XT-80型滑架的锻造工艺分析及模具设计_毕业设计
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X80液化石油管线钢焊接工艺研究摘要随着全球能源需求的不断增加,石油天然气输送管道不断向高钢级、高压、大管径的方向发展。
X80 管线钢是控轧控冷(TMCP)的微合金低碳钢,由于其钢材中马氏体和贝氏体独特的线性分布,使其在强度很高的条件下还保持了一定的塑韧性,成为管线建设的首选材料。
本文以X80钢的焊接工艺为研究对象,对高钢级管线钢的国内外应用情况,研究发展状况进行深入了解,并重点对X80管线钢焊接工艺设计过程、焊缝的组织性能分析,焊后热处理进行研究。
采用显微镜组织观察,力学性能测试等方法,分析了解焊接过程中焊缝和热影响区金相组织的变化;结合接头组织性能分析,对焊接工艺设计参数进行优化,取得良好效果;并模拟焊后热处理(单一回火),探索焊后的优化焊接效果的措施。
通过研究实验,从焊前、焊中、焊后各方面对X80管线钢的焊接工艺有了全面的了解。
关键词:X80管线钢,焊接工艺设计,金相分析,模拟热处理X80 PIPELINE STEEL STUDIED ON WELDING PROCESSABSTRACTWith the increasing of global energy demand, high grade steel, high pressure, large diameter oil and gas pipelines become the inevitable trend. X80 pipeline steel is controlled rolling and controlled cooling (TMCP) micro alloyed low carbon steel, due to its steel in martensite and bainite body the unique linear distribution, the under the condition of high strength also maintained a certain plasticity and toughness, become the material of choice for pipeline construction.This topic to X80 pipeline steel welding process is the research object, the high grade pipeline steel at home and abroad application, research and development status of in-depth understanding, and focus on X80 pipeline steel welding process design, weld microstructure and properties analysis, the welding simulation of heat treatment were studied. The microscope observation, mechanical properties test and analysis knowledge of welding microstructures of weld and heat affected zone crystal phase in the process of change; combined with the analysis of the microstructure and properties of welded joint, to optimize the design parameters of welding process, and achieved good results; and simulated post weld heat treatment (single tempered), explore welding after optimizing welding effect measures. Through experimental research, from all aspects of the welding process of X80 pipeline steel before welding, welding, after welding, have a comprehensive understanding of.KEY WORDS:X80 pipeline steel, Welding process, Metallographic analysis,Simulated heat treatment目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)前言 (1)第1章绪论 (2)1.1 X80管线钢 (2)1.2 国外管线钢的研制与发展概况 (3)1.2.1 管线钢的发展概述 (3)1.2.2 X80管线钢的研制与应用 (5)1.3 X80管线钢国内的研发概况与市场前景 (7)1.4 X80及以上钢级管线钢工程应用中存在的问题 (8)1.5 本章小结 (9)第2章实验材料和方法的选择 (10)2.1 试验材料 (10)2.2 实验方案及方法 (11)2.2.1 焊接工艺设计 (11)2.2.2 组织与性能的测定 (11)2.2.3 模拟焊后热处理 (12)2.3 本章小结 (12)第3章X80钢的焊接工艺设计 (13)3.1 X80管线钢的焊接性分析 (13)3.1.1 焊接裂纹倾向 (13)3.1.2 HAZ的软化 (13)3.1.3 焊缝与管材的强韧匹配 (13)3.2 焊接工艺准备 (14)3.2.1 管材的特性 (14)3.2.2 焊接设备 (14)3.2.3 焊材的选择 (14)3.2.4 坡口设计 (15)3.2.5 焊接母材清理 (16)3.3 焊接工艺 (16)3.3.1 焊接工艺参数 (16)3.3.2 焊接过程中出现的问题以及解决方案 (17)3.4 接头力学性能测试 (18)3.5 现场焊接工艺要点 (19)3.5.1 根焊 (19)3.5.2 填充焊 (19)3.5.3 盖面焊 (19)3.6 本章小结 (19)第4章接头组织与性能分析及工艺优化 (21)4.1 前言 (21)4.2 接头显微镜组织分析 (21)4.3 焊接接头夹杂物分析 (23)4.4 工艺的优化 (23)4.5 本章小结 (24)第5章焊后热处理实验 (25)5.1 前言 (25)5.2 焊后热处理实验 (25)5.2.1 金相组织 (26)5.2.2 力学性能 (27)5.3 实验结果分析 (28)5.4 本章小结 (28)结论 (29)谢辞 (30)参考文献 (31)外文资料翻译 (33)前言随着全球能源需求的不断增加,石油天然气输送管道不断向高钢级、高压、大管径的方向发展。
滑动叉类零件的锻造工艺一、引言滑动叉是一种机械设备中常见的零件,用于实现机械设备的滑动运动。
在工业生产中,滑动叉通常由铸铁、钢和铝合金等材料制成,其制造工艺包括锻造、铸造和机械加工等。
本文将重点讨论滑动叉的锻造工艺,探讨其生产过程、工艺流程和质量控制等方面的内容。
二、滑动叉的功能和结构滑动叉是一种常用于机械设备的传动部件,其主要功能是实现机械设备的滑动运动。
滑动叉通常由主体、滑块、轴承等部件组成,具有承载、传动和导向等功能。
由于滑动叉在工作中承受较大的载荷和冲击力,因此其制造工艺至关重要,直接影响到机械设备的运行稳定性和安全性。
三、滑动叉的锻造工艺流程1.材料准备滑动叉通常采用铸铁、钢和铝合金等材料制造,其材料的选择应根据机械设备的工作环境和要求进行合理确定。
在材料准备阶段,需要对材料进行检验和筛选,确保其符合相应的标准和要求。
2.模具设计和制造锻造是一种通过模具将金属材料加热后压制成型的工艺,因此模具的设计和制造对于滑动叉的质量和生产效率至关重要。
模具设计应充分考虑滑动叉的结构特点和工艺要求,保证其能够精确复制滑动叉的形状和尺寸。
3.加热和锻造在加热和锻造过程中,首先将所选材料加热至一定温度,然后将其放入锻模中进行锻造成型。
在锻造过程中,需要根据滑动叉的结构特点和要求进行适当的压制和塑性变形,确保其成型精度和机械性能。
4.热处理和去毛刺锻造后的滑动叉需要进行热处理,以提高其硬度和强度,并消除内部应力,从而提高其抗拉强度和韧性。
同时还需要对滑动叉进行去毛刺和表面处理,保证其表面光洁度和精度。
5.完工和检验经过热处理和表面处理后的滑动叉需要进行加工和组装,包括精密加工、平衡测试和组装配对等工序。
最后对滑动叉的尺寸、形状和机械性能进行严格的检验和测试,确保其达到设计要求。
四、滑动叉的质量控制1.材料质量控制滑动叉的质量控制始于材料的选择和检验,材料的化学成分和物理性能对于滑动叉的质量和使用寿命具有重要影响。
滑动叉类零件的锻造工艺
滑动叉类零件通常是用于机械设备中的一种机械连杆部件,它的
主要作用是控制机械设备的运动轨迹。
滑动叉类零件通常是由金属材
料制成,包括铸造、焊接、锻造等制造工艺,其中锻造工艺是一种主
要的制造方法。
锻造的基本原理是将金属材料置于加热炉中进行预热,然后使用
压力工具将它们推入一种材料形状的空腔中来降低它们的截面积和增
加其密度和强度。
与其他材料制造过程相比,锻造工艺具有许多优点,包括更高的强度和耐磨性,更好的尺寸稳定性和更长寿命。
制造滑动叉类零件的锻造过程分为以下几个步骤:
1.选择材料
最常用的材料是钢、铜、铝等,根据特定设计要求选择材料种类。
材料的特性不同会导致它们在锻造过程中的性质变化也会不同。
2.制备模具
根据产品设计图纸制作适合锻造的模具。
模具的设计应该考虑到锻造过程中的变形和收缩率。
3.加热
将金属材料放在锻造炉内加热,直到金属达到理想的温度。
温度通常为金属材料熔点以下的750-1250摄氏度。
4.锻造
将加热后的金属放到锻造机上,用锤子或压力工具将其形成所需形状。
锤子或其他压力工具可以通过电力或空气压力等手段运转,以获得所需的压力。
5.冷却
将多个金属零件一起放入水槽中进行冷却。
这能够提高制品的硬度和耐磨性。
以上就是滑动叉类零件的锻造工艺步骤。
值得注意的是,在选择合适的材料和模具时,必须确保它们的热处理特性是良好的。
如果产品热处理不当,则可能会导致内部应力和变形。
在选择制造工艺和控制过程参数时,必须经过充分的分析和测试。
目录引言 ·······················································································································- 1 -第1章绪论 ·················································································································- 2 -1.1 引言············································································································· - 2 -1.2 锻造工艺的发展概况················································································· - 2 -1.3 课题意义、研究内容及研究方案····························································· - 3 -第2章锻件工艺方案的确定····················································································- 5 -2.1 模锻工步的选择························································································· - 5 -2.2 锻锤吨位的确定······················································································· - 10 -2.3 坯料尺寸的确定······················································································· - 10 -第3章锤用锻模模膛设计······················································································- 12 -3.1 终锻模膛设计··························································································· - 12 -3.1.1 热锻件图的制定和绘制································································· - 12 -3.1.2 飞边槽的确定················································································· - 12 -3.2 预锻模膛设计··························································································· - 13 -3.3 拔长模膛设计··························································································· - 14 -3.4 滚压模膛设计··························································································· - 16 -3.5 成形模膛设计··························································································· - 18 -3.6 各模膛模拟效果······················································································· - 19 -第4章锤用锻模结构设计······················································································- 21 -4.1 模膛布局··································································································· - 21 -4.2 钳口设计··································································································· - 24 -4.3 锁扣设计··································································································· - 25 -4.4 模膛壁厚的确定······················································································· - 25 -4.5 装模空间和锻模紧固··············································································· - 30 -结论与展望 ·················································································································- 34 -致谢 ·····················································································································- 36 -参考文献 ·····················································································································- 37 -附录 A ··············································································································- 38 -附录 B ··············································································································- 60 -引言滑架的主要作用是承受物件、吊具及链条的重量,在垂直弯曲段还要承受链条张力的合力,并能够保证链条按轨道的线路运行,滑架广泛应用于轻工、纺织、汽车、摩托车、家电、食品、橡胶及建材等行业。
锻造模具设计课程设计零件名称:接线盘拔叉学院:班级:姓名:组员:指导老师:日期:目录一、绘制锻件图 (3)(1)确定分模位置: (3)(2)确定公差和加工余量 (3)(3)模锻斜度 (3)(4)技术条件: (3)二、锻件的主要参数 (4)三、模锻锤吨位计算 (4)四、烧损率: (4)五、毛边槽形式和尺寸的确定: (4)六、终锻型槽确定: (5)七、预锻型槽确定: (5)八、计算毛坯截面图: (6)九、制坯工步确定: (6)1.繁重系数: (6)2.工步确定 (6)十、坯料尺寸计算: (6)十一、型槽设计: (7)十二、锻模结构设计 (9)十三、参考文献: (9)锻件为接线盘拔叉,出模角 7°,锻造圆角 R2,高度方向公差 ,水平方向公差 。
1.0-1.0-97360d V 1.0 +2.0一、绘制锻件图+2.0 +2.0(1)确定分模位置根据零件形状,采用上下对称的直线分模,分模面取在最大投影面积的位置。
(2)确定公差和加工余量经计算,锻件质量为 0.7643kg 锻件复杂系数:S = = ≈ 0.1883V b 84 ⨯181⨯ 34查文献【1】P .95 表 4-3,其锻件形状复杂级别为Ⅲ,代号 S3,锻件形状复杂系数等级 为较复杂。
(3)模锻斜度锻件图上的附注已注明出模角为 7°,故模锻斜度为 7°。
(4)技术条件1、出模角 7°2、锻造圆角 R23、 公差:高度方向 +-2.0水平方向 -1.04、热处理硬度:HB255~2855、毛边:<0.8mm6、表面清理:酸洗7、表面缺陷:<0.8mm8、形状缺陷:<0.8mm二、锻件的主要参数锻件周边长度为768.77mm锻件体积为97360mm3锻件在平面上的投影面积为5837.9mm2锻件质量为0.7643kg三、模锻锤吨位计算由公式:G=αβF J查文献【1】P.126表4-12得:α=1.0,β=0.09,F J=5837.9mm2因而,G=αβF J=1.0⨯0.09⨯5837.9≈525.4kg因而取2t模锻锤。
目录五档变速叉锤上模锻工艺及模具设计 (III)摘要 (III)Abstract (V)第一章概述......................................................................................................... - 1 -1.1锻造国内外发展情况.................................................................................. - 1 -1.2中国锻造发展趋势...................................................................................... - 1 -1.3五档变速叉概述.......................................................................................... - 2 - 第二章工艺方案的分析比较及确定................................................................... - 5 - 第三章五档变速叉锤上模锻设计....................................................................... - 9 -3.1锻件图设计.................................................................................................. - 9 -3.1.1确定分模位置.................................................................................... - 9 -3.1.2锻件公差和机械加工和余量.......................................................... - 10 -3.1.3模锻斜度及圆角半径...................................................................... - 10 -3.1.4技术条件.......................................................................................... - 10 -3.2确定锻锤吨位............................................................................................ - 11 -3.3确定飞边槽尺寸........................................................................................ - 11 -3.3.1确定飞边槽形式.............................................................................. - 11 -3.3.2飞边槽尺寸...................................................................................... - 12 -3.4终锻模膛设计............................................................................................ - 12 -3.4.1热锻件图.......................................................................................... - 12 -3.4.2钳口.................................................................................................. - 13 -3.5预锻模膛设计............................................................................................ - 13 -3.6绘制计算毛坯图........................................................................................ - 14 -3.7 选择制坯工步........................................................................................... - 16 -3.8确定坯料尺寸............................................................................................ - 17 -3.9 制坯模膛设计........................................................................................... - 18 -3.9.1拔长模膛.......................................................................................... - 18 -3.9.2滚挤模膛.......................................................................................... - 19 -3.10模膛结构设计.......................................................................................... - 20 -3.10.1模膛布置........................................................................................ - 20 -3.10.2模壁厚度........................................................................................ - 20 -3.10.3错移力平衡和锁扣........................................................................ - 21 -3.10.4模块尺寸........................................................................................ - 21 - 第四章切边模具设计......................................................................................... - 23 -4.1切边方法的选择........................................................................................ - 23 -4.2切边力的计算及压力机吨位的选择........................................................ - 23 -4.3切边模的设计............................................................................................ - 24 -4.3.1切边模的结构形式.......................................................................... - 24 -4.3.2切边凸凹模之间的间隙.................................................................. - 25 -4.3.3切边凹模设计.................................................................................. - 25 -4.3.4切边模底座设计.............................................................................. - 31 - 参考文献................................................................................................................. - 33 - 致谢......................................................................................................................... - 35 - 附录1 计算毛坯图 (37)附录2 五档变速叉锻造工艺卡 (39)附录3 外文翻译 (41)五档变速叉锤上模锻工艺及模具设计摘要五档变速叉位于传动轴的端部,是变速箱中的一个重要零部件,主要作用是变速。
滑柱锻造模具课程设计滑柱锻造模具课程设计一、课程设计背景滑柱锻造模具是金属冲压加工中常用的模具之一,其设计和制造对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。
为了培养学生在滑柱锻造模具设计与制造方面的能力,本课程设计旨在通过理论学习和实践操作,使学生掌握滑柱锻造模具的基本原理、设计方法和制造工艺。
二、课程目标1. 了解滑柱锻造模具的基本原理和应用范围;2. 掌握滑柱锻造模具的设计方法和制造工艺;3. 能够根据产品要求进行滑柱锻造模具的选型和优化设计;4. 具备使用CAD/CAM软件进行滑柱锻造模具的绘图和数控加工能力;5. 培养学生团队合作精神和创新意识。
三、教学内容第一章:滑柱锻造模具概述1.1 模具概念及分类1.2 滑柱锻造技术简介1.3 滑柱锻造模具的作用和特点第二章:滑柱锻造模具设计基础2.1 模具设计的基本步骤2.2 模具结构和零件名称2.3 模具材料选择与热处理2.4 模具表面处理技术第三章:滑柱锻造模具设计与制造工艺3.1 零件装配与定位原理3.2 模具结构设计要点3.3 零件加工工艺及设备选择3.4 模具试验与调试技术第四章:滑柱锻造模具CAD/CAM绘图与数控加工4.1 CAD软件介绍与基本操作4.2 模具三维建模和装配图绘制4.3 CAM软件介绍与数控编程基础四、教学方法和手段1. 理论教学:通过课堂讲授、案例分析等方式,向学生介绍滑柱锻造模具的相关理论知识;2. 实践操作:安排实验课程,让学生亲自进行滑柱锻造模具的设计和制造;3. 计算机辅助教学:利用CAD/CAM软件进行模具绘图和数控加工的演示和实践。
五、教学评估与考核方式1. 平时表现:包括课堂参与、作业完成情况等;2. 实验报告:要求学生按照课程设计要求,完成滑柱锻造模具的设计和制造,并撰写实验报告;3. 期末考试:对学生的理论知识掌握程度进行考核。
六、教材及参考书目主教材:《滑柱锻造模具设计与制造》参考书目:1. 张三等著,《模具设计与制造技术》2. 李四等著,《金属冲压技术与模具设计》七、实验设备和材料实验设备:1. 滑柱锻造机床2. 数控铣床、数控车床等加工设备实验材料:不锈钢板、铝合金板等滑柱锻造常用材料八、课程设计进度安排第一周:滑柱锻造模具概述第二周:滑柱锻造模具设计基础第三周:滑柱锻造模具设计与制造工艺第四周:滑柱锻造模具CAD/CAM绘图与数控加工第五周:实验课程安排及实践操作第六周:实验报告撰写和提交第七周:期末考试以上是滑柱锻造模具课程设计的详细内容。
锻造模具设计说明书班级: _____________学号: _____________姓名: _____________指导老师: _________目录1、绘制冷锻件图 (2)2、计算锻件主要参数 (3)3、确定锻锤吨位 (3)4、确定毛边槽形状和尺寸 (4)5、确定终锻型槽 (4)6、设计预锻型槽 (4)7、绘制计算毛坯图 (5)8、制坯工步选择 (7)9、确定下料尺寸 (8)9.1坯料截面积 (8)9.2坯料直径 (8)9.3坯料体积 (8)9.4坯料长度: (8)10、制坯型槽设计 (8)⑴滚挤型槽设计 (8)⑵拔长型槽设计 (9)11、锻模结构设计 (11)12、拔叉件模锻工艺流程 (11)13、附录 (12)参考文献 (13)1、 绘制冷锻件图零件为接线盘拨叉, 是汽车的主要零件之一, 工作时在高速下运 转,工作条件比较繁重,绘制锻件图过程如下:(1)确定分模位置 根据零件形状, 采用上下对称的直线分模。
(2)确定公差和加工余量估算锻件质量约为 0.4kg,材料为 45钢,密度 7.85g/cm3,材质系数为 M1 。
锻件的形状复杂系数:拔叉冷锻件图W 锻W外廓包容63018.3 3.4 8.4 7.85=0.15 ,为 4 级复杂系数 S 4(5)技术条件:2、计算锻件的主要参数1)锻件在平面上的投影面积 8000mm 2;2)锻件周边长度为 576mm; 3)锻件体积为 80255mm 3;4)锻件质量为 0.63Kg 。
3、确定锻锤吨位总变形面积为锻件在平面上的投影面积与毛边面积之和, 参考 表 4-14 按1t 模锻锤毛边槽考虑,假定毛边桥部宽度为 23mm, 总 面积 F=8000+576*23=21248mm 2,按双作用模锻锤吨位确定的经 验公式 G=( 3.5~6.3)kF 确定锻锤吨位,取较大的系数 6.3,取 k=1.0,于是G=6.3* 1.0* 212.48=1338Kg选用 1.5t 锤(3)模锻斜度 零件图上的技术条件已注明模锻斜度为 7o。
1、根据零件图设计锻件图、热锻件图零件车床拔叉它位于车床变速机构中,主要起换挡、使主轴回转远动按照工作者的要求工作,获得所需的速度和扭矩的作用.除半圆叉形部分以及大头部分的两个端面需要机械加工外,其他部分都不需要机械加工。
由于大头部分孔的直径过小,为简化其锻造工艺,将其填满金属,以待机械加工来完成孔的加工,在锻件图中不需要绘出。
1.1确定分模面的位置根据车床拔叉的形状,采用上下非对称直线分模,并将锻件大头部分放在上模,因为上模的充填性好,分模简图如图1所示。
图1分模简图1。
2确定加工余量由初步造型得出锻件体积为2mm 230000d v mm =,其外轮廓包容体的体积为2287152103376b v mm =⨯⨯=,从而可初步得出锻件形状复杂系数300000.29103379d b v s v ===由锻件形状复杂系数查【1】表4—3得其形状复杂程度为较复杂系数,代号3s ,根据零件材料查资料【1】得其材质系数为1M ,由锻件的体积以及材料密度得出锻件的质量:3300007.85/235.50.241000d m v g cm g kg ρ=⨯=⨯=≈根据锻件质量m 、锻件形状复杂系数3s 、锻件的相关尺寸及零件表面粗糙度查【2】表4-3得出机械加工余量,半圆叉部分的机械加工余量查出为1。
52。
0,取最大值2.0mm ;大头部分的上下端面的机械加工余量同理取最大值2。
0mm ;1。
3确定拔模斜度该锻件为对称锻件,上下模型槽深度不相等,因而采用匹配拔模,根据锻件各部分高度与宽度之比值H/B,以及长度与宽度的比值L/B 查【3】表5。
28确定:、H/B=40/100L/B=100/100=1查【3】表5。
28得拔模斜度为5.为方便,拔模斜度全部采用5.1。
4确定公差根据材质系数1M 、形状复杂系数3s 、锻件质量m 以及锻件的相关尺寸查【2】表3—1-3,并且以同类中的最大公差为最后公差得:长度公差 2.41.23.6+-宽度公差 1.90.92.8+-高度公差 1.70.82.5+-错差公差1。
北华航天工业学院《材料成形技术基础课程设计》课程设计报告报告题目:叉杆锻造课程设计作者所在系部:材料工程系作者所在专业:材料成型及控制工程作者所在班级:B10812作者姓名:王卫通指导教师姓名:赵军完成时间:2013 年6月28日课程设计任务书内容摘要拨叉为日常生活或机械加工中支撑工件的零件,要求塑性、强度较好,有良好的综合机械性能,并且外形简单,结构单一,无复杂加工面,尺寸小,质量轻,便于模锻获得较好性能,因而采用加工工艺为模锻。
其基本变形工序是预锻、终锻,切飞边、加上后续精锻工序成形。
关键词模锻;变形工序;叉杆锻件图;加工余量;起模斜度;分模面第1节叉杆的三维造型以及零件图 (5)第2节零件材料选择 (7)第3节加工方式及设备 (8)第4节加工工艺及工序 (8)第5节锻件图绘制 (9)第6节确定毛坯重量及尺寸 (10)第7节确定锻造温度范围 (11)第8节分模面的选择 (11)第9节确定变形工序....................... ••.. (12)-、拨叉零件三维造型及零件图拨叉三维造型图绘制、零件材料选择1、拨叉为日常生活或机械加工中支撑工件的零件,要求塑性、强度较好,有良好的综合机械性能,并且根据经济性综合考虑可选材料为45钢1.1、力学性能正火:850 ;淬火:840 ;回火:600 ;抗拉强度: 不小于600Mpa ;屈服强度:不小于355Mpa ;伸长率:16% ;收缩率:40% ;冲击功:39J ;钢材交货状态硬度:不大于未热处理:229HBS ;退火钢:197HBS1.2液相线温度1495 C左右,碳含量0.42~0.50%。
1.3锻造性能及参数采用回转加热炉设定温度1230,保温>180分钟,始锻温度1100-1150左右,45钢在锻造温度下塑性很好,锻造比10-12.密度7.85g/cm3,弹性模量210GPa泊松比0.269三、加工方式及设备经以上分析45号钢,为满足性能及经济性等要求最佳加工方式采用锻造毛坯,在进行机械加工获得要求零件,根据锻件性质及特点,选择65kg空气锤锻造四、加工工艺以及工序锻造方法的选择a自由锻:是利用冲压力或压力,是金属上下砧铁之间产生塑性变形而获得所需形状,尺寸以及内部质量锻件。