細(xì)長(zhǎng)活塞桿加工工藝及夾具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請(qǐng)放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 學(xué) 院、系： 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 設(shè) 計(jì) 題 目： 細(xì)長(zhǎng)桿零件加工工藝及工裝設(shè)計(jì) 起 迄 日 期: 指 導(dǎo) 教 師: 系 主 任: 發(fā)任務(wù)書日期: 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 1．畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求： 任務(wù)及要求： 繪制所給零件的零件圖及毛坯圖，要求圖紙規(guī)范；編制機(jī)械加工工藝規(guī)程和工序卡片；并進(jìn)行工裝設(shè)計(jì)，同時(shí)制定裝配工藝。 2．畢業(yè)設(shè)計(jì)的具體工作內(nèi)容： 零件：超細(xì)長(zhǎng)活塞桿，材料：27SiMn。 1．繪制零件及毛坯圖紙； 2．編制超細(xì)長(zhǎng)活塞桿的機(jī)械加工工藝規(guī)程、工序卡，并制定與兩端頭裝配的裝配工藝； 3．設(shè)計(jì)一道加工工序的工裝。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 3．對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)成果的要求： 1．說明書一份； 2．繪制所給零件的零件圖、毛坯圖和工裝夾具圖，要求設(shè)計(jì)合理、圖紙規(guī)范；編制機(jī)械加工工藝規(guī)程； 3．科技譯文一份（不少于3000字符）； 4．畢業(yè)設(shè)計(jì)工作進(jìn)度計(jì)劃： 起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容 2011年 2月 21 日 ~ 3月10日 3月11 日 ~ 4月 28 日 4月29 日 ~ 5月 29 日 5月 30 日 ~ 6月10日 6月11日 ~ 6月20日 查閱資料，學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識(shí)和完成開題報(bào)告；翻譯外文資料； 繪制所給零件的零件圖和毛坯圖及工裝圖；編制機(jī)械加工工藝規(guī)程、工序卡片和裝配工藝； 設(shè)計(jì)一套工裝； 整理設(shè)計(jì)說明書等； 論文答辯 學(xué)生所在系審查意見： 系主任:____________ 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 細(xì)長(zhǎng)桿零件加工工藝及工裝設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 超細(xì)長(zhǎng)活塞桿 零件名稱 共 9 頁(yè) 第 1 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 10 車外圓及兩端 27SiMn 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 無縫鋼管、鑄 件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 普通車床 CW6180 1 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 3爪卡盤 跟刀架 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 62.78 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動(dòng) 輔助 1 以外圓為基準(zhǔn)，車削左右兩端面，保證總長(zhǎng)度大于3495 四爪卡盤、跟刀架 320 18.09 0.4 3 2 0.20 2 以外圓為基準(zhǔn)，右端倒角5x30° 四爪卡盤、跟刀架 3 頂兩端，粗車外圓各部分尺寸，留余量3mm 四爪卡盤、跟刀架 710 50.10 0.20 2 1 62.58 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 超細(xì)長(zhǎng)活塞桿 零件名稱 共 9 頁(yè) 第 2 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 15 車外圓及兩端 27SiMn 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 無縫鋼管、鑄 件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 普通車床 CW6180 1 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 36.54 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動(dòng) 輔助 1 車削兩端面，頂右端尖孔，保證尺寸3450為3452，總長(zhǎng)3490 四爪卡盤、跟刀架 150 8.5 0.20 2 2 0.108 2 頂兩端，半精車各部分尺寸，留余量1~1.5mm 四爪卡盤、跟刀架 320 56.27 0.30 1.5 1 36.43 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 超細(xì)長(zhǎng)活塞桿 零件名稱 共 9 頁(yè) 第 3 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 22 精車外圓 27SiMn 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 無縫鋼管、鑄 件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 普通車床 CW6180 1 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 1.52 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動(dòng) 輔助 1 車削兩端面，頂右端頂尖，總長(zhǎng)3490 四爪卡盤、跟刀架 145 8.2 0.5 0.25 2 0.04 2 頂兩端，除45尺寸部分外，其余尺寸按圖紙精車，保證尺寸45mm，3450mm，圓柱度、直線度要求 四爪卡盤、跟刀架 710 111.47 0.15 0.5 1 1.48 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 超細(xì)長(zhǎng)活塞桿 零件名稱 共 9 頁(yè) 第 4 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 24 磨削 27SiMn 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 無縫鋼管、鑄 件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 萬能外圓磨床 M1412 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 精銑夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 8.0 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動(dòng) 輔助 1 磨成外圓，保證尺寸φ50+0.087 -0.025為φ50-0.025 -0.05，圓柱度公差0.04，直線度0.50，表面粗糙度0.8要求 四爪卡盤、跟刀架 220 34.5 2 0.5 8.0 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 超細(xì)長(zhǎng)活塞桿 零件名稱 共 9 頁(yè) 第 5 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 28 銑 27SiMn 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 鑄 件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 立式鏜銑加工中心 VMC1814 1 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 4.89 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動(dòng) 輔助 1 銑成A-A中尺寸18，K向視圖尺寸30±0.1、15，同時(shí)保證K向垂直度要求 四爪卡盤 190 45 0.080 5 4 4.89 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 超細(xì)長(zhǎng)活塞桿 零件名稱 共 9 頁(yè) 第 6 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 34 鏜孔 ZG310-570 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 鑄 件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 插床 B5020 3 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 鏜床夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 2.09 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動(dòng) 輔助 1 銑成G向視圖R5（兩處），尺寸12及垂直度要求，G向視圖R3除外允許G向視圖中的留銑刀R4（兩處） 四爪卡盤 1450 45 0.14 5 4 2.09 2 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 超細(xì)長(zhǎng)活塞桿 零件名稱 共 9 頁(yè) 第 7 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 36 車 ZG310-570 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 鑄 件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 普通車床 CW6180B 1 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 5.54 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動(dòng) 輔助 1 找正，粗鏜孔φ32孔 四爪卡盤 75 8.02 0.12 1.25 2 5.39 2 精鏜φ32+0.13 0孔 四爪卡盤 1600 160.77 0.10 0.25 2 0.15 3 攻螺紋2-M6-6H，打配對(duì)標(biāo)記 絲錐 4 鉗工倒圓角 鉗工 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 超細(xì)長(zhǎng)活塞桿 零件名稱 共 9 頁(yè) 第 8 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 36 車削螺紋 ZG310-570 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 鑄 件 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 普通車床 CW6180B 1 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 0.80 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動(dòng) 輔助 1 按圖車M48x2-6g螺紋，其中退刀槽允許不車，但要保證螺紋有效長(zhǎng)度38 四爪卡盤、跟刀架 30 4.52 2 1.6 2 0.80 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 超細(xì)長(zhǎng)活塞桿 零件名稱 共 9 頁(yè) 第 9 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào) 42 拋光 27SiMn 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù) 無縫鋼管 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 拋光機(jī) 1 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 進(jìn)給次數(shù) 工步工時(shí) r/min m/min mm/r mm 機(jī)動(dòng) 輔助 1 找正裝夾，隨車拋光，保證尺寸φ50-0.025 -0.05 四爪卡盤、跟刀架 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 中北大學(xué)機(jī)械工程系 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 共 3 頁(yè) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 細(xì)長(zhǎng)活塞桿 第 1 頁(yè) 材料牌號(hào) 27SiMn 毛坯種類 鑄件 毛坯外形尺寸 3492XΦ58 每毛坯 件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 備注 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 工段 設(shè)備 工藝裝備（夾具、刀具） 工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 15 車 以外圓為基準(zhǔn)，粗車鋼管兩端面，半精車各部分尺寸 普通車床 頂尖自備 77.778 77.778 16 檢 用游標(biāo)卡尺：0-125/0.02 工位器具自備 17 熱 時(shí)效處理 18 校直 母線直線度小于0.3mm 19 檢 用塞尺：150/0.02-0.05 平板：4mmX2mm 20 校直 母線直線度小于0.3mm 21 檢 用塞尺：150/0.02-0.05 平板：4mmX2mm 描圖 22 車 以外圓為基準(zhǔn)，車鋼管兩端面，精車鋼管兩端各部分尺寸 螺紋樣圈M42x2-6g 48.24 48.24 校圖 23 檢 用游標(biāo)卡尺：0-125/0.02 百分表：0-3/0.01 檢查焊縫處外觀質(zhì)量，不允許有氣孔等缺陷存在，如有缺陷存在，則轉(zhuǎn)謙焊接工序進(jìn)行補(bǔ)焊并打磨光滑焊接處，補(bǔ)焊合格后方可轉(zhuǎn)下道工序 底圖號(hào) 24 磨 磨外圓尺寸，保證圖紙中各精度要求 普通磨床 8.0 8.0 25 檢 檢查焊縫外觀質(zhì)量，不允許有氣孔等缺陷存在 用外徑千分尺：25-50/0.02 百分表0-3/0.01 編制 審核 會(huì)簽 裝訂號(hào) 簽字 日期 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 共 3 頁(yè) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 細(xì)長(zhǎng)活塞桿 第 2 頁(yè) 材料牌號(hào) 27SiMn 毛坯種類 鑄件 毛坯外形尺寸 3492XΦ58 每毛坯 件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 備注 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 工段 設(shè)備 工藝裝備（夾具、刀具） 工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 26 鉗工 劃A-A視圖中尺寸38；K向尺寸：30±0.1；保證對(duì)稱性及垂直度要求 27 檢驗(yàn) 鋼板尺：300mm 28 銑 銑成A-A、K向視圖中各尺寸，同時(shí)保證K向，G向視圖中R5兩處）；尺寸12及垂直度要求，G向視圖中允許留銑刀R4處（兩處） 數(shù)控立式升降臺(tái)銑床 2.09 2.09 29 檢驗(yàn) 用游標(biāo)卡尺：0-125/0.02 百分表：0-3/0.01 半徑樣板7-14.5 30 銑 插成G向視圖中的R4（兩處） 銑床 31 檢驗(yàn) 半徑樣板1-6.5 32 鉗工 劃Φ32及R向2-M6-6H的加工位置線，同時(shí)K向倒角4處 描圖 33 檢驗(yàn) 鋼板尺300 校圖 34 鏜 鏜孔Φ32，倒圓，同時(shí)打配對(duì)標(biāo)記 0.63 0.63 底圖號(hào) 35 檢驗(yàn) 用游標(biāo)卡尺：0-125/0.02 36 車 按圖車成M48x2-6g，其中羅退刀槽允許不車，但要保證螺紋有效長(zhǎng)度38，其余尺寸按圖車制 加長(zhǎng)絲錐自備 2.08 2.08 37 檢驗(yàn) 用游標(biāo)卡尺：0-125/0.02 編制 審核 會(huì)簽 裝訂號(hào) 簽字 日期 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 共 3 頁(yè) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 細(xì)長(zhǎng)活塞桿 第 3 頁(yè) 材料牌號(hào) 27SiMn 毛坯種類 鑄件 毛坯外形尺寸 3492XΦ58 每毛坯 件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 備注 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 工段 設(shè)備 工藝裝備（夾具、刀具） 工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 38 探傷 表面著色檢查，不得有裂紋，滿足標(biāo)準(zhǔn)JB/T79218-1999中I級(jí)要求 39 拉伸試驗(yàn) 任由一根做拉伸試驗(yàn)，拉伸載荷為200KN，不得有異?，F(xiàn)象 拉伸工裝 40 檢驗(yàn) 分別記錄實(shí)驗(yàn)前后活塞桿長(zhǎng)度、直徑、叉部銷軸孔直徑及叉部寬度尺寸 41 鉗工 在10Mpa、20Mpa和30Mpa壓力下，分別做壓力試驗(yàn)，各穩(wěn)壓1分鐘，然后反向程序卸壓，不得發(fā)生泄露及異?，F(xiàn)象 堵頭、接頭自備 42 拋光 找正裝夾，隨車拋光，保證尺寸Φ41H6 43 表面處理 嚴(yán)格執(zhí)行表面氧化工藝，氧化后用肥皂溶液浸漬，再進(jìn)行浸油處理 氧化作業(yè)線 入庫(kù)垂直吊放 描圖 校圖 底圖號(hào) 編制 審核 會(huì)簽 裝訂號(hào) 簽字 日期 14 I FORGING I JANUARY / FEBRUARY 2011FLASHLESS FORGINGOF A TWO-CYLINDER CRANKSHAFT WITH SECONDARY FORM ELEMENTSIn recent years flashless precision forging of two-cylinder crank-shafts was developed at the IPH - Institut fr Integrierte Produktion Hannover gemeinntzige GmbH. Compared to conventional forging methods, flashless precision forging permits reduction of raw ma-terial required to complete the part, as well as the omission of the process steps for trimming. Due to the improved quality of the finished parts, flashless forging makes it possible to achieve functional surfaces without extensive additional reworking. To assess the industrial applicability of this forging method, IPH is researching the technology for precision forging a challenging crank-shaft, including the secondary form elements, low end and flange. This report describes the design of the forging sequence and process. The goal of the research is a three-stage forging sequence for flashless precision forging of crankshafts with secondary form elements. Flashless precision forging is conducted in closed dies. With the method described here, die closure is realized temporally separated from the forming. There is no forming until die closure. Only the sub-sequently inserted punch initiates the forming. Precision forging reaches quality levels like tolerance classes IT 8 to IT 10 Doe07, Bro99. A four-stage forging sequence of a simpli-fied two-cylinder crankshaft without any secondary form elements is depicted in Figure 1. This sequence was developed in the special Figure 1: Stage sequence for flashless precision forging of a two-cylinder crankshaft without secondary form elements Mue08.research project, SFB 489.The first and second forming step is done by lateral extrusion in a closed die. The third step consists of multi-directional forming in a semi-open die, and the fourth (and final) step is a flash-less precision forging process, again in a closed die. During the multi-directional forming step, the part is formed in ver-tical and horizontal spatial direction. The redirection of press energy was re-alized by wedges Mue08. Present developmentTo use the precision forging technol-ogy for crankshafts in industrial op-erations, it s first necessary to supple-ment the two-cylinder crankshaft with secondary form elements, low end and flange (see Figure 2), and to redesign the forging process.To reduce production times and tool Researchers seek an industrial-scale, three-stage process for precision parts, with the efficiency and finish-product quality of flashless forging. By DIPL.-ING. MATTHIAS MEYER, DIPL.-ING. (FH) MICHAEL LCKE, DR.-ING. DIPL.-OEC. ROUVEN NICKEL and PROF. DR.-ING. BERND-ARNO BEHRENSWWW.FORGINGMAGAZINE.COM I FORGING I 15costs, opportunities for omitting one or more forming steps were assessed. Tests were conducted to determine whether the staged pro-gression must be forged in four steps (comparable to the two-cylinder crankshaft without secondary form elements), or if it s feasible to scale back to a three-stage forging process. Increased tool-loads due to the omission of one forming step can have negative effects on tool wear, thus can reducing tool life.Regarding the design of the staged sequence for a two-cylinder crankshaft with secondary form elements, marginal conditions must be considered just as for the two-cylinder crankshaft without sec-Figure 2: Two-cylinder crankshaft without (left) and with (right) secondary form elements.Figure 3: Comparison of forming forces in three- and four-stage sequences.ondary form elements. The marginal conditions might be respective presses (maximum ram force and space re-quirements) as well as fold-free and free-form crack formation.Comparison of three- and four-stage sequence The three- and four-stage sequences were designed with the Finite Element Analysis (FEA)-based simulation soft-ware Forge 2009. Before each simula-tion the temperature of the part was set to 1,250C, the tool-temperature to 250C and the forming velocity to 25 mm/s. Subsequent evaluation of the material flow was conducted with re-gard to forming force, deformation de-gree, pressure dwell time, temperature distribution within the part, and the expected tool wear. The aim was a com-parison of both staged sequences. In the intermediate stages of the four-stage forging sequence, the form-ing forces at the end of the forming are similar or higher than those in the three-stage sequence. Since the major-ity of the required deformation energy is introduced during the first three forming steps, the final forming step needs considerably less forming force (see Figure 3)16 I FORGING I JANUARY / FEBRUARY 2011In the three-stage forming sequence, the extended contact times of crankshaft and base tools cause increased cooling in the area around the main bearing and the low-end bearing during the last forming step. In the area of the crank web, a comparison of three- and four-stage forging sequences shows higher temperatures for the three-stage forging sequence due to shorter contact times of work piece and tool (see Figure 6). Due to the increased forming force, tool wear for the three-stage forging sequence is considerably higher than for the four-stage sequence. It is par-ticularly notable in the area around the main bearing and the low-end bearing (see Figure 7). This is due to increased cooling of the part due to extended con-tact times. This increased locally the flow stress, and hence heightened tri-bological load, between the parts and the tool.ConclusionBased on the deliverables, it is evi-dent, that both staged progressions are feasible since critical parameter levels, like the deformation degree X = 4 are not exceeded. Due to a lower forming force and reduced tool wear, a compari-son of FEA-results indicated benefits from the four-stage forging sequence. In order to realize the three-stage se-quence the re-design of the second in-termediate stage might be necessary in an additional loop. To reduce the forming force within the three-stage forging sequence, the material distribu-tion for the second intermediate stage should be less around the main bearing and the low end bearing and deepen in the crank web. This could reduce the contact time around the main bearing and the low-end bearing and hence the cooling effect. In addition, an increased forming velocity (at present 25 mm/s) can accelerate the forming, shorten the contact time and thus reduce the ef-fort for the realization of the final form-ing stage of the three-stage forging se-quence.Summary and outlookIn continuing research it will be necessary to explore possible applica-Figure 4: Comparison of degrees of deformation.Figure 5: Comparison between the contact times.COMPARISONS BETWEEN THREE- AND FOUR-STAGE SEQUENCES:Regarding the forming force, the analysis showed an estimated 40% higher forming force in the three-stage forming sequence com-pared to the four-stage forging sequence. The predominant forming of the four-stage forging sequence within the first three forming steps is illustrated in the comparison of deformation degrees (see Figure 4). Due to the extended forming path in the last forming step, the con-tact time of tool and work piece in the three-stage forming sequence is considerably longer than in the four-stage sequence. In particulary, the difference occurs in the area around the main bearing and the low-end bearing, where contact times are between 1.0 and 1.7 seconds for the three-stage forging sequence, and between 0.7 to 1.0 second for the four-stage forming sequences. With the three-stage forging sequence, the gravure area of the crank web is not filled before the end of the forming process. Hence, the contact period in this area is short, while the four-stage forming sequence shows longer contact times between 1.0 s and 1.3 seconds (see Figure 5). WWW.FORGINGMAGAZINE.COM I FORGING I 17Figure 6: Comparison of forming temperatures.Figure 7: Comparison of tool wear.The authors are affiliated with the Institute of Integrated Production Hannover (IPH), in Hanover, Germany; visit www.iph-hannover.de. Dipl.-Ing. Matthias Meyer studied mechanical engineering at the Leibniz University of Hanover. Since June 2008 he has worked as scientific assistant at the IPH .Dipl.-Ing. (FH) Michael Lcke studied mechanical engineering at the University of Applied Science Stralsund. Since July 2007 he has worked as scientific assistant at the IPH.Dr.-Ing. Dipl.-Oec. Rouven Nickel studied economics, focusing on production management, manufacturing technology and performance measurement at the Leibniz Universitt Hannover. Subsequently, he worked as research associate at the Institute of Production Systems and Logistics (IFA). Since 2007 he has been the managing director of the IPH. In 2008 he received his doctorate in mechanical engineering at the Universitt Bremen.Prof. Dr.-Ing. Bernd-Arno Behrens studied mechanical engineering at the University of Hanover and, subsequently, worked as research associate at the Institute of Metal Forming and Metal-Forming Machines (IFUM) at the Leibniz Universitt Hannover. After receiving his doctorate in mechanical engineering he headed the Department of Application Technology at Salzgitter AG, Salzgitter, Germany. Since 2003 he has headed the IFUM at the Leibniz Universitt Hannover, and in 2005 became a member of the management board of the IPH. The authors express their thanks to the German Research Foundation (DFG) for its financial support of the SFB 489 project described here.REFERENCESBro99 Bro, G.: Entwicklung eines Verfahrens zum Przisionsschmieden von PKW-Pleueln. Dissertation, Universitt Hannover, Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 2, Nr. 508, VDI-Verlag, Dsseldorf 1999.Doe07 Doege, E.; Behrens, B.-A.: Handbuch Umformtechnik Grundlagen, Technologien, Maschinen. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 2007.Mue08 Mller, S.; Mller, K.: Parameterstudie eines mehrdirektional wirkenden Werkzeugs zum gratlosen Przisionsschmieden einer Zwei-zylinderkurbelwelle. In: STAHL, Verlag Stahleisen, o. Jg. (2008), H. 3, S.38-39.tions of cross wedge rolling for the production of the first pre-form. For the two-cylinder crankshaft with secondary form elements, the first pre-form can be realized with mass concentrations in differ-ent locations. Based on this, the design of the cross wedge rolling process will be adjusted to determine the potential for rolling with multiple wedges. 2011 Penton Media, Inc. All rights reserved.