连杆模锻成形工艺案例

2021/7/13
2、打击能量和模锻力对成形品质的影响如下表。
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3、锻压设备的影响
（1）液压机闭式模锻一般不产生飞边，在合理 选用设备吨位的条件下，可以靠控制压力大小 使变形过程在产生飞边之前结束。 （2）平锻机闭式模锻，一般不产生飞边，在合 理选用设备吨位的条件下，可以靠控制压力大 小使变形过程在产生飞边之前结束。
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模锻的缺点：
1）模锻是整体成形，摩擦阻力大，故模锻所需设备 吨位大，设备费用高；
2）锻模加工工艺复杂，制造周期长，费用高。故 只适用于中小型锻件的成批或大批生产。如图3-1所 示为典型模锻件。模锻广泛应用于国防工业和机械 制造业，按质量计算模锻件在飞机上占85%，坦克 占70%，汽车占80%，机车占60%。
1、减少飞边材料的损耗； 2、节省切边设备； 3、有利于金属充满型膛，有利于进行精密模锻； 4、由于闭式模锻，金属处于三向压应力状态，有利于 低塑性材料的成形。
闭式模锻的适用范围： 适用于轴对称变形或近似轴对称变形的锻件，目
前应用最多的是短轴线类的回转体锻件。
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采用闭式模锻工艺过程的必要条件是： 1.坯料体积准确； 2.坯料形状合理并且能够在模膛内准确
2、缓冲锤击。
3、容纳多余金属。
飞边是工艺废料，一般在后 续工序中切除。开式模锻示 意图如右。
图6-3 开式模锻示意图
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6.2.2开式模锻成形过程的分析
开式模锻的成形过程大体分为三个阶段（见图 6.4）：
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图6.4 开式模锻成形过程的金属流动
1、锻粗阶段：
锻粗阶段是开式模锻的第一阶段。压 下量△H1，模锻力为P1（见图6.5）。 此时整个坯料都产生变形，在坯料内部 近似存在分流面。分流面外的坯料金属 流向法兰部分，分流面内的金属流向凸 台部分。

基于自由锻的大型连杆体胎模锻工艺设计基于自由锻的大型连杆体胎模锻工艺设计文/李伟阳,康海鹏,朱保亮,李大乔·宝鸡石油机械有限责任公司热工分公司本文针对特殊的大型连杆体，在不适合模锻的情况下，设计出一种自由锻结合胎模锻的锻造工艺，利用胎模锻出连杆体的杆部和球形头部，再自由锻锻出连杆体头部，使整个连杆体外形接近零件，避免锻件流线机加工时被切断，设备和模具投入小、锻件重量轻、机加工余量少，锻件力学性能更优越。

背景介绍连杆体在传递力的过程中，承受着很高的周期性冲击力、惯性力和弯曲力，这就要求连杆体具有高的强度、韧性和疲劳性能。

由于模锻成形接近最终产品几何形状和尺寸精度，同时可以改善其组织，获得更高的力学性能，所以在连杆体生产中占据主导地位。

模锻连杆体具有大批量、小规格的特点，对于某些大尺寸连杆体需要投入大型的模锻设备和模具才能完成。

本文针对小批量、结构简单、尺寸大的连杆体，设计出一种在自由锻基础上结合胎模锻的锻造工艺，可以锻造出接近零件外形的连杆体毛坯，减少锻件重量和机加工余量，满足设备模具的较小投入，具有显著的经济效益。

零件结构和工艺性分析图1为连杆体零件示意图，总长1298mm，厚度150mm，重量270kg，材料42CrMo。

分析其结构：可以分为大方形头部，圆形杆部和拍扁的球形小头部。

与传统连杆体相比，杆部没有工字凹槽，有利于胎模成形，大头部重量大，结构简单，适用于自由锻成形，小头外圆部为球形，可以通过球形模摔球后拍扁成形。

锻造工艺设计锻造过程如下：下料→加热→粗拔长杆部台阶→加热→分料模分料→杆部摔模拔长杆部→拍扁锻方大头部→加热→模锻球形小头→拍扁球形小头→精整→正火。

根据锻件重量和尺寸，确定在3t电液锤上锻造，整个锻造过程分3火次完成，分料时由于杆部直径相对较小（φ145mm），重量小，为了能更准确地分料，用分料模来限制金属流动，然后杆部在杆部摔模内成形，保证了杆部的尺寸和表面质量。

连杆的模锻工艺及模具设计任务书1．课题意义及目标意义:通过本课题的研究,培养学生综合运用所学知识的能力及用基本知识和专业知识解决生产中实际问题的能力,培养学生探索未知开拓创新的科学精神以及从事工程实践的基本能力。

目的:根据开式模锻成形理论和连杆零件图的要求,结合连杆锻造的技术和特点，对连杆锻造工艺进行具体分析,确定合理的连杆模锻工艺。

以所学专业为基础,以实用为目的,通过对连杆锻造工艺的分析及相关参数计算,进行模具设计。

2．主要任务1）、完成开题报告2）、零件图和模具装配图3）、设计说明书一本4）、电子资料一份3．主要参考资料[1]崔柏伟.发动机连杆模锻工艺及模具[J].机械工程师,2007,12:87-88 .[2]张昌明.铝合金连杆模锻工艺研究[J].机械设计与制造,2008,11:105-106.[3]刘昱虹.大型连杆锻造成形工艺分析[J].锻压机械,2000,35,04:25-26[4]陈晓华.典型零件模具图册[M].机械工业出版社,2006.审核人：年月日连杆的模锻工艺及模具设计摘要：本次毕业设计主要是对给定的连杆进行分析，然后进行锻件图的设计，确定锻锤吨位，然后选择模锻工步，再计算毛坯，确定坯料的尺寸，设计拔长模膛和滚压模膛，设计终锻模膛和预锻模膛，还需要设计锁扣、燕尾、键槽等。

本设计还涉及PROE、CAD软件，还有绘制表格，生成曲线图。

最后绘制了零件图和模具装配图。

通过这次设计，让我巩固了我大学所学的知识，受益良多。

关键词：连杆，模膛Abstract:The graduation project is mainly on a given link is analyzed and then design forging figure, and then select the forging step, and then calculate the blank determine the blank size, design stretching grooves and rolling grooves,determine the tonnage hammer,design the final forging die bore and blockers bore, also I need to design lock, dovetail, keyway and so on. This design also involves PROE, CAD software, and draw tables, generate graphs. Finally, draw spares and mold assembly drawing. Through this design, let me consolidate my knowledge of the university,and I benefited a lot. Keywords: link, bore1 前言 (3)2 锻件图的设计 (4)2.1 分模位置 (4)2.2 估算零件质量 (4)2.3 锻件形状复杂系数S (4)2.4 确定加工余量 (5)2.5 锻模斜度 (5)2.6 确定锻件公差 (5)2.7 锻件圆角半径 (5)2.8 冲孔连皮 (6)2.9 冷锻件图 (6)3 确定锻锤吨位 (8)4 飞边槽的确定 (9)5.1 计算毛坯图 (10)5.2 计算毛坯图的分析利用 (13)6 坯料的尺寸确定 (14)6.1 坯料体积和重量 (14)6.2 坯料规格的确定 (15)7 模锻工步选择 (16)8 拔长模膛 (17)8.1 作用 (17)8.2 型式 (17)9 滚压模膛设计 (19)9.1 作用 (19)9.2 型式 (19)9.3 纵向截面形状设计 (19)9.4 宽度B (21)9.5 尾部及钳口 (21)10 终锻模膛 (23)10.1 热锻件图设计 (23)10.2 钳口设计 (24)11 普通锁扣设计 (25)12 模锻锤的锻锤参数 (26)13 燕尾 (27)14 锻模结构设计 (28)14.1 模膛的布置 (28)14.2 模膛中心的确定 (28)14.3 模膛壁厚确定 (28)14.4 模块尺寸的确定 (29)14.5 模锻材料的选择 (29)14.6 连杆模锻工艺流程的最终确定 (29)参考文献 (30)致谢 (31)1前言连杆指的是在机构中的两端分别和主动、从动构件连接，用来传递运动的杆件。

（ １） 提高原材料的技术要求 生产中发现有些原材料生产厂家并不十分了解轿车 发动机连杆对材料的要求， 把它当作一般热加工用钢看 待， 造成原材料棒料存在许多问题， 导致批量性废品产生。 因此建议在原材料标准中增加原材料夹杂物等级要求， 夹 杂物等级不得高于 ２ 级， 以有效改善表面及内部质量。 （ ２） 采用楔横轧制坯 轿车发动机连杆一般截面面积变化不大， 完全可以 采用楔横轧制坯， 而采用辊锻制坯会增加制坯时间并需 要增加机械手和辊锻机， 使操作变得复杂， 降低了生产效 率， 提高了废品率。轿车发动机连杆锻件制坯采用的是外 回转楔形横轧， 这种横轧工艺的原理就是把加热坯料置 于两个同向旋转的轧辊中， 使毛坯回转并沿着模具的型 面 作 相 应 的 减 径 和 延 伸 。楔 横 轧 制 坯 具 有 效 率 高 、节 省 原 材料以及设备制造方便等优点。同时， 由于轧件内部的流 线与零件的轮廓一致， 从而提高了产品的机械性能。目前 楔横轧制坯技术已是成熟的技术， 国内如北京机电研究 所等单位可以提供从工艺分析、设备到模具的设计制造 一整套的技术服务， 满足锻造厂家的要求。 ３．２ 模锻设备的选用 （ １） 热模锻压力机 可用于轿车发动机连杆的模锻设备很多， 如何选用 取决于设备的性价比及投资额度， 热模锻压力机一般选 用进口的较多， 价格昂贵， 但其运动工作原理为曲柄连杆 滑块结构原理， 有固定的下止点位置， 模锻成形时， 上模 下降的高度是固定的， 因此锻件高度公差小， 使锻件重量 公差小， 产品质量好。如投资量大可选用。 （ ２） 摩擦压力机 摩擦压力机基本选用国产的， 价格低， 其运动原理为 飞轮的旋转运动通过螺母转换为螺杆的螺旋上下运动， 上模下降的高度不固定且打击能量不准确及导向性能不 好， 造成锻件高度公差大、错移， 使锻件重量公差大， 产品

・ 材料 ・ 工艺 ・ 设备 ・
轿车连杆精密辊锻—模锻复合锻造工艺
杨慎华 邓春萍 金文明
（ 吉林大学）
【 摘要】 针对轿车连杆锻件的特点、 技术条件与要求， 提出一种精密辊锻—液压模锻锤模锻复合工艺， 并进行 了 精密锻造工艺设计及模具设计。以广州本田轿车连杆体精密锻造成型为例， 进行了精密辊锻制坯—液压模锻锤模锻 复合工艺研究。研究结果表明， 采用此工艺生产轿车连杆件， 产品质量高， 生产稳定可靠， 比传统锤上模锻工艺节约 能耗降低 #$ ! ， 锻件成本降低 !$ ! 。 原材料 !" ! 以上，
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从图 ! 可知， $%&& 经台架试验后表面平整
没有划痕， 含油 %’( 材料经试验后的表面有划痕及 空洞。 说明 $%&& 结构致密、 韧性好； 含油 %’( 表面 疏松， 易被较硬材料划伤。
（ #） $%&& 图! （ 含油 %’( "）
$%&& 及含油 %’( 与钢摩擦后的表面形貌
$
结论
#) ")
图! 本田发动机 VEE 连杆锻件图
=
轿车连杆锻造工艺分析与方案
轿车发动机连杆在高速运动中承受着很大的交
针对本田轿车发动机 VEE 连杆锻件的特 点 以 及其严格的加工精度与很小的质量差要求，确定了 辊锻制坯—液压模锻锤模锻复合锻造工艺的流程和 工艺方案。 工艺流程：下料 ! 中频感应加热 !- 道次精密 辊锻制坯!预锻!终锻!切边! 热处理!喷丸 ! 荧 光探伤! 精压!检验。
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继续压缩至上下模接触即打靠。
变形仅发生在分模面附近的区域内
，处于最强的三向压应力状态，变
形抗力也最大。此阶段的H 压下量小
16
于2mm，它消耗的能量却占总能量
H
17
二、终锻模膛设计
1、模膛尺寸计算
热锻件图依据冷锻件图绘制。
热锻件图上尺寸比冷锻件图
中尺寸加大一个收缩率，
即 Ll(1%)
式中：δ—终锻温度下的
主要内容是绘制热锻件图和确定飞 边槽形式与尺寸。
边槽主要起排泄和容纳多余金属
作用。
充填模膛的阻力作用相对次要。
锻件高度由压机行程保证。上下分 模面间保留一定间隙，不发生碰撞 。
间ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ大小根据飞边槽高度而定。
H
47
2）预锻工步设计
预锻工步图根据终锻工步图设计。总的原则是使预锻后
的坯料尽可能以镦粗方式进行。
dmin —计算毛坯的最小直径； d拐 —杆部与头部交接处的直径：
说明：
d拐1.13h拐M
α 值越大，流向头部的金属体积越多；
β 值越大，金属沿轴向流动的距离越长；
K 值越大，表明杆部锥度大，小头和杆部金属过剩；
G 值越大，制坯难度加大。
H
36
(4) 根据繁重系数确定制坯工序的初步 方案
长轴类锻件可根据计 算出的繁重系数在右示 经验图表中查出制坯工 序的初步方案，再依据 生产试验修改确定。
H
43
东风汽车公司锻造厂用的热模锻压力机吨 位主要有1200、800、400、200MN（1MN =106 N）等。
2、平锻机吨位 经验公式：
F = 57.5kA，kN 。
式中
k —材料系数。 取 k = 1.0～1.3；

第？6卷第1期 锻压装备与制造技术2021年2月Vol. 56 No. 1 CHINA METALFORMING EQUIPMENT & MANUFACTURING TECHNOLOGYFeb. 2021某胀断连杆锻造工艺工装设计及验证刘宗江，肖宜仰,刘庆义，齐建,钱福梅（潍柴动力股份有限公司，山东 潍坊261061）某胀断连杆是一款用于！型8缸大功率柴油机,其连杆为全新设计。

根据产品图样，需要在锻造车间热模锻生产线进摘要:本文通过对某胀断连杆进行工艺分析提出了锻造工艺方案，并介绍了设备吨位选取及~锻模设计，通过工艺试验,优化了 工艺参数。

关键词：工艺方案;设备吨位;~锻模设计;工艺验证中图分类号:TG316.3 文献标识码:AD01：10.16316/j.issn.1672-0121.2021.01.021 文章编号：1672-0121（2021 ）01-0079-03------282.0----------------------图1某胀断连杆总成简图行自制连杆锻件的样试工艺开发。

按批量生产的要计算，选DRF4000热模锻压力机。

求进行样机连杆毛坯的试制,试制成功后,根据市场 需求,具备批量生产能力。

1产品结构分析及工艺方案制定1.1产品结构分析连杆中心距282mm ，是我公司目前最大的胀断连杆,连杆大小头厚度不同，连杆上下不对称（图1）。

连杆材料选用C70S6，连杆锻造，机加工用胀断工艺。

1・2设备吨位计算设备吨位的计算是根据锻造力P 确定的叫公式为!-（50〜70）"（1）式中:!——变形力，0N ；"—包括飞边桥在内的锻件，cm 2,毛坯量"-487.2cm 2； 50〜70为,根据材锻件度根据，设备公称 力应比变形力大，一般选为1.18左右的变形力为宜，经收稿日期:2020-09-03 ；修订日期:2020-10-18作者简介：刘宗江（1967—）,男，硕士，高级工程师，热加工技术工艺总师，主要从事柴油机连杆锻造工艺研究。

连杆的模锻工艺及模具设计连杆的模锻工艺及模具设计任务书1．课题意义及目标意义:通过本课题的研究,培养学生综合运用所学知识的能力及用基本知识和专业知识解决生产中实际问题的能力,培养学生探索未知开拓创新的科学精神以及从事工程实践的基本能力。

目的:根据开式模锻成形理论和连杆零件图的要求,结合连杆锻造的技术和特点，对连杆锻造工艺进行具体分析,确定合理的连杆模锻工艺。

以所学专业为基础,以实用为目的,通过对连杆锻造工艺的分析及相关参数计算,进行模具设计。

2．主要任务1）、完成开题报告2）、零件图和模具装配图3）、设计说明书一本4）、电子资料一份3．主要参考资料[1]崔柏伟.发动机连杆模锻工艺及模具[J].机械工程师,2007,12:87-88 .[2]张昌明.铝合金连杆模锻工艺研究[J].机械设计与制造,2008,11:105-106.[3]刘昱虹.大型连杆锻造成形工艺分析[J].锻压机械,2000,35,04:25-26[4]陈晓华.典型零件模具图册[M].机械工业出版社,2006.审核人：年月日连杆的模锻工艺及模具设计摘要：本次毕业设计主要是对给定的连杆进行分析，然后进行锻件图的设计，确定锻锤吨位，然后选择模锻工步，再计算毛坯，确定坯料的尺寸，设计拔长模膛和滚压模膛，设计终锻模膛和预锻模膛，还需要设计锁扣、燕尾、键槽等。

本设计还涉及PROE、CAD软件，还有绘制表格，生成曲线图。

最后绘制了零件图和模具装配图。

通过这次设计，让我巩固了我大学所学的知识，受益良多。

关键词：连杆，模膛Abstract:The graduation project is mainly on a given link is analyzed and then design forging figure, and then select the forging step, and then calculate the blank determine the blank size, design stretching grooves and rolling grooves,determine the tonnage hammer,design the final forging die bore and blockers bore, also I need to design lock, dovetail, keyway and so on. This design also involves PROE, CAD software, and draw tables, generate graphs. Finally, draw spares and mold assembly drawing. Through this design, let me consolidate my knowledge of the university,and I benefited a lot. Keywords: link, bore1 前言 (3)2 锻件图的设计 (4)2.1 分模位置 (4)2.2 估算零件质量 (4)2.3 锻件形状复杂系数S (4)2.4 确定加工余量 (5)2.5 锻模斜度 (5)2.6 确定锻件公差 (5)2.7 锻件圆角半径 (5)2.8 冲孔连皮 (6)2.9 冷锻件图 (6)3 确定锻锤吨位 (8)4 飞边槽的确定 (9)5.1 计算毛坯图 (10)5.2 计算毛坯图的分析利用 (13)6 坯料的尺寸确定 (14)6.1 坯料体积和重量 (14)6.2 坯料规格的确定 (15)7 模锻工步选择 (16)8 拔长模膛 (17)8.1 作用 (17)8.2 型式 (17)9 滚压模膛设计 (19)9.1 作用 (19)9.2 型式 (19)9.3 纵向截面形状设计 (19)9.4 宽度B (21)9.5 尾部及钳口 (21)10 终锻模膛 (23)10.1 热锻件图设计 (23)10.2 钳口设计 (24)11 普通锁扣设计 (25)12 模锻锤的锻锤参数 (26)13 燕尾 (27)14 锻模结构设计 (28)14.1 模膛的布置 (28)14.2 模膛中心的确定 (28)14.3 模膛壁厚确定 (28)14.4 模块尺寸的确定 (29)14.5 模锻材料的选择 (29)14.6 连杆模锻工艺流程的最终确定 (29)参考文献 (30)致谢 (31)1前言连杆指的是在机构中的两端分别和主动、从动构件连接，用来传递运动的杆件。

连杆制造的技术要求
精度要求
连杆的精度要求非常高，一般要求形位公差在几道甚至几 微米之内，表面粗糙度也要求非常高。
材料要求
连杆要求具有高的强度和韧性，一般采用优质合金钢或铝 合金等材料制造。
热处理要求
连杆在制造过程中需要进行多次热处理，以改善材料的力 学性能和加工性能，保证连杆的质量和寿命。
检测设备要求
。通过编程控制，可实现连杆的多道工序加工。
02
磨床
磨床用于连杆的磨削工艺，根据连杆的不同部位和加工要求，可选用平
面磨床、外圆磨床等不同类型的磨床。
03
专用工装
为了保证连杆的加工精度和效率，通常会根据连杆的结构特点设计专用
工装，如定位夹具、钻孔模板等。这些工装能够确保连杆在加工过程中
的稳定性和一致性。
3
数据分析与优化
利用大数据和人工智能技术，对连杆制造过程中 的数据进行分析，实现工艺参数的优化和质量控 制。
绿色制造在连杆制造中的实践与应用
精益生产
通过减少制造过程中的浪费，降 低能源消耗和原材料消耗，实现 连杆制造过程的绿色化。
能源管理
采用高效节能设备和能源管理系 统，降低连杆制造过程中的能源 消耗，实现低碳生产。
剪切、激光切割等。
铣削
铣削是连杆粗加工中常用的工艺， 主要用于去除连杆毛坯上的多余材 料，并为后续的精加工打下基础。
热处理
在粗加工阶段，连杆通常需要进行 热处理，以提高其机械性能，如硬 度、韧性等。
连杆的精加工工艺
磨削
磨削是连杆精加工的主要工艺之 一，通过砂轮对连杆表面进行磨 削，以提高其表面光洁度和尺寸
01 02 03 04
环保材料
选择环保型原材料和切削液等辅 助材料，降低连杆制造过程中的 环境污染。

粉末锻造的发展：
• 经过近40年的持续发展，粉末锻造已经发 展成为一项先进的金属加工工艺，增加了 许多新的应用，其发展趋向于在零件的最 初设计状态就越来越多的选用粉末锻造工 艺，形成这种趋势的原因：
• (1) 在长期的高压疲劳应用中, 其使用记录 证明粉末锻件的性能是可靠的。
粉末锻造的发展：
• (2) 净成型或近净成型能力、独有的冶金特 性以及结合了热处理的工艺, 降低了总制造 成本。
粉末锻造的优点：
• （3）粉末锻造无飞边，机械加工量少，材 料利用率可高达90%以上（普通模锻为 40%-50%）。
• （4）锻件尺寸精度高和表面粗糙度低，可 达精密模锻水平。
• （5）粉末锻造可成形复杂的零件，如齿轮、 花键轴等。
工艺流程：
工艺要点：
• （1）粉末原料，包括粉末原料的还原、磁 选、筛分、混料
粉末锻造的优点：
• （1）锻造工序少 粉末锻造只需要一副模具 一次锻打成形，而普通锻造常需多副模具 和多次锻打。
• （2）锻造压力小 粉末锻造时，随着工件压 实程度的增加，变形抗力随之增大，但所 需锻压力比普通模锻小，如130汽车差速器 行星齿轮，钢坯锻造需250～300T压机粉末 锻造只需80T压机。
试验结果表明，这种塑料连杆能显著轻量化，并在发动机中最多可减少40%的摆动物 体的质量。但它至今尚未获得令人满意的疲劳强度，并由于纤维材料价格昂贵和生产 布放纤维的工艺复杂，使制造成本居高不下。除非在工艺和材料上有大的革新和突破， 否则难以产业化。
不同连杆制造工艺比较：
连杆成形的工艺分析：
• 4.连杆成形工艺类型 连杆加工的发展方向是: 减轻连杆质量,在高 承载能力批量生产中尽可能减少连杆的质 量公差( 目前, 粉末锻造连杆的质量精度可 达 1% , 锻钢连杆为 2 . 5% ) ; 在现有基础 上进一步提高锻件表面质量; 采用新型材料 节能材料( 目前采用非调质钢和控锻控冷技 术) , 降低连杆成本。另外, 由于产品更新换 代的加快, 各种使用性能指标的不断提高, 对产品质量也提出了更高要求。

有 限元 分 析 软 件 ， 对 杆 身 工 字 形 截 面 成 型 过 程进 行模 拟 ， 确 定 了 杆 身 截 面预 锻 和 终 锻 模 膛 尺 寸 ， 解
决 了连 杆 模 锻 工 艺难 点 。
关键词 ： 连杆 ； 模锻 ； 工 艺 设 计 中 图分 类号 ： Ｔ Ｋ ４ ２ ３ ． ３ ２ 文献标识码 ： Ｂ
６ ４ ｍｍ 的矩 形 截 面 锻 造 而 成 。本 文 利 用 Ｄ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍ 软 件模 拟其 成 型过程 。图 ４为 ７ ６ ｍ ｍ× ６ ４ ｍｍ 的矩形 截 面成 型模 拟过 程及 速度 场分 布情 况 。
预锻 ： Ｉ 孚 形截 面 终 锻工 字形截 面
图 ６ 杆 身 工 字 形 截 面 模膛 图
不应 有未充满 、 分层 、 裂纹 、 毛刺 、 氧化皮等 缺陷 。
计算毛坯 截面图
２ 锻 模 设计
根 据锻件结构设计 确定连杆锻模 如图 ２所示 。 模 具材 料 为 ５ Ｃ ｒ Ｎ ｉ Ｍ ｏ Ａ， 模具 表面粗糙度 ： 模 膛
计算毛坯 直 径图
Ｒ ａ＝ ０ ． ８ ｍ， 其余 Ｒ ａ＝ ６ ． ３ ｍ。热 处理硬 度 Ｈ Ｒ Ｃ ４ ４
胜， 侯
磊
Ｅ ＭＤ 连 杆 模 锻 工 艺研 究
制坯 工 步为 ： 圆棒 一 镦 粗一 拔 长 一 切 肩 分 料一 镦 小 头一 杆 身拔 长一 修 整 。 ３ ． ３ 连 杆杆 身 工字 形截 面设 计 验证 工 字 形 截 面 的锻 件 常 常 在腹 板 处 产 生 折叠 ， 这 种 折叠 往 往是 在 中间腹 板较 薄 、 较宽 ， 在 转 角处 圆角 较 小 的条件 下 ， 当 筋 部 充 满后 ， 上 下 模 继 续 靠拢 ， 表

（） Ｒ １Ｂ Ｄ连 杆模 锻 工 艺 过 程 的模 锻 工 步 是 关 键 ，
终锻成形 部分 的体积分 配合理有 序 ， 使预 锻与终 锻 模锻工步的预锻模膛或预锻热锻件 图（ 含预锻飞边槽 已将锻件 绝大部分 易成 形部分成 形完毕 ， 对于 少数 和冲孑 连皮 的形状 、 Ｌ 结构 与尺 寸） 设计是 Ｂ Ｄ 杆能 Ｒ 连 难充满 的局部 在终锻模膛 内终 锻成形 ； 证大 头叉 否模 锻成 形 的关 键 。 保 形 开 口枝 芽 部 分 终 锻 难 成 形 部 分 以镦 粗 式 成 形 和 压 （ ） 进 后 的 预 锻模 膛 或 预 锻 热 锻 件 图 （ 预 锻 ２改 含 入式成形 方式 同时存在 ， 预锻与终 锻 的难 成形 部分 飞边槽的形状 、 结构与尺寸 ） 设计达到 了如下的效果 ： 以 镦 粗 式 成 形 为 主 压 人 式 成 形 为 辅 ， 二 阶 模 锻 斜 保证 了 Ｂ Ｄ连杆预锻和终锻过程具有顺序成形模锻 即 Ｒ 度部分 以压入式 成形方 式为 主 ， 阶模锻 斜度 以外 法 的 特 点 ， 善 了锻 造 工 艺 性 ， 保 了锻 件 成 形 ， 二 改 确 形 部分 以镦 粗式 成形为 辅 ， 可为终 锻提供 良好 的形状 状 、 尺寸 与质量一致性好 ， 锻件合格品率 由原 ７ ％升 ０ 与 尺 寸准 备 。 至现在 的９ ％， ７ 操作简单可靠 ， 减少锻造 １ 火次 ， 减少 （） ３ 优化 预 锻模 膛 飞 边槽 （ 冲孔连 皮 ） 构 、 终 锻打击次数 ５ ， 含 结 次 锻造效率高近 １ ， 倍 提高终锻模膛 形 状 和 尺 寸 设 计 。 飞 边 槽 的 结 构 形 式 与 尺 寸 大 小 使 用 寿命 至 少 １ 。 倍 对锻件 充填成形 、 容纳 多于金属 和锻模 使用 寿命等 度ｂ 和人 口圆角半 径 ｒ 。预锻 模膛 飞边 槽设 计 为楔 形 飞边 槽 ， 桥部 厚 度 ｈ 大 为 １ｍ 桥 部 宽度 ｂ 较 ０ ｍ， 为

收稿日期:2000—03—02大型连杆锻造成形工艺分析113006　抚顺机械厂　刘昱虹 关键词　连杆　锻造成形　工艺 连杆是发动机中的重要零件之一,连杆的质量直接影响着发动机的寿命。

因此,生产厂家对连杆的选材、制造十分重视。

图1是船用16缸V 型发动机连杆锻造毛坯图。

选材为高级优质合金结构钢42CrM oA ,重量为102kg 。

该连杆原设计为锻后全身铣削加工,旨在消除锻造过程中产生的脱碳层、氧化皮垫坑、裂纹、折叠等表面缺陷。

但是,通过铣削,使连杆表层的纤维组织受到破坏,强度大幅度降低。

经过多年摸索,最终采用连杆外形直接锻成的精锻成形工艺。

同时,也相应提高了连杆的强度。

图1　16V 型连杆冷锻件图1　工艺分析与对策1.1　工艺分析大型连杆精锻成形的工艺难度较大。

(1)变形截面过大。

大头端F max =320cm 2,杆部为F min =55cm 2,截面差为F max ΠF min =5.8倍。

在辊锻机上的制坯变形量难以满足工艺要求,这直接影响连杆的模具寿命。

(2)重量公差过严。

用户要求的锻件重量为102±0.75kg 。

由于制坯变形量难以满足工艺要求,杆部变形较大,模具磨损加剧,直接影响了锻件的重量公差。

(3)局部出现折叠。

由于锻件制坯工艺受限,致使终锻成形过程中金属变形量过大,易出现折叠,主要反映在减重槽和大小头孔处(见图1)。

1.2　对策上述问题对于特大型连杆的锻造更为突出。

根据多年生产连杆的经验,采取了以下具体对策,工艺路线如下:中频感应加热→辊锻制坯→预成形→终锻→热切边、冲孔→热校直。

(1)用预成形分流杆部多余金属该连杆大头端平均截面F 平=245cm 2,选用坯料为<180mm 。

由于料径过大,在<800辊锻机上只能排列两个道次,辊锻后杆部F =154cm 2,锻件与坯料截面差为2.8倍,多余金属近100cm 2,这些多余金属在成形时势必加剧模具的磨损,影响终锻型腔的寿命。

哈尔滨工业大学材料科学与工程学院 哈尔滨 １５０００１北京机电研究所连杆是发动机的高精度的关键零件目前和连杆锻造时有一模一件和一模两件两种相对应介绍了两种连杆的制坯辊锻工艺连杆 辊锻 锻造 辊锻机 ０ 前言　连杆是发动机的高精度的关键零件预测国内连杆锻坯市场的年需求量２００５年为5500万支左右连杆属轴杆类锻件小头需经制坯使坯料体积沿轴线合理分布后再进入模锻工序我国也曾对连杆的成形辊锻工艺进行过多年研究[2,3]而且随着锻压设备水平的提到利用成形辊锻来减小模锻力似乎越来越没有必要连杆辊锻制坯－模锻成形为目前国内外的通用工艺该连杆在10000kN摩擦压力机上一模一件终锻成形４６０ARWS自动辊锻机制坯杆部辊锻道次取4道从每道次延伸系数较大来看所示该工艺具有一定的典型性１　第３　第在模锻设备能力足够时为杆图6为连杆体一模两件辊锻制坯和锻造工步图可以看出而图７中一头连杆小头的飞边较大该部分坯料不参加辊锻变形结果是图５辊锻工艺有材料浪费因此都有一定的弊端盖合锻连杆一模两件辊锻制坯和锻造工步图图6 连杆体一模两件辊锻制坯和锻造工步图３小头相对工艺使辊锻机械手夹而且减少了辊锻模设计和调试的难度可将坯料平稳可靠地顶出25000kN热模锻压力机连杆锻造生产线的工艺４６０ARWS自动辊锻机生产使用实践表明效果良好在连杆锻造生产线中通用性较强的带机械手的ARWS系列自动辊锻机技术先进配有喂料机械手和辊锻机械手大大减轻了工人的操作强度其中可为锻件重量5kg以下的各种连杆制坯４６０自动辊锻机上的制坯辊锻工艺具有一定的典型性国内连杆锻件市场供求与生产技术的现状及前景2002317²ñÓÍ»úÁ¬¸Ë³ÉÐιõ¶Í¹¤ÒÕ1983531Áõϲ·½µÈ¶Íѹ¼¼Êõ826　4 宋玉泉中国机械工程１１６７　5 傅沛福吉林1982199　作者简介男在读博士研究生研究方向金属塑性加工　蒋鹏　联系电话。

连杆锤上模锻⼯艺设计摘要锻造是⼀种利⽤锻压机械对⾦属坯料施加压⼒，使其产⽣塑性变形以获得具有⼀定机械性能、⼀定形状和尺⼨锻件的加⼯⽅法，锻压(锻造与冲压)的两⼤组成部分之⼀。

锻造⽣产是机械制造⼯业中提供机械零件⽑坯的主要加⼯⽅法之⼀。

通过锻造，不仅可以得到机械零件的形状，⽽且能改善⾦属内部组织，提⾼⾦属的机械性能和物理性能。

⼀般对受⼒⼤、要求⾼的重要机械零件，⼤多采⽤锻造⽣产⽅法制造。

如汽轮发电机轴、转⼦、叶轮、叶⽚、护环、⼤型⽔压机⽴柱、⾼压缸、轧钢机轧辊、内燃机曲轴、连杆、齿轮、轴承、以及国防⼯业⽅⾯的⽕炮等重要零件，均采⽤锻造⽣产。

国内部分企业已配备检测仪表和测试技术，采⽤计算机控制数据处理的现代⾃动化超声波探伤检测系统，采⽤各种专⽤的⾃动超声波探伤系统，完成各种质量体系的认证等。

⾼速重载齿轮锻件产品的关键⽣产技术不断被攻克，并在此基础上实现了产业化⽣产。

在引进国外先进⽣产技术和关键设备的基础上，中国已能⾃⼰设计和制造⾼速重载齿轮锻件的⽣产装备，这些装备已接近国际先进⽔平，技术和装备⽔平的提升有⼒的促进了国内锻造⾏业的发展。

关键词：锻造；制造；⽣产装备；⾏业ABSTRACTThis paper is based on the machinery design and machinersoftware to conduct the part modeling which was designed well, and then conduct assembly design which the parts was built, get the corresponding assembly model, finally conduct movement simulation to the corresponding assembly model. first of all, design the main parts institutional model of the sewing machine, secondly use the drawing software to conduct the part modeling which was designed well, and then conduct assembly design which the parts was builty principle and the 3d drawing software and related knowledge and theory, by collecting relevant data of sewing machine and reading the related literature books and referring to the sewing machine in the tailor shop, first of all, design the main parts institutional model of the sewing machine, finally conduct movement simulation to the corresponding assembly model. ing machine and reading the related literature books and referring to the sewing machine in the tailor shop.At present, part of the processing of domestic have begun to close to the machine tool, but also need to clamp the workpiece, that is to say, although the technology has been greatly improved but his nature has not changed much, on the flip side, because of his skill therefore, tool holder part can clamp the tool also needs our staff to develop.first of all, and then conduct assembly design which the parts was built, get the corr.Key Words: sewing machine, part modeling,assembly design, movement simulation⽬录摘要 (1)⽬录 (3)1 绪论 (5)1.1 模具的意义 (5)1.2 各种模具的分类和占有量 (6)2 零件结构及⼯艺性分析 (6)2.1 材料分析 (6)2.2 结构⼯艺分析 (7)3 锻件图的设计 (8)3.1 分模⾯在选择 (8)3.2 锻件公差及余量的确定 (9)3.2.1锻件公差及余量的分析 (9)3.2.2模锻件的公差的确定 (11)3.3 圆⾓半径及模锻斜度的选择 (13)3.3.1圆⾓半径的确定 (13)3.3.2模锻斜度的选择 (14)3.4 冲孔连⽪的设计 (15)3.5 技术要求 (16)3.6 锻件图 (16)4模锻模镗的设计 (16)4.1 终锻模膛设计 (17)4.1.1热锻件图 (17)4.1.2飞边槽的选择 (18)4.1.3钳⼝的设计 (19)5模锻变形⼯步选择 (20)6坯料尺⼨的计算 (21)6.1 长轴类锻件坯料尺⼨的计算 (21)7 制坯模镗的设计 (23)7.1 制坯⼯步的选择拔长加开式滚压 (23) 7.1.1 拔长模膛设计 (23)7.1.2滚压模镗设计 (25)8 设备吨位的选择 (26)9 锻模结构设计 (27)9.1模膛的布排 (27)9.2 错移⼒的平衡与锁扣 (28)9.2.1 模块的设计 (28)9.2.2 锁扣的设计 (28)9.3 锻模材料 (29)10 模锻后续⼯序 (29)10.1加热⽅式及锻造温度的选择 (29) 10.2 锻件的切边与校正 (29)10.3 锻模的冷却与热处理 (29)10.3.1 锻模的冷却 (29)10.3.2 锻模的热处理 (30)10.4 锻件的表⾯清理 (30)10.5 锻件的质量检验 (31)结论 (32)参考⽂献 (33)致谢 (34)1 绪论利⽤模具使坯料变形后获得锻件的锻造⽅法为模锻。