基于Proe的連桿及蓋鍛件錘鍛模設(shè)計

王國軍

摘 要：該文以典型的連桿及蓋鍛件為研究對象，應(yīng)用Proe三維設(shè)計軟件截面和體積分析功能，闡述了這種長軸類精密鍛件的錘鍛模設(shè)計過程和方法，主要包括模膛設(shè)計、錘鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計兩部分。

關(guān)鍵詞：連桿及蓋 Proe 錘鍛模 模膛設(shè)計 結(jié)構(gòu)設(shè)計

中圖分類號：TG312 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（b）-0090-02

錘上模鍛主要用于大批量鍛件生產(chǎn)，對于類似連桿及蓋這種長軸類小型精密鍛件，往往由于模具設(shè)計不合理，導(dǎo)致生產(chǎn)的鍛件質(zhì)量不合格。因此，應(yīng)用三維CAD技術(shù)，實現(xiàn)定量分析、精準(zhǔn)設(shè)計，是企業(yè)發(fā)展必然要求。

1 鍛件分析

圖1為4K型連桿和連桿蓋鍛件圖，鍛件件材料45，鍛件重量0.65 kg，采用2t錘模鍛。鍛件厚度公差規(guī)定得較嚴(yán)，為（+0.5/-0.3）。根據(jù)鍛件特點，采用模鍛工步為拔長、滾壓、預(yù)鍛等工步。

2 模膛設(shè)計

2.1 終鍛模膛設(shè)計要點

（1）終鍛模膛按熱鍛件圖制作，尺寸按冷鍛件尺寸增加1.5%的收縮率，總厚尺寸取中差。

（2）大頭孔沖出，沖孔連皮采用“拱底連皮”型式以容納較多金屬。

（3）飛邊槽采用雙倉形式，以利排除多余金屬，防止桿部折疊和厚度超差所示。

2.2 預(yù)鍛模膛設(shè)計要點

預(yù)鍛模膛主要用來改善金屬流動情況。

（1）為避免工字形桿部過多金屬外流引起腹板處產(chǎn)生折疊，該部位采用類工字形型式，筋頂作成圓弧形，增大筋根部圓角等措施，且應(yīng)使預(yù)鍛模膛截面積等于終鍛模膛上相應(yīng)的截面積，即F預(yù)=F終。

（2）對于頭部為避免產(chǎn)生折疊，預(yù)鍛時采用斜底連皮，并使連皮體積不大于終鍛拱底連皮體積，以便利終鍛時金屬可以向中心流動。

2.3 制坯模膛設(shè)計

制坯模膛包括滾壓模膛和拔長模膛。其設(shè)計主要任務(wù)是：用Proe軟件獲取鍛件相關(guān)剖面面積，得到計算毛坯數(shù)值，依據(jù)計算毛坯確定毛坯下料尺寸及各模膛結(jié)構(gòu)尺寸。

2.3.1 計算毛坯 計算毛坯依據(jù)下式獲得

2.3.2 坯料尺寸的確定

2.3.3 滾壓模膛設(shè)計

滾壓模膛選取聚料作用顯著的橢圓形閉式滾擠模膛形式。

根據(jù)計算毛坯直徑圖確定模膛高度h h=k

K——系數(shù) 閉式模膛當(dāng)F計F坯時，k取1.15～1.2。

模膛寬度B應(yīng)按B=（1.4～1.6）d坯，最后確定為70寬。

設(shè)計的滾壓模膛如圖2所示。

2.3.4 拔長模膛設(shè)計

拔長模膛采用開式拔長模膛形式，橫截面為矩形。

拔長坎高度a按下式計算 a=k1×a桿：

拔長坎長度C=k3×d坯（此處 系數(shù)k1取值0.85；系數(shù)k3取值0.8～1）設(shè)計的拔長模膛如圖3所示。

3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 其特點如下

（1）終鍛模膛、預(yù)鍛模膛燕尾中心的偏心距分別取30和60，保證預(yù)鍛模膛中心必須在燕尾寬度之內(nèi)。

（2）鎖扣形式采用不對稱式側(cè)面鎖扣，使模具結(jié)構(gòu)緊湊，控制鍛造錯移。

（3）終鍛和預(yù)鍛模膛模膛鉗口之間的壁厚較小，采用公用鉗口。

（4）終鍛與預(yù)鍛模膛的最小壁厚符合=k1×h（當(dāng)h<30時，k1取1.5）。

4 結(jié)語

應(yīng)用Proe三維軟件精準(zhǔn)設(shè)計錘鍛模各模膛結(jié)構(gòu)，較好地解決了這種高精度小型鍛件鍛造難題，生產(chǎn)出鍛件質(zhì)量穩(wěn)定，節(jié)約原料，是一種科學(xué)實用的模具設(shè)計方法，在軸頭、轉(zhuǎn)向壁等同類鍛件模具設(shè)計中采用后，效果顯著。

參考文獻(xiàn)

[1] 鍛模設(shè)計手冊編寫組編著.鍛模設(shè)計手冊[M].機械工業(yè)出版社，1990.

[2] 詹友剛.Pro/E高級應(yīng)用教程[M].機械工業(yè)出版社，2008.

[3] 周大雋.鍛壓技術(shù)數(shù)據(jù)手冊[M].機械工業(yè)出版社，1998.

[4] 鍛壓技術(shù)手冊編委會.鍛壓技術(shù)手冊[M].國防工業(yè)出版社，1989.

摘 要：該文以典型的連桿及蓋鍛件為研究對象，應(yīng)用Proe三維設(shè)計軟件截面和體積分析功能，闡述了這種長軸類精密鍛件的錘鍛模設(shè)計過程和方法，主要包括模膛設(shè)計、錘鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計兩部分。

關(guān)鍵詞：連桿及蓋 Proe 錘鍛模 模膛設(shè)計 結(jié)構(gòu)設(shè)計

中圖分類號：TG312 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（b）-0090-02

錘上模鍛主要用于大批量鍛件生產(chǎn)，對于類似連桿及蓋這種長軸類小型精密鍛件，往往由于模具設(shè)計不合理，導(dǎo)致生產(chǎn)的鍛件質(zhì)量不合格。因此，應(yīng)用三維CAD技術(shù)，實現(xiàn)定量分析、精準(zhǔn)設(shè)計，是企業(yè)發(fā)展必然要求。

1 鍛件分析

圖1為4K型連桿和連桿蓋鍛件圖，鍛件件材料45，鍛件重量0.65 kg，采用2t錘模鍛。鍛件厚度公差規(guī)定得較嚴(yán)，為（+0.5/-0.3）。根據(jù)鍛件特點，采用模鍛工步為拔長、滾壓、預(yù)鍛等工步。

2 模膛設(shè)計

2.1 終鍛模膛設(shè)計要點

（1）終鍛模膛按熱鍛件圖制作，尺寸按冷鍛件尺寸增加1.5%的收縮率，總厚尺寸取中差。

（2）大頭孔沖出，沖孔連皮采用“拱底連皮”型式以容納較多金屬。

（3）飛邊槽采用雙倉形式，以利排除多余金屬，防止桿部折疊和厚度超差所示。

2.2 預(yù)鍛模膛設(shè)計要點

預(yù)鍛模膛主要用來改善金屬流動情況。

（1）為避免工字形桿部過多金屬外流引起腹板處產(chǎn)生折疊，該部位采用類工字形型式，筋頂作成圓弧形，增大筋根部圓角等措施，且應(yīng)使預(yù)鍛模膛截面積等于終鍛模膛上相應(yīng)的截面積，即F預(yù)=F終。

（2）對于頭部為避免產(chǎn)生折疊，預(yù)鍛時采用斜底連皮，并使連皮體積不大于終鍛拱底連皮體積，以便利終鍛時金屬可以向中心流動。

2.3 制坯模膛設(shè)計

制坯模膛包括滾壓模膛和拔長模膛。其設(shè)計主要任務(wù)是：用Proe軟件獲取鍛件相關(guān)剖面面積，得到計算毛坯數(shù)值，依據(jù)計算毛坯確定毛坯下料尺寸及各模膛結(jié)構(gòu)尺寸。

2.3.1 計算毛坯 計算毛坯依據(jù)下式獲得

2.3.2 坯料尺寸的確定

2.3.3 滾壓模膛設(shè)計

滾壓模膛選取聚料作用顯著的橢圓形閉式滾擠模膛形式。

根據(jù)計算毛坯直徑圖確定模膛高度h h=k

K——系數(shù) 閉式模膛當(dāng)F計F坯時，k取1.15～1.2。

模膛寬度B應(yīng)按B=（1.4～1.6）d坯，最后確定為70寬。

設(shè)計的滾壓模膛如圖2所示。

2.3.4 拔長模膛設(shè)計

拔長模膛采用開式拔長模膛形式，橫截面為矩形。

拔長坎高度a按下式計算 a=k1×a桿：

拔長坎長度C=k3×d坯（此處 系數(shù)k1取值0.85；系數(shù)k3取值0.8～1）設(shè)計的拔長模膛如圖3所示。

3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 其特點如下

（1）終鍛模膛、預(yù)鍛模膛燕尾中心的偏心距分別取30和60，保證預(yù)鍛模膛中心必須在燕尾寬度之內(nèi)。

（2）鎖扣形式采用不對稱式側(cè)面鎖扣，使模具結(jié)構(gòu)緊湊，控制鍛造錯移。

（3）終鍛和預(yù)鍛模膛模膛鉗口之間的壁厚較小，采用公用鉗口。

（4）終鍛與預(yù)鍛模膛的最小壁厚符合=k1×h（當(dāng)h<30時，k1取1.5）。

4 結(jié)語

應(yīng)用Proe三維軟件精準(zhǔn)設(shè)計錘鍛模各模膛結(jié)構(gòu)，較好地解決了這種高精度小型鍛件鍛造難題，生產(chǎn)出鍛件質(zhì)量穩(wěn)定，節(jié)約原料，是一種科學(xué)實用的模具設(shè)計方法，在軸頭、轉(zhuǎn)向壁等同類鍛件模具設(shè)計中采用后，效果顯著。

參考文獻(xiàn)

[1] 鍛模設(shè)計手冊編寫組編著.鍛模設(shè)計手冊[M].機械工業(yè)出版社，1990.

[2] 詹友剛.Pro/E高級應(yīng)用教程[M].機械工業(yè)出版社，2008.

[3] 周大雋.鍛壓技術(shù)數(shù)據(jù)手冊[M].機械工業(yè)出版社，1998.

[4] 鍛壓技術(shù)手冊編委會.鍛壓技術(shù)手冊[M].國防工業(yè)出版社，1989.

摘 要：該文以典型的連桿及蓋鍛件為研究對象，應(yīng)用Proe三維設(shè)計軟件截面和體積分析功能，闡述了這種長軸類精密鍛件的錘鍛模設(shè)計過程和方法，主要包括模膛設(shè)計、錘鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計兩部分。

關(guān)鍵詞：連桿及蓋 Proe 錘鍛模 模膛設(shè)計 結(jié)構(gòu)設(shè)計

中圖分類號：TG312 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）08（b）-0090-02

錘上模鍛主要用于大批量鍛件生產(chǎn)，對于類似連桿及蓋這種長軸類小型精密鍛件，往往由于模具設(shè)計不合理，導(dǎo)致生產(chǎn)的鍛件質(zhì)量不合格。因此，應(yīng)用三維CAD技術(shù)，實現(xiàn)定量分析、精準(zhǔn)設(shè)計，是企業(yè)發(fā)展必然要求。

1 鍛件分析

圖1為4K型連桿和連桿蓋鍛件圖，鍛件件材料45，鍛件重量0.65 kg，采用2t錘模鍛。鍛件厚度公差規(guī)定得較嚴(yán)，為（+0.5/-0.3）。根據(jù)鍛件特點，采用模鍛工步為拔長、滾壓、預(yù)鍛等工步。

2 模膛設(shè)計

2.1 終鍛模膛設(shè)計要點

（1）終鍛模膛按熱鍛件圖制作，尺寸按冷鍛件尺寸增加1.5%的收縮率，總厚尺寸取中差。

（2）大頭孔沖出，沖孔連皮采用“拱底連皮”型式以容納較多金屬。

（3）飛邊槽采用雙倉形式，以利排除多余金屬，防止桿部折疊和厚度超差所示。

2.2 預(yù)鍛模膛設(shè)計要點

預(yù)鍛模膛主要用來改善金屬流動情況。

（1）為避免工字形桿部過多金屬外流引起腹板處產(chǎn)生折疊，該部位采用類工字形型式，筋頂作成圓弧形，增大筋根部圓角等措施，且應(yīng)使預(yù)鍛模膛截面積等于終鍛模膛上相應(yīng)的截面積，即F預(yù)=F終。

（2）對于頭部為避免產(chǎn)生折疊，預(yù)鍛時采用斜底連皮，并使連皮體積不大于終鍛拱底連皮體積，以便利終鍛時金屬可以向中心流動。

2.3 制坯模膛設(shè)計

制坯模膛包括滾壓模膛和拔長模膛。其設(shè)計主要任務(wù)是：用Proe軟件獲取鍛件相關(guān)剖面面積，得到計算毛坯數(shù)值，依據(jù)計算毛坯確定毛坯下料尺寸及各模膛結(jié)構(gòu)尺寸。

2.3.1 計算毛坯 計算毛坯依據(jù)下式獲得

2.3.2 坯料尺寸的確定

2.3.3 滾壓模膛設(shè)計

滾壓模膛選取聚料作用顯著的橢圓形閉式滾擠模膛形式。

根據(jù)計算毛坯直徑圖確定模膛高度h h=k

K——系數(shù) 閉式模膛當(dāng)F計F坯時，k取1.15～1.2。

模膛寬度B應(yīng)按B=（1.4～1.6）d坯，最后確定為70寬。

設(shè)計的滾壓模膛如圖2所示。

2.3.4 拔長模膛設(shè)計

拔長模膛采用開式拔長模膛形式，橫截面為矩形。

拔長坎高度a按下式計算 a=k1×a桿：

拔長坎長度C=k3×d坯（此處 系數(shù)k1取值0.85；系數(shù)k3取值0.8～1）設(shè)計的拔長模膛如圖3所示。

3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 其特點如下

（1）終鍛模膛、預(yù)鍛模膛燕尾中心的偏心距分別取30和60，保證預(yù)鍛模膛中心必須在燕尾寬度之內(nèi)。

（2）鎖扣形式采用不對稱式側(cè)面鎖扣，使模具結(jié)構(gòu)緊湊，控制鍛造錯移。

（3）終鍛和預(yù)鍛模膛模膛鉗口之間的壁厚較小，采用公用鉗口。

（4）終鍛與預(yù)鍛模膛的最小壁厚符合=k1×h（當(dāng)h<30時，k1取1.5）。

4 結(jié)語

應(yīng)用Proe三維軟件精準(zhǔn)設(shè)計錘鍛模各模膛結(jié)構(gòu)，較好地解決了這種高精度小型鍛件鍛造難題，生產(chǎn)出鍛件質(zhì)量穩(wěn)定，節(jié)約原料，是一種科學(xué)實用的模具設(shè)計方法，在軸頭、轉(zhuǎn)向壁等同類鍛件模具設(shè)計中采用后，效果顯著。

參考文獻(xiàn)

[1] 鍛模設(shè)計手冊編寫組編著.鍛模設(shè)計手冊[M].機械工業(yè)出版社，1990.

[2] 詹友剛.Pro/E高級應(yīng)用教程[M].機械工業(yè)出版社，2008.

[3] 周大雋.鍛壓技術(shù)數(shù)據(jù)手冊[M].機械工業(yè)出版社，1998.

[4] 鍛壓技術(shù)手冊編委會.鍛壓技術(shù)手冊[M].國防工業(yè)出版社，1989.