3.3 辊锻毛坯各道截面尺寸计算
在逐道进行型槽计算时,都是按照相应矩形法计算相应矩形的变形和求出各道次辊锻后的相应矩形尺寸,最后再换算为各型槽截面尺寸。变形计算的任务是计算每一道次变形中的压下和宽度变形,从而求出每一道次变形后的坯料截面尺寸。按型槽计算的顺序又可分为两种方法:正算法和逆算法。所谓正算法是根据原始毛坯尺寸,依辊锻顺序从前往后逐道进行计算。而逆算法是根据要求最后辊锻出的毛坯截面尺寸,逆辊锻顺序由后往前逐道进行计算。
由计算可得该连杆需三道次辊锻。三道次辊锻时,一般是采用逆算法计算进入第三道型槽的坯料截面尺寸,这也就是有第二道型槽中辊锻出来的坯料截面尺寸。
1. 将第三道辊锻后坯料截面尺寸换算为相应矩形尺寸见式3-6计算。
(3-6)
2. 计算第三道型槽中的压下量。先取值,然后按式3-7计算。
(3-7)
3. 计算出进入第三道型槽前坯料的相应矩形尺寸。
4. 校验之值。
5. 根据校验后取得的 的确定值重算 ,并最后求出进入第三道型槽前坯料的相应矩形尺寸。
3.3.1 辊锻毛坯过渡区段长度尺寸的确定
辊锻毛坯过渡区长度决定于毛坯的结构,在各道次辊锻时,过渡区段的金属体积保持不变,有此得到,如图3-5所示。
(3-8)
式中 -第道辊锻时在过渡区的延伸系数;
-第道辊锻时在过渡区域的长度,;
-在前一道辊锻时的该过渡区段长度,。
由此可逐道计算出各道辊锻时在改过渡区段的长度,此楔形过渡段的体积可按下式近似公式计算
(3-9)
式中 ,-楔形区段边界上的两横截面积,;
-楔形区段长度,。
图3-5毛坯过渡区长度
毛坯上楔形区段长度按如下公式确定
(3-10)
第一辊锻道次杆部长度由公式3-8得
即依次可得第二辊锻道次杆部的长度为30.8 mm。
第三次辊锻道次杆部的长度为50.4 mm。
第一辊锻道次小头长度有公式3-8得
即依次可得第二道次小头长度为28.8 mm。
第三辊锻道次小头长度为23.7 mm。
由上述可知辊锻坯料工序安排顺序为首先用钳子夹住坯料一端(相应于连杆大头端),在第1道型槽中辊锻杆部和小头,小头(A段)经辊锻后即可得到所需形状尺寸。然后将坯料调头,钳子夹住小头端,再进行第2道辊锻,坯料杆部继续延伸变形,同时头部(C段)进行延伸。经3道辊锻后得到了直长形的辊锻毛坯。各道次辊锻均采用了坯料中间咬入的形式,保证了辊锻的正常进行。辊锻工艺流程及各道次坯料形状如图3-6所示。
图3-6辊锻工艺流程
3.3.2 型槽纵向长度尺寸确定
由于有前滑,型槽的长度应较毛坯的相应区段的长度为短
(3-11)
式中 -前滑;
-由作用半径决定的型槽区段长度尺寸,;
-相应区段的毛坯长度尺寸,;
-型槽作用半径,,在制坯辊锻时可取;
- 辊锻作用后毛坯的相应矩形高度,。
型槽区段所对应的中心角
如果在被研究的区段型槽高度尺寸连续变化,则作用半径之值可按平均值计算。
前滑值在等截面的长度区段可按4﹪~6﹪的经验数据选取或采取有关前滑公式计算。在过渡的楔形区段计算前滑时要看其在辊锻时送进方向当坯料的薄端在前的时候其前滑较小可以取2﹪~4﹪;当坯料厚端在前时,前滑较大,可取6﹪~12﹪。
3.3.3 纵向型槽图绘制
在辊锻模具设计时,为了尺寸标记方便通常将型槽的纵向长度尺寸换算为模具的中心角,即:
(3-12)
辊锻模具的纵向长度决定于型槽各区段长度之和,即:
模具中心角增加的目的在于容纳辊锻过程中可能出现的多余金属,此部分多余金属一般是由于坯料计算或模具加工误差所引起的。
根据上述分析计算,可绘制第一道制坯、第二道预成型及第三道终成型辊锻模具的型槽尺寸,如图3-7所示。
(a)第一道制坯
(b)第二道预成型
(c)第三道终成型
图3-7辊锻模具型槽
3.4 辊锻模具总装图
如图3-8为辊锻模具总装图。
1-锁紧螺母;2-定位销;3、4、5-扇形模块;6-压环;7-螺钉;8-挡环;9-上辊锻;10-下辊锻;11-定位销;12-平键
图3-8模具辊锻总装图
3.5 本章小结
本章主要介绍辊锻模具的型槽尺寸、相应矩形和型槽尺寸的变换方法。及绘出总装图并标明其具体的结构设计。