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阶梯轴铸造工艺

设计说明书

题目：阶梯轴铸造工艺设计

专业：机械设计制造及其自动化班级：机设1301

学生姓名：李亮学号：0127

指导老师：彭浩舸

完成日期：

机械工程学院

9月

目录

1.引言……………1

2.设计方法和步骤………………2

2.1绘制锻件图………………3

2.2确定变形工艺……………3

2.2.1镦粗…………………3

2.2.2冲孔…………………4

2.2.3扩孔…………………4

2.2.4修整锻件……………4

2.3计算坯料质量和尺寸……4

2.4选定设备及规范…………5

2.5确定铸造温度及规范……5

2.6确定冷却方法及规范……5

3.工艺步骤卡……………6

4.结论……………8

5.致谢……………8

6.参考文件………8

1.引言

铸造目标是使坯料成形及控制其内部组织性能达成所需几何形状，尺寸和品质锻件。轴是现代工业大量使用零件，本文讨论阶梯轴自由锻生产。

2.设计方法和步骤

2.1绘制锻件图

锻件图是依据零件图基础图样，结合铸造工艺特点考虑余块、锻件余量和铸造公差等原因绘制而成。

阶梯轴材料为40Cr，生产批量小，采取自由锻铸造轴坯。

轴上键槽等部分，采取自由锻方法极难成形这些部位，所以考虑到技术上可行性和经济性，决定不锻出，并采取附加余块简化锻件外形，以利于铸造。铸造出轴坯后能够深入进行切削加工，最终成形。

依据零件图尺寸规格，对照表所列中零件高度和直径范围，能够查出齿环锻件加工余量和公差。由L=203，Φ=46，对照《金属成形工艺设计》中表3-3中所列零件总长为0∽315mm、最大直径0∽50mm，可查得铸造精度为F级锻件余量及公差为7±2mm。，然后按查得公差数值，可绘阶梯轴锻件图。阶梯轴锻件图见图1。

图1阶梯轴锻件图

2.2确定变形工艺

原理：依据锻件形状、尺寸、技术要求等进行选择，而且先确定锻件成形所需基础工序、辅助工序、修整工序，再选择所需工具并确定工序次序和工序尺寸等。

因为阶梯轴是形状较简单轴杆类锻件，变形工艺简单，且材料为常见45钢，塑性很好、轻易变形，所以其关键变形工艺通常为下料、拔长、镦粗、拔出锻件等

下料

整体拔长

压肩并拔长切去余料

右边压肩

拔长

拔长切去料头

修整锻件

按锻件图进行修整。

2.3计算坯料质量和尺寸

坯料质量包含锻件本身质量、加热时氧化烧损、切头时损失及冲孔时芯料损失等。

即:m坯m=m锻+m烧+m芯+m头

M坯=坯料重量；

m锻=锻件重量；

m烧=加热时坯料表面氧化而烧损质量；

m芯=冲孔芯料质量；

m切=在铸造过程中修切端部产生料头金属质量。

计算锻件本身质量：m锻＝ρV

式中m锻=锻件质量；

ρ=锻件材料密度（kg/dm3）取7.8kg/dm3；

V=锻件体积（dm3）；

m锻=π/4(0.42×0.22+0.53×0.14+0.44×0.7+0.41×1)×7.8kg=2.38kg

若将锻件置于煤气炉中加热，并一次锻成，烧损率按δ=2%计算，即：

m烧=m锻×2%=0.0476kg

因为没有冲孔，所以m芯=0

截料损失按锻件质量4%计算，既得：

m头=m锻×4%=0.0952kg

则胚料质量为m坯=m锻+m烧+m芯+m头=2.38+0.0476+0.0952=2.57kg

锻件以钢材为坯料，铸造比按1.3，可按锻件最大面积Φ=53mm，对照表所列热轧圆钢标准直径，选择Φ,63mm圆钢。再