冷锻件是指在再结晶温度以下的成型加工产品，是在回复温度以下进行的锻造件。生产中习惯把不加热毛坯进行的锻造件称