PAGE 阶梯轴锻造工艺
设计说明书 题 目： 阶梯轴锻造工艺设计
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： 201102019127
指导教师： 彭浩舸
完成日期： 机械工程学院
2016年9月
目录
1.引言…………………………………………………………… 1
2.设计方法与步骤……………………………………………… 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确定锻造温度及规范…………………………………… 5
2.6确定冷却方法及规范…………………………………… 5
3.工艺流程卡…………………………………………… 6
4.结论…………………………………………………………… 8
5.致谢…………………………………………………………… 8
6.参考文献……………………………………………………… 8
PAGE * MERGEFORMAT7 1. 引言
锻造的目的是使坯料成形及控制其内部组织性能达到所需的几何形状，尺寸以及品质的锻件。轴是现代工业大量使用的零件，本文讨论阶梯轴的自由锻生产。 2. 设计方法与步骤
2.1绘制锻件图
锻件图是根据零件图的基本图样，结合锻造工艺特点考虑余块、锻件余量和锻造公差等因素绘制而成。
阶梯轴材料为40Cr，生产批量小，采取自由锻锻造轴坯。
轴上的键槽等部分，采用自由锻方法很难成形这些部位，因此考虑到技术上的可行性和经济性，决定不锻出，并采用附加余块简化锻件外形，以利于锻造。锻造出轴坯后可以进一步进行切削加工，最后成形。
根据零件图的尺寸规格，对照表所列中零件的高度和直径范围，可以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中所列的零件总长为0∽315mm、最大直径0∽50mm，可查得锻造精度为F级的锻件余量及公差为7±2mm。，然后按查得的公差数值，可绘阶梯轴的锻件图。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：根据锻件形状、尺寸、技术要求等进行选择，并且先确定锻件成形所需的基本工序、辅助工序、修整工序，再选择所需的工具并确定工序顺序和工序尺寸等。
由于阶梯轴是形状较简单的轴杆类锻件，变形工艺简单，且材料为常用45钢，塑性较好、容易变形，因此其主要变形工艺一般为下料、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
坯料质量包括锻件本身的质量、加热时氧化烧损、切头时的损失及冲孔时的芯料 损失等。
即: m坯m=m锻+m烧+m芯+m头
M坯=坯料的重量；
m锻=锻件的重量；
m烧=加热时坯料表面氧化而烧损的质量；
m芯=冲孔芯料的质量；
m切=在锻造过程中修切端部产生的料头金属的质量。
计算锻件本身的质量： m 锻＝ ρV
式中 m锻=锻件质量；
ρ=锻件材料的密度（kg/dm3 ）取7.8kg /dm3 ；
V =锻件的体积（ 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的4%计算，既得：
m头=m锻
