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階梯軸鍛造圖熱加工工藝熱加工工藝課程設計(編輯修改稿)

2026-07-10 21:59 本頁面

　

【文章內容簡介】鍛件的加工方法。鍛造與沖壓同屬塑性加工性質，統稱鍛壓。與其他加工方法相比，鍛造生產率高，鍛件的形狀，尺寸穩定性較好，并有較佳的力學性能。鍛件的最佳優勢是強韌性好，纖維組織合理，因此被廣泛運用。鍛件的工藝分析鍛件的優勢是由于金屬材料通過塑形變形后，消除了內部缺陷，如打碎碳化物，非金屬夾雜物，并使之沿變形方向分布，改善或消除成分偏析等，得到了均勻、細小的低倍和高倍組織。鍛造按在加工時的溫度可分為冷鍛和熱鍛。冷鍛一般是在室溫下加工，熱鍛是在高于坯料金屬再結晶溫度上加工。有時還處于加熱狀態，但溫度不超過再結晶溫度時進行的鍛造稱為溫鍛。鍛造成型方法可分為自由鍛、模鍛、冷鐓、徑向鍛造、擠壓、成型扎制、輥鍛、輾擴等。鍛造在機械制造業中有著不可替代的作用，鍛造出來的鍛件是其他加工方法難以匹敵的。其生產效率也是相當高的，一個國家的鍛造水平，反映了這個國家的機械制造水平。自由鍛工序特點自由鍛的工序可分為基本工序、輔助工序及精整工序三大類。基本工序是使金屬產生一定程度的變形，以達到所需形狀和尺寸的工藝過程，包括鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、切割、扭轉及錯移等工序。輔助工序是為基本工序操作方便而進行的預先變性工序有壓肩、壓鉗口、倒棱等。精整工序是用以減少鍛件表面缺陷而進行的工序校正、滾圓表面平整等。課程設計說明書（論文）用紙第 6 頁自由鍛件的主要原則是：在滿足使用性能要求的條件下，應使鍛件形狀簡單，易于鍛造， 1）形狀簡單 2）避免加凸臺強肋，工字截面 3）避免曲面交接 4）避免截面尺寸的急劇變化。本文主要是利用自由鍛進行加工的。所以主要介紹自由鍛，自由鍛是利用壓力或沖擊力是金屬在上、下抵鐵之間產生塑性變形，從而獲得所需鍛件形狀尺寸的方法。自由鍛分為手工鍛造和機械鍛造兩種。手工鍛造只能生產小型鍛件，生產效率也低，而機械鍛造是自由段的主要方法。自由鍛可鍛造各種質量的簡單形狀鍛件，并因鍛造過程是局部變形，變形抗力小，特別適用單件小批量水輪主軸、多管曲軸、連桿等大型鍛件生產。二、階梯軸的結構與分析階梯軸分析階梯軸是工程中常用的一種零件，其工作環境也比較復雜，受到各種力的的作用，這些力可以使其產生拉伸、壓縮、扭轉和彎曲變形。這些因素使在做軸時必須有更高的強度和剛度。而鍛造件在鍛造的時候可以使其產生纖維組織強化鋼材，同時鍛造也可以打碎鑄態組織，獲得較高綜合力學性能。對于要求更高的軸類可以通過鍛造再加上淬火、調質處理，使鋼獲得更好的力學性能。同時用鍛件做零件毛坯可以減少用材，節約資金比較經濟實惠。階梯軸工藝分析根據階梯軸的使用要求和條件進行分析、研究，總結出自己的設計方案。由于階梯軸的結構簡單在綜合考慮過其經濟性、工藝性和使用性后，將其設計為 4部分即將Φ 100 作為一部分，將Φ 60 和Φ 54 作為一部分，將Φ 40 作為一部分，將剩下的作為一部分，選用自由鍛。由于鍛件比較簡單故不需要設置余塊。通過查表和計算確定其鍛造公差、鍛造比、和燒損率以及鍛造設備選用自由鍛錘。課程設計說明書（論文）用紙第 7 頁三、具體設計方案步驟繪制鍛件圖鍛件圖是擬定鍛造工藝規程、選擇工具、指導生產和驗收鍛件的主要依據。它是以機械零件圖為基礎，結合自由鍛工藝特點，考慮到機械加工余量、鍛造公差、工藝余塊、檢驗試樣及工藝卡頭等繪制而成。根據零件圖上階梯軸長為 340mm，最大直徑為 100mm，對照課本金屬成形工藝設計中表 33 所列的零件總長為 315～ 630mm，最大直徑為 120～ 160mm，可查的鍛造精度等級為 F級的鍛件余量及公差為 10177。 4mm。由于鍛件形狀比較簡單，故可不必增設工藝余塊。如下圖所示。制定變形工藝由于階梯軸是形狀比較簡單的軸桿類鍛件，變形工藝簡單，且材料為常用45 鋼，塑形較好，容易變形，因此其主要變形工藝可參考金屬成型工藝設計表36 中的工藝，可將其分為壓肩、端部拔長、切料等。如下圖：課程設計說明書（論文）用紙第 8 頁 1. 下料 2. 拔長后并切料頭 3. 切肩并拔長 4. 端部拔長并切料頭課程設計說明書（論文）用紙第 9 頁計算坯料質量與尺寸根據齒輪軸鍛造件圖，自左向右分為 3 個圓柱體，分別算其質量 m mm3，單位為 kg，即 M1=π／ 4 = M2=π／ 4 = M3=π／ 4 = 鍛件質量為 M 鍛 =m1＋ m2+m3=++= 若將鍛件至于煤爐中加熱，并一次鍛成，有表 38所列查得加熱燒損率按鍛件的質量 2%計算，即 M 燒 =M 鍛 2%= 截料損失按鍛件質量的 4%計算，即得 M 頭 = M 鍛 4%= 則坯料質量 M 坯 =M 鍛

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