西安播送電視大學畢業設計論文題目：汽車發動機曲軸終鍛模的設計及仿真專業：11春機械制造及其自動化時間：2021年05月

摘要在科技突飛猛進的21世紀，越來越多的先進制造方法應用于傳統加工工藝中，為機械領域的開展提供了新的方向。本文主要闡述了鍛造模具的數控加工及其開展趨勢，并簡單介紹了鍛造的生產過程以及開展方向。本文重點介紹了汽車發動機曲軸終鍛模具的設計制造方法，以及各種軟件在曲軸終鍛模具設計和加工中的應用。首先利用CATIA軟件對曲軸零件、鍛件、鍛造模塊等進行實體建模，然后利用UG軟件對模具型腔進行數控加工仿真，最后在AUTOCAD軟件中生成曲軸二維零件圖，鍛件圖，模塊圖和裝配圖。而對曲軸模腔的實體建模過程以及模腔的數控加工仿真過程做出的重點表達，說明了CAD/CAM在現代制造業中的應用。關鍵詞：發動機曲軸終鍛模數控加工仿真AbstractInthe21stcenturyofthetechnologicaladvances,moreandmoreadvancedmanufacturingmethodsusedintraditionalprocessingtechnologyforthedevelopmentofmachineryprovidesanewdirection.Thisarticlefocusesontheforgingdiemachiningandtrends,andbrieflydescribestheforgingoftheproductionprocessanddevelopment.Thisarticlefocusesontheautomobileenginecrankshaftforgingdiedesignandmanufactureofthefinalapproach,andavarietyofsoftwareendofthecrankshaftforgingdiedesignandprocessingoftheapplication.Firstly,forgingandCATIAsoftwaremodelingmodule,andthenthemoldcavityusingUGsoftwareforNCmachiningsimulation,thelastintheAUTOCADsoftwaretogeneratetwo-dimensionalpartsandassemblydrawingsandsoon.Whilethecrankshaftborecavitymoldandmoldthephysicalmodelingsimulationprocesschamberprocessingtimeandspacetomakethefocusofnarration,descriptionoftheCAD/CAMapplicationinmodernmanufacturing.Keywords:EngineCrankshaft;Finishforgingdie;NCmachiningsimulation目錄摘要 IAbstract II目錄 I第1章緒論 11.1概述 11.2國內外曲軸加工技術的現狀及開展 1國內外曲軸加工技術的現狀 1國內外曲軸加工技術展望 31.3本課題研究的目的意義 4第2章曲軸設計 52.1曲軸的工作條件和材料的選擇 5曲軸的工作條件和設計要求 5曲軸的材料 6曲軸強化的方法 62.2曲軸主要尺寸確實定和結構細節設計 6主要尺寸確實定 7曲軸兩端設計 8第3章曲軸終鍛模設計 103.1制定鍛件圖 103.2計算鍛件的主要參數 11設備選定 11終鍛模膛設計 123.3曲軸的實體建模 13曲軸的鍛件實體建模 13曲軸模塊實體建模 153.4模具裝配所需的其它零件的結構設計和實體建模 15上模架 15下模架 17墊板 18前壓板 19后擋板 20導向裝置 20頂桿 233.5實體建模裝配 24第4章曲軸模膛數控加工仿真 254.1終鍛模模膛數控加工 254.2生成G代碼及刀具路徑后處理 28結論 32參考文獻 33致謝 34第1章緒論1.1概述曲軸，引擎的主要旋轉機件，裝上連桿后，可承接連桿的上下(往復)運動變成循環(旋轉)運動。它是發動機上的一個重要的機件，其材料是由碳素結構鋼或球墨鑄鐵制成的，有兩個重要部位：主軸頸，連桿頸，〔還有其它〕。主軸頸被安裝在缸體上，連桿頸與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與汽缸活塞連接，是一個典型的曲柄滑塊機構。曲軸的潤滑主要是指與搖臂間軸瓦的潤滑和兩頭固定點的潤滑。曲軸的旋轉是發動機的動力源，也是整個機械系統的源動力。1.2國內外曲軸加工技術的現狀及開展摘要：曲軸是內燃機發動機中的關鍵零件之一，其是內燃機中最難加工的工件之一。介紹了國內外的曲軸在生產制造環節中的強化工藝和機械加工技術現狀，先進的生產設備，并對未來制造技術的開展提出了展望。關鍵詞：曲軸、加工技術、強化工藝、機械加工。引言：曲軸是內燃發動機中的關鍵零件之一，也是內燃機中最難加工的工件之一。曲軸在發動機中是將活塞連桿的往復運動變為旋轉運動，其在工作過程中會不斷承受很大的彎曲應力和扭轉應力，且受力情況異常復雜。所以對曲軸的抗拉強度、剛度、耐磨性、耐疲勞性以及沖擊韌性等都提出了更高的要求。曲軸的主要失效形式是軸頸磨損和疲勞斷裂，因此對曲軸在生產制造環節強化工藝技術和機械加工技術同樣都有著更高的要求。國內外曲軸加工技術的現狀目前車用發動機曲軸材質主要有球墨鑄鐵和鋼兩類。由于球墨鑄鐵曲軸本錢只有調質鋼曲軸本錢的1/3左右，且球墨鑄鐵的切削性能良好，可獲得較理想的結構形狀，并且和鋼質曲軸一樣可以進行各種熱處理和外表強化處理來提高曲軸的抗疲勞強度、硬度和耐磨性。所以球墨鑄鐵曲軸在國內外得到了廣泛應用。據統計數據顯示，車用發動機曲軸采用球墨鑄鐵材質的比例在美國為90%，英國為85%，日本為60%，此外，德國、比利時等國家也已經大批量采用。國內采用球墨鑄鐵曲軸的趨勢那么更加明顯，中小型功率柴油機曲軸85%以上采用球墨鑄鐵，而功率在160kW以上的發動機曲軸多采用鍛鋼曲軸。⑴曲軸的強化工藝技術目前國內外曲軸常見的強化工藝大致有如下幾種：氮化處理。氮化能提高曲軸疲勞強度的20%～60%。噴丸處理。曲軸經噴丸處理后能提高疲勞強度20%～40%。圓角與軸頸同時感應淬火處理。該強化方式應用于球墨鑄鐵曲軸時，能提高疲勞強度20%，而應用于碳素結構鋼曲軸時，那么能提高l00%以上。圓角滾壓處理球。墨鑄鐵曲軸經圓角該壓后壽命可提高120%～300%，碳素結構鋼曲軸經圓角液壓后壽命可提高70%～150%。曲軸圓角滾壓強化工藝主要包括曲軸圓角滾壓和曲軸滾壓校正兩局部。在滾壓過程中，由伺服傳動系統控制曲軸旋轉的轉速和旋轉角度，同時由液壓伺服控制系統控制液壓過程的壓力負載，使每個主軸頸和連桿頸依次完成整個滾壓過程。對彎曲曲軸的校直處理首先要檢測曲軸的彎曲變形數據即彎曲度的大小和相位方向，然后用擺差傳感器檢測各主軸頸處的擺差，繼而由專家系統數據庫對擺差數據進行分析處理并給出校直方案，即給出在某幾個主軸頸或連桿頸上的再施壓方案，從而利用此施壓方案重新按壓產生新的變形來消除曲軸的彎曲。國外應用的圓角滾壓技術已相領先進，可一次完成對所有圓角的滾壓，且可做到主軸頸與連桿軸頸圓角的壓力不同，同一連桿軸頸圓角在不同方向上的壓力也可不同。這樣可經濟地到達最正確的滾壓效果，最大限度地提高曲軸的抗疲勞強度。經德國赫根塞特〔HEGENSCHEID〕公司定，球膜鑄鐵曲軸經滾壓后壽命可增至100%～280%。復合強化處理。它是指應用多種強化工藝對曲軸進行強化處理，球墨鑄鐵曲軸采用圓角該滾壓工藝與離子氮化工藝結合使用，可使整個曲軸的抗疲勞強度提高130%以上。⑵曲軸的機械加工技術曲軸主軸頸和連桿軸頸的粗加工、半精加工工藝和精加工工藝，大體分為以下幾種：傳統的曲軸主軸頸及連桿軸頸的多刀車削工藝。生產效率和自動化程度相對較低。粗加工設備多采用多刀車床車削曲軸主軸頸及連桿軸頸，工序的質量穩定性差，容易產生較大的內應力，難以到達合理的加工余量。一般精加工采用曲軸磨床，通常靠手工操作，加工質量不穩定，尺寸的一致性差。老式生產線的主要特點是普通設備多，導致產品生產周期長、場地占用面積大，且完全是靠多臺設備分解工序和余量來提高生產效率。數控車削工藝。數控車削設備價格相對廉價，不需要復雜的刀具，但只適合小批量生產。數控內銑銑削工藝。內銑設備價格較高，刀具費用也很高，但適合大批量生產。數控車—拉、數控車—車拉工藝。其突出優點是可對寬軸徑進行分層加工，切削效率高，加工質量好，但車拉刀具結構復雜，技術含量高，并且長期依靠進口，好處是可集車—車拉工藝加工連桿軸頸要兩道工序于一起。CNC高速外銑工藝。數控高速外銑是20世紀90年代新興起來的一種新型加工工藝，其適用范圍廣，特別雙刀盤數控高速外銑以其加工效率高、加工質量穩定、自動化水平高，已成為當前是曲軸主軸頸和連桿軸頸粗加工的開展方向。就比擬而言，CNC車—車拉工藝加工連桿軸頸要二道工序，CNC高速外銑只要一道工序就能完成，切削速度高〔目前最高可達350m/min〕、切削時間較短、工序循環時間較短、切削力較小、工件溫升較低、刀具壽命高、換刀次數少、加工精度更高、柔性更好。如德國BOEHRINGER公司專為汽車發動機曲軸設計制造的柔性的高速隨動數控外銑床VDF315OM-4型，該設備應用工件回轉和銑刀進給伺服連動控制技術，可以一次裝夾不改變曲軸回轉中心隨動跟蹤銑削曲軸的連桿軸頸。其采用一體化復合材料結構床身，工件兩端電子同步旋轉驅動，具有干式切削、加工精度高、切削效率高等特點；使用SIEMENS840DCNC控制系統，設備操作說明書在人機界面上，通過輸入零件的根本參數即可自動生成加工程序，可以加工長度450～700mm、回轉直徑在380mm以內的各種曲軸，連桿軸頸直徑誤差僅為±0.02mm。數控曲軸磨削工藝。精加工使用數控磨床，采用靜壓主軸、靜壓導軌、靜壓進給絲杠〔砂輪頭架〕和線性光柵死循環控制等控制裝置，使各尺寸公差及形位公差得到可靠的保證，精加工還廣泛使用數控砂帶拋光機進行超精加工，經超精加工后的曲軸軸頸外表粗糙度至少提高一級精度。如GF70M-T曲軸磨床是日本TOYADA工機開發生產的專用曲軸磨床，是為了滿足多品種、低本錢、高精度、大批量生產需要而設計的數控曲軸磨床。該磨床應用工件回轉和砂輪進給伺服聯動控制技術，可以一次裝夾而不改變曲軸回轉中心即可完成所有軸頸的磨削，包括隨動跟蹤磨削連桿軸頸；采用靜壓主軸、靜壓導軌、靜壓進給絲杠〔砂輪頭架〕和線性光柵死循環控制，使用TOYADA工機生產的GC50CNC控制系統，磨削軸頸圓度精度可到達0.002mm；采用CBN砂輪，磨削線速度高達120m/s，配雙砂輪頭架，磨削效率極高。國內外曲軸加工技術展望美國、德國、日本等汽車工業興旺國家都致力于開發綠色環保、高性能發動機，目前各個廠家采用發動機增壓、擴缸及提高轉速來提高功率的方法，使得曲軸各軸頸要在很高的比壓下高速轉動，發動機正向著增壓、增壓中冷、大功率、高可靠性、低排放方向開展。曲軸作為發動機的心臟，正面臨著平安性和可靠性的嚴峻挑戰，傳統材料和制造工藝已無法滿足其功能要求，市場對曲軸材質以及毛坯加工技術、精度、外表粗糙度、熱處理和外表強化、動平衡等要求都十分嚴格。如果其中任何一個環節質量沒有得到保證，那么可嚴重影響曲軸的使用壽命和整機的可靠性。世界汽車工業興旺國家對曲軸的加工十分重視，并不斷改良曲軸加工工藝。隨著WTO的參加，國內曲軸生產廠家已經意識到形勢的緊迫性，引進了為數不少的先進設備和技術，以期提高產品的整體競爭力，使得曲軸的制造技術水準有了大幅提高，特別是近5年來開展更為迅猛。目前國內轎車曲軸生產線多為高速柔性生產線FTL〔FlexibleTransferLine〕，這種生產線的特點是不僅可以加工同系列曲軸，而且還可加工變型產品、換代產品和新產品，真正具備柔性意義。為進一步提高高速柔性生產線的生產效率，更快的適應市場，FTL未來開展是敏捷柔性生產線AFTL〔AgileFlexibleTransferLine〕。其主要目的是：滿足市場變化的需求。不但滿足當前產品的要求，還應考慮未來市場需求。滿足生產方式的需求。能滿足現代發動機“多品種、大中批量、高效率、低本錢〞的生產需求。符合“精益生產〞的原那么。杜絕浪費，用最少投資、最大回報謀取利潤。由于發動機曲軸自身結構的特殊性，曲軸AFTL應具備以下特點：由高速加工中心和高效專用機床〔含少量組合機床〕組成。按工藝流程排列機床并由自動輸送裝置連接，采用柔性夾具和高效專用刀具生產。為防止關鍵工序設備故障造成全線停產，可增設平行設備增補，亦能滿足大批量生產的需要。1.3本課題研究的目的意義發動機曲軸的加工質量對發動機的成效尤為重要，曲軸是發動機中承受沖擊載荷、傳遞動力的重要零件，是發動機的心臟，它需要承受活塞通過連桿傳來的力，將活塞的往復運動變為旋轉運動，并將這一旋轉運動傳遞給其它局部，其工作是的受力情況非常復雜，在發動機各個部件中最難以保證加工質量。由于曲軸工作條件惡劣，因此對曲軸材質以及毛坯加工技術、精度、外表粗糙度、熱處理和外表強化、動平衡等要求都十分嚴格。如果其中任何一個環節質量沒有得到保證，那么可嚴重影響曲軸的使用壽命和整機的可靠性。鍛造作為金屬加工的主要方法和手段之一。在國民經濟中占有舉足輕重的地位，是裝備制造業，特別是機械、汽車行業，以及軍工、航空航天工業中不可或缺的主要加工工藝。隨著經濟結構調整的不斷深化，特別是作為支柱產業的汽車制造業的大開展，為我國的鍛造業營造了非常好的時機，近幾年在設備制造技術和加工技術上都有了很大的進展，行業的競爭力得到提升，某些方面的技術水準已進入世界先進行列。鍛造的目的是使坯料成形及控制其內部組織性能到達所需幾何形狀、尺寸以及質量的鍛件。曲軸經過鍛造，質量大大提高，使用壽命和整機的可靠性也大大提升。作為發動機的心臟—曲軸，可以使發動機的成效盡可能發揮到最好。第2章曲軸設計曲軸是發動機中最重要的機件之一。它的尺寸參數在很大程度上不僅影響著發動機的整體尺寸和重量，而且也在很大程度上影響著發動機的可靠性與壽命。曲軸的破壞事故可能引起發動機其它零件的嚴重損壞，在發動機的結構改良中，曲軸的改良也占有重要地位。隨著內燃機的開展與強化，曲軸的工作條件越來越惡劣了。因此，曲軸的強度和剛度問題就變得更加嚴重了。在設計曲軸時，必須正確選擇曲軸的尺寸參數、結構型式、材料與工藝，以求獲得經濟最合理的效果。2.1曲軸的工作條件和材料的選擇曲軸的工作條件和設計要求曲軸是在不斷周期性變化的氣體壓力、往復和旋轉運動質量的慣性力以及它們的力矩共同作用下工作的，從而使曲軸既扭轉又彎曲，產生疲勞應力狀態；對內不平衡的發動機曲軸還承受內彎矩和剪力；未采取扭轉振動減振措施使曲軸還可能作用著幅值較大的扭轉振動彈性力矩。這些載荷都是交變性的，可能引起曲軸疲勞失效。實踐說明，彎曲載荷具有決定性作用，彎曲疲勞失效是主要破壞形式。因此曲軸結構強度的研究重點是彎曲疲勞強度，曲軸設計上要致力于提高曲軸的疲勞強度。圖2-1曲軸的疲勞破壞a〕彎曲疲勞破壞b〕扭轉疲勞破壞曲軸形狀復雜，應力集中現象相當嚴重，特別在連桿軸頸與曲柄臂的過渡圓角處和潤滑油孔出口附近的應力集中尤為突出。通常的曲軸斷裂、疲勞裂紋都始于過渡圓角和油孔處。圖1-1說明了曲軸彎曲疲勞破壞和扭轉疲勞破壞的情況。彎曲疲勞裂縫從軸頸根部外表的圓角處開展到曲柄上，根本上成450折斷曲柄；扭轉疲勞破壞通常是從機械加工不良的油孔邊緣開始，約成450剪斷曲柄圖2-1曲軸的疲勞破壞a〕彎曲疲勞破壞b〕扭轉疲勞破壞曲軸各軸頸在很高的比壓下，以很大的相對速度在軸承中發生滑動摩擦。這些軸承在實際變工況運轉條件下并不總能保證為液體摩擦，尤其當潤滑油不潔凈時，軸頸外表遭到強烈的磨料磨損，使得曲軸的實際使用壽命大大降低。所以，設計時，要使其各摩擦外表耐磨，并匹配好適當材料的軸瓦。曲軸是曲柄連桿機構中的中心環節，其剛度亦很重要。如果曲軸彎曲剛度缺乏，那么可能發生較劇烈的彎曲振動，使活塞連桿和軸承的工作條件大為惡化，影響這些零件的工作可靠性和耐久性，甚至使曲軸箱局部應力過大而開裂。曲軸的扭轉剛度差，那么可能在工作轉速范圍內產生強烈的扭轉振動。輕那么引起噪音，加速曲柄上齒輪等傳動件的磨損；重那么使曲軸斷裂。所以，設計時，應保證它有盡可能高的彎曲剛度和扭轉剛度。由于曲軸受力復雜，幾何斷面形狀比擬特殊，在設計時，至今還沒有一個能反映客觀實際的理論公式可供通用。因此，目前曲軸的設計主要是依靠經驗來設計。曲軸的材料在結構設計和加工工藝正確合理的條件下，主要是材料強度決定著曲軸的體積、重量和壽命。因此，必須根據發動機的用途及強化強度，正確的選用曲軸材料，在保證曲軸有足夠強度的前提下，盡可能采用一般材料。作為曲軸的材料，除了應具有優良的機械性能以外，還要求有高度的耐磨性，耐疲勞性和沖擊韌性。同時也要使曲軸的加工容易和造價低廉。本設計選用的材料：45鋼；材料密度：7850Kg/m；彈性模量：1.6e11N/m；強度應力極限：=600Mpa；屈服應力極限：=355Mpa；疲勞應力強度：=355Mpa；強化處理：熱處理、滲碳處理。曲軸強化的方法提高曲軸的疲勞強度是設計人員必須努力解決的問題。為了提高曲軸的疲勞強度，可以采用一系列結構設計和工藝設計措施。在結構設計方面，可以采用以下措施：1〕提高曲柄銷和曲軸主軸頸的重迭度。2〕采用較大的圓角半徑可以使圓角彎曲形狀系數下降，從而提高彎曲強度。3〕軸頸上設計卸載槽使應力分布更加均勻，而且沿軸頸和曲柄臂寬度的最大應力較小，還可能使軸頸到曲柄臂過渡圓角的半徑增大。4〕曲柄銷的內卸載孔相對其幾何軸線遠離曲柄半徑中心呈偏心布置使圓角處的彎曲應力降低，提高疲勞強度。5〕增大曲柄臂的厚度和寬度。除了設計措施外，工藝方面利用特殊的機械加工方法、熱處理或化學處理方法強化外表，以提高曲軸的疲勞強度。常用的外表強化工藝有以下幾種：1〕圓角高頻感應淬火；2〕圓角滾壓；3〕氮化。2.2曲軸主要尺寸確實定和結構細節設計主要尺寸確實定主軸頸的直徑D1=60mm，寬度L1=26mm；主軸頸軸端的直徑D3=72mm，寬度L3=6mm；曲柄銷的直徑D2=45mm，寬度L2=26mm；曲柄銷軸端的直徑D4=57mm，寬度L4=6mm；形狀如圖2-2單節曲軸尺寸所示。圖2-2單節曲軸尺寸曲柄臂的寬度L=15mm，其形狀如圖2-3單節曲軸曲柄臂截面尺寸所示。曲柄臂的起模斜度為外模α=5°，內模β=7°；各處的倒角均為R2。圖2-3單節曲軸曲柄臂截面尺寸曲軸兩端設計曲軸上帶動輔助系統的驅動鏈輪〔正時鏈輪〕一般裝在曲軸的前端，對多缸發動機而言往往把傳動齒輪裝在曲軸后端。消除扭轉振動的減振器無疑應裝在曲軸前端，因為這里的振幅最大。驅動齒輪裝在前端采用鍵連接。曲軸后端設有法蘭和加粗的軸頸，飛輪與后端用螺栓和定位銷連接。且定位銷的布置是不對稱的或只有一個。具體尺寸和形狀如圖1-4曲軸前端、1-5曲軸后端所示〔未畫出定位銷〕，未標注的圓角均為R2。圖2-4曲軸前端圖2-5曲軸后端最終得到的曲軸總長為l=532mm，如圖2-6曲軸零件實體圖所示。具體的標注見曲軸零件圖。圖2-6曲軸零件實體圖第3章曲軸終鍛模設計熱模鍛壓力機是自動化高效率生產模鍛件的模鍛設備，也是被廣泛應用的模鍛設備。熱模鍛壓機是靠靜壓力使金屬變形，因此，熱模鍛壓機上的鍛模成型規律是：金屬沿水平方向流動劇烈，向高度方向流動緩慢。預鍛模膛設計的主要內容是繪制熱鍛件圖和確定飛邊槽尺寸，以下是整個設計過程。3.1制定鍛件圖1.分模位置根據曲軸形狀，很易確定上下對稱的直線分模。2.公差和加工余量曲軸材料為球墨鑄鐵，即材質系數為M2。形狀復雜系數3級復雜系數S3。由鍛造模具簡明設計手冊表5.5查得：鍛件形狀復雜系數,其中：M為鍛件品質：15.7kg；M1為鍛件外廓包容體質量；V為鍛件體積；V1為鍛件外廓包容體體積。由于0.16，故形狀復雜程度為S3。由鍛造模具簡明設計手冊表5.18查得：長度極限偏差值為5.0mm，寬度極限偏差值為3.6mm，高度極限偏差值為3.2mm。由鍛造模具簡明設計手冊表5.27，曲軸零件的外表粗糙度Ra<1.6um,查得模鍛件內外外表加工余量為：厚度方向為2.5～3.2mm，取3mm；水平方向為2.7～3.5mm，取3mm。3.模鍛斜度零件圖上的技術條件中已給出拔模斜度：外模斜度為5°，內模斜度為7°。4.圓角半徑鍛件各局部的圓角半徑取為R2mm。5.技術條件(1)圖上未標注的拔模斜度為外模斜度為5°，內模斜度為7°；(2)圖上未標注的圓角半徑2mm；(3)由鍛造模具簡明設計手冊表5.18查得允許的錯差公差為1.4mm；(4)由鍛造模具簡明設計手冊表5.18查得允許的殘留飛邊公差為1.4mm；(5)允許的外表缺陷深度0.5mm；(6)鍛件熱處理：調質；(7)鍛件外表清理：為了便于檢查淬火裂紋，系用酸洗。6.具體尺寸如圖3-1單節曲軸鍛件尺寸圖所示圖3-1單節曲軸鍛件尺寸圖最終的鍛件圖如圖3-2曲軸鍛件實體圖所示：圖3-2曲軸鍛件實體圖3.2計算鍛件的主要參數設備選定⑴工藝力計算P=KF(kN)式中K—鍛件單位面積變形力〔或稱金屬變形抗力系數〕,kN/cmF—鍛件投影面積，cm曲軸鍛件的投影面積F=136.4cm，K=120kN/cm所以，P=120×136.4kN=16368kN⑵選擇模鍛設備根據計算結果，取熱模鍛壓力機的規格為20000kN，即20MN。終鍛模膛設計⑴熱鍛件圖設計按照鍛件尺寸增加1.5%的收縮率繪制熱鍛件圖，如圖3-3曲軸熱鍛件圖所示：圖3-3曲軸熱鍛件圖⑵飛邊槽設計對形狀比擬復雜的鍛件，為了較好地充滿模膛而必須增大金屬外流的阻力時，橋口的寬度b應比該表中的數據適當增大。飛邊槽具體尺寸按鍛造模具簡明設計手冊表8.6設備200000kN級選用，即：h=3mmb=10mmB=10mmL=40mmr1=1.5mmr2=2mm。⑶模塊結構曲軸模膛深度較深，最深處為52.5mm。而曲軸模膛尺寸精度要求高，磨損到一定程度就必須更換，最后采用梯形模塊。長度和寬度確實定模塊長度和寬度尺寸主要根據以下因素確定：鍛件的最大長度、寬度、模壁厚度、鎖扣尺寸、模塊的承壓面積，以及模膛四周的壁厚等。模壁厚度S可按以下確定S=〔1～1.5〕h≥40mm式中h為模膛最深處的深度。高度尺寸確實定模塊高度尺寸主要根據模塊底厚〔T〕、模膛深度以及模架閉合高度〔H〕等。S、T、H應滿足如下條件：T≥(0.6～0.65)S2S≤(0.35～0.4)H。最終取模塊長度為800mm，寬度500mm，高度200mm。模塊所承受的壓應力應滿足：P=F/A＜300MPa式中:F為設備的名義壓力〔kN〕；A為模塊底面的有效承壓面積〔mm〕曲軸模塊底面的有效承壓面積A=800×500mm=400000mm，F=20000kN，所以，模塊所承受的壓力為F=20000kN/400000mm=50MPa<300MPa,滿足條件。⑷頂桿頂桿位置頂桿設在飛邊槽上。頂桿結構頂桿工作是必須有導向，主要由頂桿和頂桿孔的公差配合來解決。頂料裝置采用直接頂料裝置。3.3曲軸的實體建模曲軸的鍛件實體建模⑴草圖的繪制從“開始〞菜單進入零件設計環境。選擇繪圖平面進行草圖繪制。對圖形進行尺寸約束，如圖3-4(a)、3-4(b)、3-4(c)：圖3-4(a)曲軸主軸頸尺寸圖3-4(b)曲軸曲柄臂尺寸圖3-4(c)曲軸連桿軸頸尺寸⑵建成立體模型從草圖設計環境返回零件設計環境。點擊“拉伸〞按鈕進行拉伸。生成立體圖，如圖3-6單節曲軸鍛件實體圖：圖3-5單節曲軸鍛件實體圖經過鏡像，陣列，圓角等方法得到曲軸的鍛件圖，如圖3-2所示。曲軸模塊實體建模⑴進行草圖繪制，利用拉伸命令建立模塊外形，如圖3-6(a)所示。圖3-6(a)未加工模腔的模塊實體圖⑵進行布爾運算，得到