（毕业设计图纸全套）微型车曲轴成形工艺及模具设计（含说明书）㊣精品文档值得下载

微型车曲轴成形工艺及模具设计摘要转机等。

而模锻主机目前主要采用模锻锤螺旋压力机热模锻压力机或自由锻水压机。

虽然锤上模锻己具老化特征，但直到现今在国内外的锻造行业中，仍然占有非常重要的地位。

这是因为锻锤和其它锻压设备相比，具有工艺适应性广生产效率高设备造价低的优点。

模锻锤的打击能量可在操作中调整，能够实现轻重缓急打击。

随着市场对发动机质量要求的不断提高，些中轻型汽车的发动机曲轴毛坯由以往的铸造成形逐渐改为锻造成形。

这类曲轴锻件的加工余量拔模斜度和错模量般都要求较小，且精度要求较高。

这就对锻造设备的导向精度，以及锻件的脱模手段提出了更高的要求，而这些要求在般的模锻锤上生产是很难达到的。

由于热模锻压机具有很高的导向精度和顶出机构，成为锻造企业用于生产高精度曲轴的首选设备。

曲轴的全纤维锻造工艺全纤维弯曲镦锻是种成形曲轴的较为先进的方法，其成形原理如图.所示。

全纤维弯曲镦锻方法在国内外大型曲轴生产中得到了广泛的应用。

用弯曲镦锻方法生产曲轴与自由锻相比，有如下优点形状尺寸更接近于成品零件的几何形状和尺寸，加工余量小，减少了机加工工时能大量节约原材料，材料利用效率高金属纤维连续，并按曲轴形状合理分布，和受力情况相适应，坯料的中心线与曲轴的轴线基本吻合，坯料中心偏析夹杂等缺陷不外漏，显著地提高了曲轴的机械性能和安全性能。

实践证明，弯曲镦锻法较自由锻造的曲轴的疲劳强度提高了，同时节约金属达，减少了加工余量，可以节省机加工工时约，提高安全系数以上。

弯曲镦锻法按其装置原理和结构的不同，分为法法两种。

锻造法是法国人.在世纪年代发明的。

主要利用斜面夹角传力，将压力机工作力的部分转换成水平镦锻力，实现曲轴的弯曲镦锻，如图.。

装置是在年，由波兰的.博士在法装置的基础上试验成功的。

该装置最大特点是采用肘杆传力，把压机压力分解为垂直弯曲分力和水平镦锻分力，如图.所示。

采用解析法对法和法的镦粗力和镦粗速度分析可知，法弯曲镦锻时，镦粗力与镦粗速度是不变的，且与行程无关法弯曲镦锻时，镦粗力由小变大，急剧上升，镦粗速度由大变小，显著下降，二者均与行程有关。

由此可见，从工艺和效能上比较，法优于法。

图.法与法的比较.曲轴精密模锻成形工艺精密模锻工艺能获得表面质量好机械加工余量少且尺寸精度较高的锻件与普通模锻相比，精密模锻具有可提高锻件的尺寸精度和表面质量等优点。

般精密模锻件只需要少量后续机加工，大大减少了机加工工作量节省原材料提高劳动生产率降低零件生产成本。

据统计，每万吨钢材由切削加工改为精密模锻，可节约钢材万吨，可减少机床台。

精密模锻主要应用目前，精密模锻主要应用在如下两个方面生产精化毛坯。

生产精度较高的零件时利用精锻工艺取代粗切削加工，即将精锻件直接进行精机加工而得到成品零件。

生产精锻零件。

利用生产精密模锻能达到其精度要求的零件。

其中多数情况是用精密模锻制成零件的主要部分以省去切削加工，而零件的些部分仍需进行少量切削加工。

有时也可完全采用精密模锻方法生产成品零件。

为了进行精密模锻，就要采取相应的技术措施精锻零件表面不应有或允许有少量的氧化皮，必要时还要控制脱炭层厚度。

为此，热精锻时通常采用下述措施采用少无氧化加热坯料，加热前，应清除坯料表面氧化皮，必要时还要除去表面脱碳层，或者采用专门方法清除加热毛坯表面的氧化皮。

尽量减少热锻件与空气接触的时间。

锻件应在防止氧化的介质中冷却，以防止二次氧化。

或者利用保护涂层防止热锻件在空气中氧化。

使用具有较高精度的模具和合适的精锻设备。

比较严格地控制模具温度锻造温度润滑条件和操作等工艺因素。

提高毛坯的下料精度和质量。

闭式模锻时，对毛坯体积精度有较严格的要求，最好采用高效率精密下料方法。

锻件材料特性近年来，毛坯重量为的微车曲轴锻造成形工艺的发展方向是形状尺寸精度越来越高，机加余量越来越小，曲轴的平衡板直接锻造成形，采用非调质钢等金属原材料，其中的应用范围最广泛。

对于平衡块不机加的微车曲轴，非调质钢将逐渐替代其它原材料，如等。

非调质钢的优点是曲轴锻后只进行可控冷却，不进行热处理，这样可避免热处理变形，能更好地满足机加工要求，提高产品质量，缩短生产周期。

如果采用等材料，锻造后要进行正火或调质处理，造成了能源浪费，热处理后曲轴会产生较严重的弯曲变形，加之加工余量小，将不得不增加道校正工序，这样曲轴的成品率低，不能满足大批量生产的要求。

非调质钢曲轴的锻造成形，主要是控制锻件的加热温度，始终锻温度和控冷速元素含量.度，有效地保证曲轴锻件的综合力学性能及曲轴的加工性能和使用寿命。

材料机械性能曲轴所选用的材料为非调质钢。

钢是德国蒂森公司年代初研制的第代曲轴材料，是为桑塔纳汽车发动机汽油机曲轴专门设计的钢种。

的化学成分及机械性能如表.及.所示。

由于钢中硫含量较高，组织结构稳定，硬度均匀，表面硬度差较小，大大地改善了曲轴切削加工时的切削性能，提高了生产效率和刀具使用寿命，较大幅度地降低了加工制造成本。

曲轴精锻工艺分析曲轴属于水平分模的四拐曲轴，带个平衡块，是形状较复杂的中小型曲轴。

机加后的零件形状及主要尺寸如图.及图.所示。

此曲轴总长，总宽。

平衡块高度为，板宽，拔模斜度为.微型车曲轴成形工艺及模具设计摘要该方法与铁型覆砂铸造有同样的优点，且透气性好，成本低，铁丸回收性好，可反复使用模具更改容易，通用性好铁丸冷却容易。

该工艺适于大批量生产，是种很有发展前途的工艺方法。

.浇注系统的设计球铁曲轴容易产生夹杂和皮下气孔缺陷，同时由于球化和孕育也要产生渣，因此，浇注系统应能保证铁水平稳地流入铸型，并要求有良好的挡渣作用。

同时，由于球墨铸铁的浇注温度般较灰铸铁低，为了防止冷隔和浇不足，必须采取较快的浇注速度，故浇道尺寸就应相应地加大。

般采用直∶横∶内∶∶的截面比例，它可保证铁水进入横浇口后流速显著减小，在略有压力作用下平稳进入型腔，不会出现喷射飞溅。

锻压成形.模锻成形模锻是目前最常见的生产小型曲轴的方式，它是在大吨位锻压设备上用大型专用模具来生产曲轴毛坯。

对于模锻而言，曲轴属于形状复杂的锻件，不能单靠个模膛来完成成形，需要在副锻模中开几个模膛，使毛坯在几个模膛中逐步变形，最后在终锻模膛中得到曲轴毛坯。

模锻件的形状应使锻件能从模膛中顺利地取出和容易充满模膛。

为此，在设计模锻件时，应考虑分模面出模斜度及圆角等问题。

通常是用锻件最大轮廓的纵向剖面作为分模平面。

对曲轴而言，如果曲拐不是呈对称分布，为了锻件易于从模膛中取出，就得在些地方加敷料。

敷料加得越多，材料浪费越多，且机加工切削量越大。

模锻时，模膛的周围沿分模面还须开有毛边槽，因而模锻件的四周就形成圈毛边，需在切边压力机上切除。

虽然有上述二种浪费，但由于模锻生产的曲轴精度大大高于自由锻，且敷料又大大少于自由锻，所以材料利用率仍然大大高于自由锻。

模锻生产的曲轴明显的呈现金属纤维组织，性能提高，使得曲轴的性能和可靠性优于自由锻。

由于模具的作用，生产率大大高于自由锻用模锻方式生产曲轴是目前大批量生产曲轴的主要方式。

随着生产批量的增大，模锻效率高，节省材料和切削加工工时等带来的经济利益就会大大超出模具费损失，使得模锻件的成本低于自由锻很多。

这就是目前汽车拖拉机等行业用模锻法生产曲轴的原因。

模锻法生产曲轴的缺点在于模具成本相当高，生产批量小时无经济效益模具生产周期长，不利于快速组织生产所需设备吨位较大，在定程度上限制了它的使用.自由锻成形曲轴自由锻成形，可分为块锻和弯锻，块锻曲轴由于曲拐处无法锻出，于是只好用加敷料的方式将其填平，机加工予以切除，再加上自由锻时其它地方的余量也很大，这就难免造成了自由锻曲轴毛坯的肥头大耳。

由于毛坯加工成零件的过程中，机加工切削量极大，材料的利用率极低。

这方法生产的曲轴由于大量的切削加工使曲轴的纤维流线切断，使抗弯曲和抗疲劳能力受到影响。

弯锻曲轴采用胎模锻出曲拐，因此较之块锻余量少，机加工切削量较少，材料的利用率较高，抗弯曲和抗疲劳能力较好。

块锻和弯锻对工人的技术水平要求较高，仅适宜于单件小批量生产。

我国船舶工业中许多厂家现在仍用这方法生产曲轴毛坯。

.全纤维锻造成形全纤维镦锻曲轴是世纪后期发展起来的种新的曲轴毛坯生产技术，主要应用于中速柴油机中，其原理为先将金属材料锻造成棒料，然后机械加工成台阶轴，最后在镦锻专用模具内成形。

模具每次只对个曲拐进行热变形。

在模具内，当上方的弯曲模块随液压机力对棒料进行弯曲的同时，位于下方的左右镦粗模块同时向中间作相对的镦粗运动，这样就锻出了个曲拐。

第个曲拐不需定位，从锻第二个曲拐起，依次用已锻出的曲拐定位，如果各曲拐间同方向相隔同样的角度，那么从锻第二拐开始就不需要更换定位模块了，这样次加热就可以锻出几个曲拐，甚至于可以锻出整个曲轴。

如果各曲拐间不是依次相隔同样的角度，那么在角度发生变化时就需要变换定位模块了。

在锻造根曲轴的过程中，需要多少次更换定位模块要视各曲拐间隔角度的规律性而定。

在进行全纤维镦锻曲轴的过程中，定位模块的更换次数越少越好，这样在个锻造温度区间可多锻几个曲拐，不仅可以节省时间，还可以节省定位模块的费用，从而使曲轴毛坯的生产成本大幅下降。