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6105QA连杆锤锻模具设计

6105QA连杆锤锻模具设计

摘要：本文介绍了锻造的重要性及锤锻在现代锻造工业技术发展中的地位及适应性。通过对零件进行了分析及计算，确定了加工余量及公差，设计出了终锻型槽、预锻型槽、锻模结构设计等。保证了锻件的外廓尺寸和精度要求，成本低生产率高

符合实际生产要求。

关键词：锻造；锤上模锻；加工工序；终锻型槽；预锻型槽

1引言

“锻造”作为金属加工的主要方法和手段之一，在国民经济中占有举足轻重的地位，是装备制造业，特别是机械、汽车行业，以及军工、航空航天工业中的不可缺少的主要加工工艺。锻锤的突出优点在于打击速度快，因而模具接触时间短，特别适合要求高速变形来充填模具的场合。例如带有薄筋板、形状复杂的而且有重量公差要求的锻件。由于其快速、灵活的操作特性，其适应性非常强，有人称之为“万能”设备，因而特别适合多品种、小批量的生产。

2连杆锻锤设计流程

锻模设计是为了实现一定的变形工艺而进行的。因此，在生产中应首先根据零件的尺寸、形状、技术要求、生产批量大小和车间的具体情况确定变形工艺和模锻设备、然后再设计锻模。锻模设计的程序如下：1.零件分析；2.根据零件图设计锻件图；3.根据锻件图计算锻件主要参数；4.确定锻锤吨位；5.考虑收缩率绘制热锻件图；6.连杆模锻工艺流程（拔长-滚挤-预锻-终锻）；7.设计终锻型槽；8.设计预锻型槽；9.绘制计算毛坯图；10.制坯工步的选择；11.确定坯料尺寸；12.制坯型槽设计；13.连杆锤锻模结构设计。

锻模的设计

3.1零件分析

连杆是汽车发动机中的零件，主要用来连接活塞和曲轴。其功能是将活塞承受的燃油爆发力传递给曲轴，使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。汽车发动机转速很高，连杆在高速运动中将承受很大的交变应力。

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3.2确定分模位置

分模面一般应该设置在锻件的最大轮廓处，在本设计中如图1所示A-A截面为最大截面，所以A-A截面为分模面。

3.3确定加工余量和公差

根据锻件图的具体数据，进行以下计算：

估算锻件质量：杆长L=210-40-60=110mm；杆部的截面积为=32x24=768mm

所以连杆杆部的体积约为：V=110x768=84480mm大头体积：R＝37.5mm；R＝120/2＝60mm；又因为连杆大头只有一半为此次锻造所需要有效部分，所以大头体积为：V＝1/2xπh（R-R）＝1/2x3.14x40（60-37.5）

＝137767.5mm

小头体积：R＝29.5mm；R＝21.5mm；

所以小头体积为：V＝πh（R-R）＝3.14x40(29.5-21.5)＝51244mm；

所以该连杆的体积为：V＝V+V+V＝84480+137767.5+51244

≈273491.5mm；

M＝ρv＝7.85x273491.51x10＝2146.9g；

所以锻件质量约为2.15Kg。

②锻件的复杂系数：S＝V/V＝273491.5/1352000＝0.20；

查有关资料手册（《锻造工艺学与模具设计》P95表4-3）得该锻件级别为Ⅲ级S，形状复杂系数为较复杂。

③锻件材质系数的确定

由锻件图要求知道，该零件材料为高碳非调质钢，由相关质料知该零件材质系数为M。

④公差与余量

6105QA连杆锤锻模具设计全文共2页，当前为第2页。由《锻模设计手册》中P111页表4－5可确定模锻件在长度、宽度、高度方向上的加工余量尺寸和公差:

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高度公差：2.8；长度公差：4.0；宽度公差：3.2；

查《锻模设计手册》P108页表4-3可知：

高度及水平尺寸的单边余量约为1.7～2.2mm。取2mm

3.4确定锻锤吨位

因为该柴油机连杆件为大批量生产，要求有较高的生产效率，以降低成本，所以系数取较大系数6.3.

查《锻造工艺学与模具设计》P122页表4-10得k取值为1.0。

F＝13000+760x23＝30400mm

现有双作用模锻锤吨位确定的经验公式：

G＝(3.5～6.3)kF=6.31.0x30400＝1920kg，选取2吨锤。

3.5设计终锻型槽

终锻型槽是按热锻件图来加工和检验的。考虑收缩率为1％。根据类似连杆生产经验总结，考虑到锻模使用后的承击面下陷，型槽深度减小及精压时变形不均，横向尺寸增大等因素，需修改几处尺寸：

①辐板处增厚0.5mm，如图2所示

②连杆小头高度42.3mm处，其理论高度为：

42.3x（1+1％）＝42.7mm；实际取43.5mm。

大头左上端与右下端做成斜面，将高度尺寸42.5mm上下各增0.7mm。`