第10章_锻模设计课件

1、模具UG NX设计王高潮 教授南昌航空大学材料学院2007.5.第十章第十章 锻模设计锻模设计n锻件造型是实体建模中最为复杂的。使用CAD构建零件时，不管是什么样的零件，它的特征决定了使用什么样的建模工具。锻件特征包括：拔模、分模线、倒圆、加强肋等。本章将介绍锻件和锻模的UG NX设计建模过程。第一节第一节 UG NX拔模特征操作拔模特征操作nUG NX的拔模特征操作包括拔锥(Taper)和体拔锥(Body Taper)。拔模特征操作可以将实体上的面或边生成锥角，常用于锻件的拔模斜度处理。用户可以选择一个或多个要修改的面、边或个别特征。但是，它们必须都是同一实体的一部分。 1拔锥（拔锥（Tap

2、er）n拔锥特性操作相对于指定的矢量和可选项的点，施加锥度到表面或边缘。单击该选项图标，弹出【锥角】对话框，如图10-1所示。n锥角操作有四种方式：n面拔模、边拔模、相切面拔模和分割线拔模。图10-1 【锥角】对话框(1) 面拔模面拔模n拔模选择的表面如图10-2所示，参考点的位置决定拔模基准平面，拔模基准平面与拔模的矢量方向相垂直，在该基准面的位置面的大小不发生变化。n面拔模操作：面拔模操作：n选择拔模面选择拔模面n定义拔模方向定义拔模方向n定义拔模基准平面的参考点定义拔模基准平面的参考点n设置拔模角度等参数设置拔模角度等参数确定。确定。图10-2 面拔模(2) 边拔模边拔模n用一指定角度，

3、沿一选择的边缘组进行拔模。与面拔模类似，只是选择对象改成了边，这样可以应用于选择边不在与拔模方向矢量相垂直的平面上的情况。n从边拔模操作：n选择要生成锥角的边n指定拔模方向n输入拔模角确定。(3) 相切面拔模相切面拔模n通过指定的拔模角，拔锥相切于选择表面的所有面，如图10-3所示。拔模角是用来决定等斜线的，它用作参考对象。拔模面的离开方向矢量侧建立。利用相切面拔模，不能从一实体减去材料，你只能添加材料。n相切面拔模操作：n选择要拔模的相切面组n指定拔模方向n指定拔模角度确定。图10-3相切面拔模(4) 分割线拔模分割线拔模n从参考点开始以一定的拔模角沿指定的分割线产生拔模特征。参考点决定拔模

4、表面的起点，分割线拔模沿分割线建立正交于拔模方向的扫描面。如图10-4所示(4) 分割线拔模分割线拔模(续续)n分割线必须选择实体的边，如果需要在单一的表面进行拔锥，应该建立分割边界，方法为首先在要拔锥的表面绘制曲线，如图10-4所示，再使用【特征操作(Feature Opration)】【分割面(Subdivided Face)】命令分割表面而形成边界。图10-4分割线拔模2体拔模（体拔模（Body Taper）n体拔模特性操作主要用于构造支持锻件、铸件和注塑件的锥度。功能包括：在分模面双侧拔模（匹配或不匹配），自动添加材料到欠切削区。单击图标菜单，弹出【体拔模】对话框，如图10-5所示。n

5、体拔模操作有三种方式：n双侧拔模；n拔锥角并充填一欠切削区；n最高参考点拔模。图10-5 【体拔模】对话框(1) 双侧拔模双侧拔模n在分模面或基准面两侧创建双侧拔模，材料是添加到体上而不是从体上减去。如图10-6 a)所示斜置的一个圆柱体，沿分模双侧拔模，在体拔模对话框中采用匹配拔模选项的双侧拔模效果如图10-6 b)所示，这种情况可以满足模具设计的要求。如果不采用匹配拔模选项，则达不到应有的效果（见图10-6 c)）。图10-6 双侧拔模双侧拔模特征操作：双侧拔模特征操作： n选择边缘拔模方式n选择分模面n定义拔模方向n定义在分模面上方的环形轮廓线n定义在分模面下方环形轮廓线n设置拔模角度、

6、匹配选项等参数n规定拔模是等斜线还是真实拔模n确定。(2) 欠切削区拔模欠切削区拔模n欠切削区拔模是单侧的，并用材料充填欠切削区。如图10-7所示，从圆柱形凸台拔模到下底平板并填充在凸台下的欠切削区。图10-7 欠切削区拔模欠切削区拔模特征操作：欠切削区拔模特征操作：n选择面拔模方式n选择拔模所到的底面n定义拔模方向n规定要被拔模的表面n设置拔模角度等参数n规定拔模是等斜线还是真实拔模n确定。第二节第二节 锻件设计锻件设计n锻件是在零件的基础上添加余量、余块、拔模斜度、圆角、冲孔连皮等形成的。n余量在锻件的机械加工表面添加，可以采用拉伸面特征方法。n余块可以通过删除孔、槽等特征形成。n拔模斜度

7、采用上节的锥度命令。n圆角和冲孔连皮等则可以通过UG NX相关的特征操作来完成。实例：连杆锻件设计。实例：连杆锻件设计。n如图10-8所示的连杆零件，在此基础上完成锻件设计。图10-8 连杆零件三维模型该连杆零件的详细工程图纸如图该连杆零件的详细工程图纸如图10-9所示所示n读者可以参照图中尺寸进行连杆零件的三维实体造型，创建连杆零件文件“Ex_Connecting_rod.prt”图10-9 连杆零件二维工程图具体造型步骤具体造型步骤:n可以采用整体造型方法，用毛坯轮廓一次拉伸到实际高度，然后再进行其它粗加工和精加工的特征操作。n也可以根据连杆零件的上下对称性，先完成上半部分的的造型，再用镜

8、像的办法完成整体造型。n后一种方法简称对称造型方法，使用这种方法更方便快捷。锻件设计的特征造型：锻件设计的特征造型：n创建连杆锻件文件。打开“Ex_Connecting_rod.prt”文件，另存为连杆锻件文件“Ex_Connecting_rod_forging.prt”。锻件设计的具体造型步骤锻件设计的具体造型步骤:n删除孔和槽特征以添加余块。n该连杆小头部分的孔直径太小无法锻造，应添加余块。此外，大头部分的环形槽和螺钉孔也应作为余块处理。n拉伸特征添加余量。n该连杆的大头和小头部分的上下表面，以及大头部分的圆孔需要进行机械加工，因此应该添加余量(本例分别设定为：大头1.5mm，小头2mm)

9、。n拔模斜度设计。n连杆侧边的所有面都应该设计拔模斜度(本例分别设定为:外斜度7，内斜度10)。n冲孔连皮设计。n在连杆大头部分的中心孔处应该设计冲孔连皮(本例分别设定为：连皮厚度3mm，圆角半径R3)。n添加圆角。n最后在连杆锻件的所有尖角处分别添加内外圆角(本例分别设定为：内圆角半径设为2mm，外圆角半径设为1mm)。保存文件保存文件“Ex_Connecting_rod_forging.prt”。n设计好的连杆锻件如图10-10所示。图10-10连杆锻件图注意注意:n 如果连杆零件的建模是采用整体造型方法的，可以先切除下半部分；n如果连杆零件采用的是对称造型方法，可以先删除镜像生成的下半部

10、分。n然后在上半部分完成上述特征造型后，再通过镜像生成下半部分。n上述建模步骤只是大概的顺序，具体建模步骤应根据UG NX特征建模的实际过程和要求进行调整。第三节第三节 终锻型槽设计终锻型槽设计n终锻型槽设计是以热锻件为依据，通过模块与锻件的布尔差运算形成型腔，再添加飞边槽和钳口。n首先设计模块。n仍然以上述连杆锻模为例，假定采用热模锻压力机模锻。首先应对冷锻件加放收缩率，假定取1.2%，则热锻件的体积应是冷锻件的1.0123=1.0364倍。在在UG NX中分析计算图中分析计算图10-10所示的连杆锻所示的连杆锻件图的体积的方法为：件图的体积的方法为：n点击【分析(L)】【质量属性(P)】命

11、令n选择连杆锻件实体，信息栏中显示连杆冷锻件的体积值：nV冷锻件=161264 mm3。连杆热锻件的生成方法为：连杆热锻件的生成方法为：n打开“Ex_Connecting_rod_forging.prt”文件，另存为连杆热锻件文件“Ex_Connecting_rod_hot_forging.prt”。n选择【插入(S)】【偏置/比例(O)】【比例(S)】命令，选用均匀比例因子1.012。操作结束即可获得热锻件三维实体模型。n再用上述质量属性方法获得连杆热锻件的体积值：V热锻件=167139 mm3。n保存文件“Ex_Connecting_rod_hot_forging.prt”。连杆热锻件如图

12、所示终锻型槽设计分为以下几个步骤终锻型槽设计分为以下几个步骤: (1) 型腔设计n首先生成连杆终锻下模块文件“Ex_Connecting_rod_forging_die_ down.prt”。n锻模模块选择两端带斜度(10)的a型镶块结构，模块的尺寸为450260100mm3。n用【长方体(Block)】特征操作生成下模块时，定位坐标应为（-155,-130,-101）。以下模为例，采用布尔差运算生成型腔。以下模为例，采用布尔差运算生成型腔。n由于热模锻压力机闭合时，上模块和下模块有间隙（等于飞边桥部高度h=2mm）。调入文件“Ex_Connecting_rod_hot_forging.prt

13、”进行求差操作，在模块（目标体）与热锻件（工具体）定位时，锻件的分模线应高出1/2h=1mm。n注意到连杆锻件图的坐标原点位于连杆大头部分的圆心处，按照型腔位于模块中央的原则，连杆锻模下模型腔设计的效果图见图10-11所示。保存文件“Ex_Connecting_rod_forging_die_down.prt”。n图10-11连杆锻模下模型槽设计图(2) 飞边槽设计飞边槽设计n采用II型热模锻压力机飞边槽(见图10-12)，飞边桥部在上模。n飞边槽参数：nh=2mm, r =1mm, b=6mm, b1=28mm,h1=6mm,R=4mm,R1=5mm。n飞边槽面积为199.4mm2。图10-

14、12飞边槽尺寸和面积由于本连杆锻件上下对称，可以在上述下模型腔由于本连杆锻件上下对称，可以在上述下模型腔设计的基础上添加飞边槽形成上模。设计的基础上添加飞边槽形成上模。n打开下模块文件 n“Ex_Connecting_rod_forging_die_down.prt”,n另存为上模块文件n“Ex_Connecting_ rod_forging_die_up.prt”。n采用带偏置的拉伸特征造型可以很方便地形成桥部和仓部，拉伸特征操作的编辑参数为：n起始距离：-5；终止距离：0；n第一偏置：6；第二偏置：34。n执行布尔差运算。n添加圆角r、R和R1完成飞边槽桥部和仓部的造型。上模设计的效果见图

15、上模设计的效果见图10-13。n保存上模块文件n“Ex_Connecting_ rod_forging_die_up.prt”。图10-13连杆锻模上模型槽设计图 (3) 钳口设计钳口设计n钳口用来容纳夹持坯料的夹钳和便于从型槽中取出锻件。另一个作用是作为浇注检验用的铅或盐样件的浇口。n本例连杆锻件在热模锻压力机上锻造，钳口的作用主要为样件的浇口。因此可以采用小尺寸的特殊钳口。n钳口宽度取50mm，深度取5mm，钳口斜度和坡度均取10；钳口颈尺寸取82.5mm2。打开下模块文件文件打开下模块文件文件“Ex_Connecting_rod_forging_die_down.prt”。n另存为带钳口

16、模块文件n“Ex_Connecting_ rod_forging_die.prt”。n可采用带锥度的拉伸特征操作生成钳口。n首先在连杆大头仓部处（距大头端部24mm）绘制50mm宽、5mm深，并带45斜边的草图，然后依此草图作拉伸特征操作。拉伸特征操作的参数为：拉伸特征操作的参数为：n起始距离：0；终止距离：150；锥度：-10。执行布尔差运算。n然后在钳口槽底添加R5的圆角，在钳口与飞边槽仓部交接处添加R2.5的圆角。n钳口颈可采用拉伸特征或腔体特征操作生成。n腔体特征操作的参数为：n长度：40；宽度：8；深度：2.5；拔模角：20,执行布尔差运算。最后完成的终锻下模造型设计如图最后完成的终

17、锻下模造型设计如图10-14所示。所示。保存文件“Ex_Connecting_rod_forging_die.prt”。图10-14 连杆锻模下模钳口和型槽设计图第四节第四节 预锻型槽设计预锻型槽设计n预锻型槽是以终锻型槽或热锻件图为基础设计的，设计的原则是经预锻型槽成形的坯料，在终锻型槽中最终成形时，金属变形均匀，充填性好，产生的飞边最小。n为此，结合连杆锻造实例，须具体考虑如下问题：1. 预锻型槽的宽与高预锻型槽的宽与高n连杆锻件当预锻后在终锻型槽中应以镦粗方式成形，取预锻型槽的高度尺寸比终锻型槽大5mm，宽度则比终锻型槽小2mm，横截面面积比终锻型槽大3%。n按照上述原则，在UG NX中

18、设计预锻型槽，可采用以下步骤进行：(1) 首先计算预锻件的体积首先计算预锻件的体积V预锻件预锻件nV预锻件=V热锻件+V飞边n式中：V预锻件预锻件的体积；V热锻件=热锻件的体积；V飞边飞边所占的体积。nV飞边的根据下式计算：nV飞边= KF飞边槽L轮廓n式中：K飞边槽充满系数，本例取0.3；nF飞边槽飞边槽面积，参见图10-8，为199mm2；nL轮廓锻件在终锻型槽投影的外轮廓的周长，n在热锻件工程图中用UG NX【分析】【弧长】命令计算得出L轮廓为598mm。因此，因此，nV飞边=0.3199598=35701mm3。nV热锻件运用UG NX 【分析】【质量属性】命令计算热锻件的体积为167

19、139mm3。n最后计算得出： nV预锻件=V锻件+V飞边=167139+35701=202840mm3(2) 比例因子的确定比例因子的确定nA.高度方向的比例因子:n预锻型槽的高度尺寸比终锻型槽大5mm，热锻件大头部分的高度为20.24mm，则预锻型槽高度为25.24mm，由此，高度方向的比例因子应是25.24/20.24=1.25。B.宽度方向的比例因子n终锻型槽的平均宽度的确定方法：n首先计算热锻件在终锻型槽上的投影面积。可以通过UG NX的【分析】【面属性】命令分析终锻型槽承击面的面积为97180 mm2，再计算分模面的面积为1079002，两者相减获得热锻件在终锻型槽上的投影面积为1

20、0720 mm2，热锻件的长度为235mm，两者相除获得终锻型槽的平均宽度为45.6mmn预锻型槽的宽度比终锻型槽小2mm，则预锻件的平均宽度为43.6mm。因此，宽度方向的比例因子应是43.6/45.6=0.956。C.长度方向的比例因子长度方向的比例因子n为了终锻时便于预锻件放入终锻型槽，预锻型槽的长度方向也取 比终锻型槽短2mm，连杆热锻件长度为235mm，预锻件长度应为233mm，因此，长度方向的比例因子应是233/235=0.991。(3) 预锻件的的生成预锻件的的生成n打开连杆热锻件文件n“Ex_Connecting_rod_hot_forging.prt”，n另存为连杆预锻件文件

21、n“Ex_Connecting_rod_preforging.prt”。n采用UG NX比例特征操作n长、宽、高三个方向的比例因子分别取0.991、0.956和1.25，对热锻件模型进行UG NX比例特征操作，可获得的预锻件UG NX三维特征模型。n保存文件:“Ex_Connecting_rod_preforging.prt”。体积校核体积校核n运用UG NX【分析】【质量属性】命令计算预锻件UG NX三维特征模型的体积为：nV预锻件模型=197934mm3 n而上述计算的包括终锻飞边体积的预锻件体积为：n V预锻件= 202840mm3比较预锻件三维特征模型的体积比较预锻件三维特征模型的体积

22、V预锻件模型预锻件模型和上述和上述包括终锻飞边体积的预锻件的计算体积包括终锻飞边体积的预锻件的计算体积V预锻件预锻件n如果两者相当，则预锻型槽无须设计飞边槽仓部；n如果V预锻件明显小于V预锻件模型，则说明上述预锻型槽设计过大，即上述长、宽、高三个方向的比例因子设计不合理，应调整预锻件的长、宽、高尺寸，重新设计长、宽、高度方向的比例因子；n如果V预锻件明显大于V预锻件模型，则必须设计飞边槽仓部。本例两者的差值为：本例两者的差值为：nV=V预锻件 V预锻件模型=202840197934= 4906mm3nV是预锻时向飞边槽充填的金属体积。n计算预锻件在分模面上投影轮廓周长L预锻件为n587mm，n

23、则预锻时流向飞边的金属截面积为n4906/587=8.4mm2，只占飞边槽截面积的4.2%。n故可以不设计飞边槽仓部，必要时可以微调预锻件的长、宽、高尺寸。(5) 参照终锻型槽设计方法在参照终锻型槽设计方法在UG NX中生成预锻型槽。中生成预锻型槽。n首先生成连杆预锻下模块文件n“Ex_Connecting_preforging_die_ down.prt”。n选取与终锻型槽同样大小模块；然后将预锻模块与预锻件模型进行布尔差运算，生成预锻型腔；n加大在型槽分模面转角处的圆弧和型槽内的圆角半径，本例修正增加值为2mm，因此圆角半径取R3，其目的是减小金属流动阻力；n由于本例中飞边较小，可以不设置

24、钳口；必要时设置飞边槽。本例连杆锻件的预锻型槽下模最后设计结本例连杆锻件的预锻型槽下模最后设计结果如图果如图10-15所示。所示。图10-15 连杆预锻模下模型槽设计图保存文件“Ex_Connecting_preforging_die_ down.prt”。n注意：由于加大型槽分模面转角处和型槽内的圆角半径，使得预锻型槽体积增大，如果增大的体积与V相当，则不再需要设计预锻飞边槽仓部。第五节第五节 制坯型槽设计制坯型槽设计n制坯型槽设计的主要依据是计算毛坯图，因此，制坯型槽设计的主要任务是计算毛坯图。本节主要介绍计算毛坯设计方法和步骤。计算毛坯图的设计方法n计算毛坯图的设计依据是热锻件图。n在热

25、锻件图三维模型的基础上，运用UG NX 的裁剪（R）菜单中的修整（Trim）命令获取热锻件的横截面；n再运用质量属性（P）菜单中的面积（A）命令获取横截面积；n然后加上飞边槽充填面积便是计算毛坯截面积。n根据计算毛坯截面积可以导出计算毛坯半径值，由此可以作出截面位置（X坐标值）和计算毛坯半径值（Y坐标值）的样条曲线。n最后运用UG NX的设计特征（E）菜单中的回转拉伸（R）特征操作获得计算毛坯直径图。具体步骤如下：具体步骤如下：n1打开连杆热锻件三维实体模型文件“Ex_Connecting_rod_hot_forging.prt” ，如图10-16所示。n调整坐标系的方向，使锻件的轴线为X轴方

26、向，坐标原点位于锻件左端部，如图10-17所示。 n图10-16 计算毛坯图的设计依据热锻件图图10-17 调整锻件图的坐标系2定义连杆截面位置尺寸。定义连杆截面位置尺寸。n首先按10mm均匀分隔，然后在面积突变处、最大截面处和最小截面处添加截面位置。设计如表10-1所示的计算毛坯数据表。表表10-1 计算毛坯数据表计算毛坯数据表序号序号12345678910111213位置位置/mm08.86102024.328304046.850606570F截面截面/mm207157521177136418251753126712141225144818251295F飞充飞充/mm21191191191

27、19119119119119119119119119119F计计/mm21198348711296148319441872138613331344156719441414R计计/mm26.216.316.720.321.824.924.421.020.620.722.424.921.2表表10-1 计算毛坯数据表计算毛坯数据表(续续)序号序号14151617181920212223242526位置位置/mm8090100120140160180200210216220230236F截面截面/mm29814023653363193022855058759208986120F飞充飞充/mm2119

28、119119119119119119119119119119119119F计计/mm2110052148445543842140462499410391017731119R计计/mm218.712.91212.111.811.6111417.818.21815.36.23锻件截面的获取与面积的计算。锻件截面的获取与面积的计算。n首先在连杆大头左端建立一个ZC-ZY的基准面，然后执行修整体（Trim）命令（见图10-18 a)），在选择连杆实体后，要定义截平面的方向和位置，先选择ZC-ZY的基准面，再选择修剪方向反向，然后在基准面偏置对话框中输入坐标参数。图10-18 a)例如选取表例如选取表1

29、0-1中序号中序号8的位置坐标值的位置坐标值46.8mm，获取的锻件截面图如图获取的锻件截面图如图10-18 b)所示。所示。b) 46.8mm处的锻件截面图图10-18 裁剪锻件的截面图计算截面面积计算截面面积n在“分析”工具栏中执行“面属性（F）”命令。在“选择意向”对话框中选择“单个面”为过滤器，如图10-19 a)所示。鼠标选取锻件截面，在快捷菜单中会立即显示所选截面面积值的结果数据为1214mm2，如图10-19 b)所示。将面积数据填入表10-1中对应位置的F截面所在行中。图10-19计算截面面积na) 面积选择对话框 b) 面积分析计算结果4获取其它截面的面积获取其它截面的面积n

30、依次按照表10-1中的位置数据，重复上述步骤，分别获取其它截面的面积，并填入表中，最后获得的锻件截面面积数据如表10-1中的第3行数据F截面所示。5计算毛坯截面积计算毛坯截面积n计算毛坯截面积等于上述热锻件图截面积加上飞边槽充填面积。充填系数取0.3，飞边槽截面积F飞为199mm2，则计算毛坯截面积的公式为：nF计=F截面+2F飞充n而：2F飞充=2F飞=20.3199=119mm2n将该数据填入表10-1中“2F飞充”所对应的第4行中。然后依次计算F计，数据填入表10-1中“F计”所对应的第5行中。6换算计算毛坯半径值。换算计算毛坯半径值。n计算毛坯半径R计的计算公式如下：n根据表中F计的数

31、据依次计算R计，结果填入表10-1中“R计”所对应的第6行中。计计FR13. 15 . 07生成计算毛坯直径图。生成计算毛坯直径图。n首先编辑样条曲线的数据文件“Ex_Spline.dat”。文件格式和部分数据如下：n06.20n8.8616.30n1016.70n2020.30n24.321.80n2824.90n3024.40nn其中每一行为样条曲线数据点的X,Y,Z坐标值，X,Y数据取自表10-1中的位置值和计算毛坯半径值R计，数据之间用空格分隔。新建计算毛坯直径图文件新建计算毛坯直径图文件: “Ex_Preform_Configuration_D_dwg.prt”n执行UG NX“曲线

32、”菜单的“样条（S）”命令，在“样条”对话框中选择“通过点” 按钮，如图10-20 a)所示。接着在“通过点生成样条”对话框中选取“文件中的点”按钮（见图10-20 b)）。a) 样条曲线对话框 b) 通过文件中的点生成样条曲线图10-20样条曲线对话框在文件游览对话框中打开样条曲线的数据文件“Ex_Spline.dat”，最后生成的样条曲线如图10-21所示。接着生成计算毛坯直径图：生成计算毛坯直径图：n图10-21 计算毛坯直径图的样条曲线n执行回转拉伸（R）特征操作，在回转体对话框中选择“曲线”选项，然后再选择“轴和角”选项，轴选择XC轴，起始角为0度，终点角度为360度。最后生成的计算

33、毛坯直径图的三维模型如图10-22所示。图10-22 计算毛坯直径图计算毛坯的体积计算毛坯的体积n接着运用“分析”下拉菜单中的“质量属性（P）”命令可获得计算毛坯的体积为194099mm3。n保存计算毛坯直径图文件“Ex_Preform_Configuration_D_dwg.prt”。 9计算毛坯直径图的修正计算毛坯直径图的修正。n为了便于金属坯料充填锻模型槽，应该对计算毛坯直径图中大头中部由于锻件孔腔造成的凹部进行修正，修正的原则是修正前后的计算毛坯直径图体积不变。修正的方法为调整凹部附近的样条曲线控制点，然后查询计算毛坯直径图体积与原值是否相当。修正后的样条曲线(可作为计算毛坯半径R值曲

34、线)和计算毛坯直径图如图10-23所示。其体积V毛坯为194102mm3。将计算毛坯直径图文件另存为将计算毛坯直径图文件另存为“Ex_Preform_Configuration_D_Modified.prt”。图10-23 修改后的计算毛坯直径图10. 制坯工步选择。首先计算相关参数：制坯工步选择。首先计算相关参数：n(1)毛坯平均直径：n式中：L计为计算毛坯的长度，本例中等于锻件的长度。n(2)计算毛坯最大直径dmax可以通过UG NX的信息查询命令在修正后计算毛坯直径图中获得为46.8mm。mmLVd4 .3223619410213. 11.13计毛坯均(3)繁重系数的计算：繁重系数的计算

35、：n 锻件质量G可以通过连杆锻件的体积V冷锻件=161264 mm3计算，或直接在UG NX软件中查询锻件模型，可得G=1.26Kg。44. 14 .328 .46max均dd28. 7.432236均计dL选择制坯工步选择制坯工步n采用以上繁重系数查找锻模设计手册，并考虑该锻件为双头一杆，可以对计算毛坯进行简化等情况，最后选用闭式滚挤为制坯工步。n由于热模锻压力机上不能进行滚挤制坯操作，因此可以采用辊锻制坯，或者改在模锻锤上进行闭式滚挤制坯。n无论哪种方式制坯，都要以上述求得的计算毛坯直径图作为设计依据。下面以锤上模锻为例说明采用UG NX软件设计闭式滚挤型槽的方法。11坯料尺寸的确定坯料尺

36、寸的确定n用闭式滚挤制坯时：d坯=（1.051.2）d均n本连杆锻件为两头一杆，取较小的系数，设为1.08，d均为32.4mm，则d坯为34.99mm，最后选定d坯为35mm。12闭式滚挤型槽设计闭式滚挤型槽设计n(1) 闭式滚挤型槽的宽度B按以下公式计算：n式中：F0坯料截面积，按d坯为35mm计算，F0应为962mm2； hmin杆部最小高度，在UG NX环境中查询上述计算毛坯半径R值的样条曲线可得Rmin为11.38mm，因此hmin为2Rmin等于22.76；所以求得型槽宽度B等于48.61。min015. 1hFB B值的校核值的校核nB值应满足公式：n1.1dmaxB1.7d坯，n

37、在UG NX环境中查得ndmax=46.85, n1.1dmax=51.5mm, n1.7d坯=59.5mm。n最后取B值为52mm.闭式滚挤型槽高度：闭式滚挤型槽高度：n滚挤型槽高度计算公式为nh杆=0.75d计；nh头=1.1d计；nh拐=d计。n在实际设计中无需计算每点的型槽高度，只需分别计算头部的hmax和杆部的hmin的R值，然后在UG NX软件环境中，保证计算毛坯半径R值的样条曲线中对应点的高度，其它点按便于金属流动充型的原则进行光顺调整。本例计算毛坯图中：n大头部分：Rmax=23.4mm,n小头部分Rmax=18.2mm ，n杆部Rmin=11.4mm。n因此滚挤型槽：n大头部

38、分Rmax=25.8mm；n小头部分Rmax=20.0mm ，n杆部Rmin=8.54mm。闭式滚挤型槽的高度母线闭式滚挤型槽的高度母线n在计算毛坯半径R值的样条曲线（文件“Ex_Preform_Configuration_D_Modified.prt”）的基础上（图10-24 a），维持拐点处的R值不变，按上述计算结果修改头部和杆部三个关键点的R值，其它控制点进行光顺处理。调整处理后的样条曲线作为闭式滚挤型槽的高度母线，如图10-24 b）所示。图10-24 a）图10-24 b）图10-24 计算毛坯半径曲线和闭式滚挤型槽高度母线将调整后的样条曲线作为闭式滚挤型槽高度母线，文件另存为 “E

39、x_Edge_Rolling _H_Spline.prt”。图10-24 b) 闭式滚挤型槽高度母线闭式滚挤型槽的生成：闭式滚挤型槽的生成：n进一步完善闭式滚挤型槽的高度母线。在图10-24 b)的基础上，增加钳口部分的高度母线。钳口高度h钳按公式h钳=0.6d坯+6计算，计算结果为h钳=27mm，则钳口半高为13.5mm。钳口斜度为45，钳口圆角R按公式R=(1.5-3)(Rmax- Rmin)，最后取R为25mm。n最后形成如图10-25所示的闭式滚挤型槽高度母线。图10-25 带钳口的闭式滚挤型槽高度母线将添加了钳口的样条曲线文件另存为将添加了钳口的样条曲线文件另存为 “Ex_ Edge

40、_Rolling _H_Spline_Modified.prt”。n闭式滚挤型槽的截面形状按椭圆设计。n截面椭圆长轴径即为型槽的宽度B，其值为52mm；n截面椭圆短轴半径即为型槽的高度h，其值可以根据高度母线确定。n根据上述原则可以制订闭式滚挤型槽的截面数据表如表10-2所示。表中的(x,y)值是用UG NX的“信息(I)”“点(P)”命令在图10-25中的闭式滚挤型槽截面高度母线上采点获得的。表表10-2 闭式滚挤型槽截面数据表闭式滚挤型槽截面数据表序号序号123456789101112131415位置位置(z)/mm-50-2.789.7745.379.090.0125154176194205216226236240短半轴短半轴(y)/mm50.113.517.025.818.112.910.28.569.8012.116.720.018.16.160.001长半轴长半轴(x)/mm50262626262626262