摘 要

随着科学技术的提高，人们对于零件质量的要求也在提高。针对拨头零件，传统的铸造工艺已经不能满足零件的质量要求，需要重新选定工艺方案。本文分析了拨头的多种成型工艺，并从中选择开式热模锻工艺作为本次设计的工艺方案，并确定了工艺流程及相关参数。通过PRO/E软件设计了锻件的三维造型，并根据工艺流程设计了多种模膛，随后利用DEFORM软件对其进行了仿真模拟，最后根据模拟结果对模膛进行了优化，完成了锻模模具的设计。根据压力机规格选定了配套的机架，利用软件完成了各零件的造型，并对模具进行了装配，随后通过AUTOCAD软件绘制出总转图及各零件图。

关键词：开式热模锻；仿真模拟；模具

Abstract

With the improvement of science and technology, people's requirements for the quality of parts are also increasing. For the dialed parts, the traditional casting process can no longer meet the quality requirements of the parts, and the process plan needs to be re-selected. This article analyzes the various forming processes of the dial head, and selects the open hot die forging process as the process scheme for this design, and determines the process flow and related parameters. The three-dimensional modeling of forgings was designed by PRO/E software, and a variety of molds were designed according to the process flow. Then the simulation was simulated by DEFORM software. Finally, the mold was optimized based on the simulation results, and the forging mold was completed. the design of. According to the specification of the press machine, the matching rack was selected, the parts were modeled by software, and the molds were assembled. Then the total rotation diagram and the parts drawings were drawn by the AUTOCAD software.

Key words:hot die forging;simulation;mould

目 录

第1章 绪论 1

1.1 目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

第2章 工艺设计 3

2.1 锻件三维视图的制定 3

2.2 确定工艺流程 4

2.3 设备吨位的确定及其有关参数 5

第3章 模膛的设计 6

3.1 终锻模膛的设计 6

3.1.1 终锻模膛的初步设计 6

3.1.2 仿真模拟及优化 7

3.2 预锻模膛的设计 8

3.2.1 预锻模膛的初步设计 8

3.2.2 仿真模拟及优化 10

3.3 制坯模膛的设计 13

3.3.1 制坯模膛的初步设计 13

3.3.2 仿真模拟及优化 15

3.4 切边模膛的设计 16

3.5 本章小结 17

第4章 模架的设计及模具总装 18

4.1 模架的选用 18

4.2 模具零件的选用 18

4.3 模架的装配与图纸绘制 21

4.4 本章小结 22

第5章 结论 23

参考文献 24

致 谢 25

第1章 绪论

针对拨头零件，传统的铸造工艺已经很难满足日益提高的质量要求，需要选定新的工艺方案。本章讨论了本次设计的目的和意义，以及在锻造领域的国内外研究趋势。

1.1 目的及意义

随着人们的生活水平的提高，对于各种生活条件都有了更高的要求。汽车，作为主要出行工具，已经逐渐普及到每个人的生活当中，因而人们对于汽车的需求也在日益增长。在近几年，我国轿车市场的发展速度十分迅猛，我国近几年的轿车销量突破1900万辆，居世界第一位。汽车工业作为衡量一个国家工业水平的标志之一，是一个处于蓬勃生长中的产业。汽车零部件作为汽车行业的基础，是汽车行业持续健康发展的关键^【1】。在汽车生产中，汽车发动机、曲柄连杆、化油器、离合器、换向器等汽车零部件都起到了至关重要的作用，决定了一台汽车性能的好坏^【2】。我国汽车市场发展态势良好，然而我们需要面对一个非常尴尬的状况，我国市场上的部分热销汽车，如奥迪、宝马和奔驰等，大多是直接从国外进口的，导致其价格十分昂贵，一度成为奢侈品的象征^【3】。由于国内汽车产业的模具设计和制造能力仍然存在不足，一些精密零件的制造能力还比较薄弱^【4】。为了生产这些零件，各大汽车公司需要从国外购买精密模具来生产这些零件。总的来说，中国汽车行业在普通汽车行业有很强的竞争力，但在高档汽车行业，与奥迪、奔驰等相比，仍然缺乏竞争力，在购买汽车时，同等价位下，许多购买者依然会选择性价比相对较低的进口知名品牌汽车^【5】。

本次设计的零件为拨头，拨头是汽车中的重要零件，一般用于变速箱或换向器中，承受中等载荷。拨头的一般制造方法为铸造，铸造后通过机加工来得到满足要求的零件，但是铸件一般而言力学性能不好，加工耗时长，工作环境差，还易产生裂纹等缺陷，生产出来的零件质量不高。随着对零件质量要求的提高，选用新的制造工艺来制造拨头，已经成为必然。在众多加工工艺中，锻造脱颖而出。这种加工方法生产的零件机械性能好，可以满足日益增长的质量要求，并且可以适应工业大批量生产。本文论述了用锻造工艺来制造拨头的工艺流程，设计了与其配套的模具，并使用仿真软件完成了模膛的仿真分析。

1.2 国内外研究现状

在锻造领域中，当前的研究趋势是精密锻造，精密锻造是指零件锻造成型后，只需少量加工或不需加工就能满足零件技术要求的成型技术，是基于普通模锻延伸而来的一种加工工艺^【6】。在早期，德国人通过闭式热模锻来试制齿轮，虽然收益不高，但这是精密热模锻的萌芽。随着科技的发展，也由于显著的经济效益，精密热模锻得到了广泛的关注，发展的十分迅速^【7】。在我国，冷精锻行业在江苏地区发展的比较迅速^【8】。温精锻工艺限制了锻造温度范围，使其变得十分狭窄，且对模具零件的要求十分严格，需要高精度的配套设备，使得生产成本十分昂贵，导致经济效益不高，没有得到广泛的应用，但是德国的蒂森克虏伯公司在温锻加冷精整成型工艺上有很深的研究，并取得了较好的成绩^【9】。目前精密锻造技术在发达国家中发展的十分迅速，目前在有些国家已经可以使用精密锻造来完成许多汽车零部件的制造。

在国内，围绕汽车产品,在精密冲压、精密锻造、快速制造等方面取得了一系列科技成果,部分成果能应用于实际生产中，且经济效益较好，从而得到一定的推广。就精密锻造而言，早期国内的精密锻造设备不够优秀，一般是通过改造国内的通用锻造设备来进行精密锻造，但是改造后的设备精度较差，不够可靠，而进口的锻造设备价格又比较昂贵，导致成本过高。在经过几十年的研究后，国产精密锻造设备得到了猛烈的发展，研制并开发了一系列精密模锻设备，并已经投入到实际生产中^【10】。