课程设计说明书齿轮锻造工艺设计
2010年 6 月 8 日
摘要：本次课程设计说明了齿轮的锻造工艺，同时论述了齿轮零件的锻造工艺设计是一个涉及诸多综合性因素的问题，它与所选的制造机械零件材料的性能、制造的工艺过程、生产的现场条件、生产批量及经济性等因素有密不可分的关系。只有了解了锻造的工艺要求和热处理的规范，以及选择合适的设备，才能完成齿轮的锻造。
目录
一.绘制锻件图................................................. - 1 -
1.确定锻件形状.............................................. - 1 -
2.确定加工余量.............................................. - 1 -
3.确定锻造公差.............................................. - 1 -
4.绘制锻件图................................................ - 2 -
二.确定锻造工艺............................................... - 3 -
1.锻件分类及工序............................................ - 3 -
2.制定变形工艺方案.......................................... - 3 -
3.确定合适的锻比............................................ - 4 -
三.确定毛坯的质量和尺寸....................................... - 5 -
1.毛坯质量计算.............................................. - 5 -
2.毛坯尺寸确定.............................................. - 6 -
四.选定锻造设备及吨位......................................... - 7 -
1.查表选定法................................................ - 7 -
五.确定锻造温度及规范......................................... - 8 -
1.确定锻造温度范围.......................................... - 8 -
2.确定加热规范及火次........................................ - 8 -
3.确定冷却方法.............................................. - 9 -
4.确定冷却规范.............................................. - 9 -
5.确定热处理规范............................................ - 9 -
六.设计总结.................................................. - 10 - 致谢......................................................... - 11 - 参考文献..................................................... - 12 - 工艺卡....................................................... - 13 -
一.绘制锻件图
绘制锻件图是拟定锻造工艺规程、选择工具、指导生产和验收锻件的主要依据。它是以机械零件图为基础，结合自由锻工艺特点，考虑到机械加工余量、锻造公差、工艺余块、检验试样及工艺卡头等绘制而成。
1.确定锻件形状
为了简化锻件的外形或根据锻造工艺需要，零件上某些难以锻出的凹档、台阶、斜面、凸缘和内孔等部位添加余块，以使锻件形状简单而便于锻出，加上余块而不予锻出块要根据零件的形状、尺寸、锻造技术水平和经济效果来确定的。由零件图可知，齿轮上的齿形、圆周小凹槽、凸肩以及轮辐上8×∮30mm通孔等部分，采用自由锻方法很难形成这些部位，因此考虑到技术上的可行性和经济性，决定不予锻出，并采用附加余块简化锻件外形，以利于锻造。
2.确定加工余量
为使零件具有一定的加工尺寸和表面粗糙度，在零件表面需要加工的部分，在锻件上留一层供作机械加工用的金属，称作机械加工余量。其大小取决于零件的形状和尺寸、精度和粗糙度要求等。查表知本零件的加工余量为10±4.。
3.确定锻造公差
锻造公差是指锻件实际尺寸和公称尺寸之间说允许的偏差，其大小根据锻件的形状、尺寸和具体生产条件来确定的。查表知本零件的加工余量为a=10±4、.b=9±3、c=13±5。
4.绘制锻件图
当余块、余量和公差确定后，用双点画线画出零件轮廓形状，再用粗实线描绘出锻件轮廓，锻件的公称尺寸和公差标注在尺寸线上面，零件公称尺寸标注在尺寸线下面并加上括弧，如下图。
二.确定锻造工艺
1.锻件分类及工序
生产中常见锻件按其形状特点，可分为轴杆类、盘状类、空心类、曲轴类、弯曲类和复杂形类等。
各种类型及形状零件的锻造工序，应根据锻件形状、尺寸、技术要求和生产批量等进行选择，并且先确定锻件成形所必须的基本工序、辅助工序、修正工序、再选择所需的工具并确定工序顺序和工序尺寸等。
齿轮属于轮盘类，查表知锻造工序为：镦粗或拔长及镦粗、冲孔或芯轴扩孔等。
2.制定变形工艺方案
凸肩齿轮锻件属于空心零件，根据锻件形状尺寸，确定在锻锤上进行锻造，且主要变形工艺为下料、镦粗、冲孔、冲头扩孔等工序，同时根据锻件上的凸肩形状，确定采用垫环辅助局部镦粗或镦挤成形。（如下图）
目前这类锻件一般采用局部镦粗，而镦挤成形则适于直径和高度均较小的凸肩锻件。由于齿轮内径较大，因此确定采用冲头冲孔，但考虑到冲孔扩孔时金属将会沿着径向流动，并沿凸肩高度方向产生拉缩现象，因此垫环镦粗后的外径尺寸应比锻件外径小些，且凸肩高度应比锻件凸肩大些。
