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第二章 镦粗防失稳模具结构设计方案

2。1 防失稳模具结构设计方案的流程简介

锻造分为自由锻和模锻两种，而模锻中又分为锤上模锻工艺、压力机模 锻工艺和特种模锻[8]。由于本次研究的课题为大高径比长杆类零件的锻造，而压 力机模锻的压力稳定可控，所以采用的是压力机模锻工艺，这样可以保证零件的 一次性成型，减少了模锻件后处理工序，节约成本。本次成型方法采用的是先镦 粗再挤压的方式使零件成型，设计过程中会用到的软件有 CAD,UG 和 DEFORM-3D。 首先通过体积不变原则将成型零件所需要的坯料尺寸计算出来，通过计算加以分 析，可以得出坯料需套筒支撑的尺寸，再考虑套筒的受力情况，设计出套筒的大 小和形状；根据镦粗距离设计出镦头；由于凹模的作用是用来固定坯料不需要变 形的部分和承载成型型腔，从而可以设计出凹模；设计好凸凹模之后再思考凸凹 模的固定，零件成型后如何将零件顶出取件，各个部分连接等问题，最终将初始 模具设计出来。初始模具通过 UG NX10。0 三维绘图软件将模具的各部分零件三维 图绘制出来，通过装配获得完整模具，根据装配好的模具发现其直观的不足，进 行第一次的修改再将模具导入 DEFORM-3D 中进行零件成型模拟，根据模拟零件的 成型情况和模具受力情况，对模具进行改进，最终设计出可以使零件一次成型的 模具。

2。2 锻造零件锻件图设计要求简介

为了使对毛坯的尺寸计算，工具各部分形状设计以及锻后方便锻件的检验， 在零件图绘制方法的基础上绘制出锻件图。除了绘制零件图的基本需要外，还需 在锻件图中添加工艺卡头，锻造公差，加工余量，检验式样和锻造余块[9]。另外 对于某些需要检验锻件内部的组织和力学性能的重要锻件，需要在锻件适当部分 留出锻件余块，当上述要求都已满足后可以绘制锻件图，锻件图上的锻件形状为 粗实线。是为了便于了解零件的形状和检查锻后的实际余量，使用双点化线画出 零件内部剑胆形状。锻件的公差和尺寸标注在尺寸线上面，零件的尺寸加括号标 注在尺寸线下面。

2。3 防失稳模具锻造工艺性分析文献综述

2。3。1 成型零件分析

成型零件二维图是由指导老师直接给出的，可以看出零件的形状并不规则， 根据零件的二维图绘制出零件的三维图，如图2-1、图2-2所示，成型零件总长度 为94mm，零件未变形部分长80mm，直径为16mm，零件成型部分长14mm，直径为36mm， 所用材料为铜锌合金。

图 2-1 零件三维图（UG 绘制） 图 2-2 零件二维图（CAD 绘制）

2。3。2 成型零件毛坯尺寸计算

由上一小节的叙述可知成型零件的尺寸和形状，由于零件的成型部分是有镦 粗成型的，所以原有坯料是一根直径为 16mm 的圆柱体，现不考虑其他因素，假 设零件变形部分的尺寸如图 2-2 中所示，依据体积不变原则，经过计算 L=62。2, 由于镦粗过程中坯料可能出现损耗的情况，因此取 L=64mm，

图 2-3 坯料三维图 图 2-4 坯料二维图

所以坯料总长为 L’=64+80=144mm，材料高径比 H/D=64/16=4>3，坯料的形 状和尺寸如图所示：

通过上述计算和图形所知，坯料的直径为 16mm，而需要加工的部分的长度 为 64mm，很明显，高径比远远大于 3，如果不采取任何措施而直接进行常规镦粗， 坯料很容易发生横向弯曲，所以，为了使本次设计可以顺利实施，坯料通过镦粗 变形的部分一定要控制在 2。5-3 之间。来:自[优.尔]论,文-网www.youerw.com +QQ752018766- (责任编辑：qin)