3、确定锻件模锻斜度
为使锻件成形后顺利地自模膛中取出，锻件侧表面上必须带有斜度，称为模锻斜度。模锻斜度可以是锻件侧表面上附加的斜度，也可以是侧表面上的自然斜度。锻件外壁上的斜度称为外模锻斜度（α）；锻件内壁上的斜度称为内模锻斜度（β）。而且模锻斜度（α）越大，取出力F就越小。α大到一定值后锻件会自行从模膛中脱开。但是由于α的加大会增加金属的消耗和机械加工余量，同时，模锻时金属所受的模壁阻力也越大，使金属充填困难。因此，在保证锻件顺利取出的前提下，模锻斜度应尽可能取小值。钢质模锻件的模锻斜度可按GB/T12361—2003“钢质模锻件 通用技术条件”的规定确定。因此，此花键轴叉锻件的内模锻斜度为7，外模锻斜度为5。
4、确定锻件圆角半径
模锻时，为了利于金属在膛腔内流动，增加锻件强度，并避免锻件被撕裂或纤维组织被拉断，以减少模具的磨损和裂纹，锻件上所有面与面的相交处，均必须采用圆角过渡形式，不允许呈尖角状。且内圆角半径R应比外圆角半径r小，一般可取R=（2～3）r，而外圆角半径r=加工余量+零件圆角半径（或倒角）。
对于刚模锻件的外圆角半径r约取1.5～12mm，并随模膛深度增加，r值增加。通常为了便于选用标准刀具，外圆角半径r应按下列标准选定：1,1.5,2,3,4,5,6,8，10,12,15,20,25,30.
圆角半径与锻件形状和尺寸有关。锻件高度尺寸大，圆度半径也应增大，其值可按GB/T12361—2003“钢质模锻件 通用技术条件”的有关规定确定。另为保证锻件凸角处的最小余量，有倒角时，取r=余量+零件的倒角值；无倒角时，取r=余量。
因此，对此锻件，外圆角半径r取3mm，内圆角半径R=（2～3）r＝6mm。
5、绘制锻件图及计算锻件基本参数
锻件图是在零件图的基础上，加上机械加工余量、余块或其它特殊留量后绘制的图形。图中锻件外形用粗实线表示，零件外形用双点划线表示，以便区别各处的加工余量是否满足要求。锻件的公称尺寸与公差标注在尺寸线的上面，而零件的尺寸标注在尺寸线下面的括号内。锻件在平面上的投影面积S为37087.45mm2; 锻件的周边长度1273.30mm；锻件的体积V=2754088mm3；质量M=21.5kg，锻件的长度L为430mm。
四、 确定变形工艺及锻比
1、确定合适的锻造比
锻造比是锻造时金属变形程度的一种表示方法。 锻造比以金属变形前后的横断面积的比值来表示。由于锻造比大小可反映锻造对锻件组织和力学性能的影响，因此在制订变形工艺时，选择适当的锻造比是十分重要的。对于钢材或钢坯等轧材为坯料的锻件，锻比Y≥1～1.3；而采用钢锭为坯料的大型锻件，则锻比通常取Y=2.5～5。对于该花键轴叉的锻比为1.2.
2、确定锻造工序
1、备料工序 根据锻件规格尺寸要求将原材料切割成单件的原毛坯。 2、加热工序 根据变形工序要求的加热温度，加热原毛坯或中间坯料。 3、变形工序 对于该花键轴叉长轴部分可以通过拔长、滚圆以及切料头等工序；
而对于头部的叉形可以通过劈料台劈料成形。
4、锻后工序 包括切边、热处理、校正、表面清理、磨残余毛刺、精压等 5、检验工序 对最终的锻件进行锻件几何形状尺寸、表面质量、金属组织和力
学性能的检验等
五、确定坯料质量及尺寸
1、坯料尺寸
根据坯料的制坯工步采用圆形坯料。该锻件属于长轴类锻件，根据《材料成形工艺设计》一书中介绍长轴类锻件尺寸计算方法。通常用锻件最大截面积S锻max并考虑锻比Y、修正量等选取坯料尺寸，即：
S坯≥Y*S锻max=1.2×12667.69=15201.22mm2
式中 ：Y——锻比；
S坯——钢锭小头截面积，圆料直径D=1.13S坯； S锻max——锻件的最大截面积（mm2）。
初步计算其直径D=139.32mm2，根据《材料成形工艺设计》一书中表（3—11）取标准直径D坯=140mm。
查表取烧损率?=2%，在室内煤气炉中加热。 钳头长度L钳=1/3×D坯=47mm 所以坯料长度L坯=V坯/S坯=212mm。
2、坯料质量
根据《金属成形工艺设计》一书中对坯料质量的计算：m坯料=m锻+m烧+m头
由任务书中锻件烧损质量为锻件质量的2.0%；
V头=SL=3.14×（140/2）2×47=723142mm3 ；M头=ρV=7.8×723.142=5.64kg 计算的m坯料=21.5+21.5×2.0%+5.64=27.57kg
六、 选择锻造设备及吨位
选用适当的模锻设备时获得优质锻件、节省能量和保证正常生产的重要条件。锤上模锻所用的设备有空气锤、蒸汽——空气锤、无砧座锤和高速锤等，该锻件属于中小型锻件，无其它特殊要求，故该模锻锤选用空气锤。
模锻吨位选择的主要依据是模锻变形过程所需要的力能。但是模锻变形过程受到许多因素的复杂影响，在生产上多采用经验公式或近似的理论公式来确定设备吨位。根据《模锻工艺与模具设计》一书中
经验公式
G=(3.5～6.3)kS件
式中 S件——锻件在分模面上的投影面积，cm2
K——材料钢种系数，k=0.9～1.5，高强度钢材选用大系数；
3.5～6.3——生产率要求不高或锻件形状简单的锻件取小值，反之取
大值。 2
该锻件S=37131.9mm ,k取1.2，（3.5～6.3）取5。代入公式求得：
G=5×1.2S=2227.99kg
根据计算结果可选用3t模锻锤。
七、 确定锻造温度范围、加热冷却及热处理规范。
1、 确定锻造温度范围
确定锻造温度的基本原则，是保证金属材料在锻造温度范围内具有良好的塑性和较低的变形能力，能锻出优质锻件。并且确定的锻造温度范围较宽，使坯料加热次数较少，以获得较高的锻造生产率。根据《金属成形工艺设计》一书中查表（3-16）该锻件为45钢，可知该锻件的始端温度为1200℃，终端温度800℃，锻造温度范围为600～400℃。 2、
确定加热规范及火次
确定加热过程不同时期的加热炉温、升温速度和加热时间时，首先考虑钢材断面尺寸，其次考虑钢的成分及有关性能，如塑性、强度、导热及膨胀系数、组织特点和加热变化，以及坯料的原始状态。
对于导热性好、直径小于150～200mm的碳素结构钢，采用一段式加热规范。材料塑性较好，所以采用堆放空冷为好。
3、 确定冷却方法及冷却规范
锻件在锻后冷却时，按冷却速度有空冷、坑冷和炉冷等方法。通常中小型碳钢和低合金钢锻后均采取冷却速度较快的空冷；碳素工具钢、合金工具钢及轴承钢等锻后先用空冷、鼓风或喷雾快速冷却到700℃，然后再将锻件放入坑中或炉中缓冷。根据本锻件的材料性能以及尺寸形状等要求，该锻件选择在空气中冷却。
4、 确定热处理规范
锻件常规热处理大多是当锻件冷却到室温后，再按工艺规程将锻件由室温重新加热进行热处理。而锻件余热热处理则是在锻后利用锻件自身热量直接进行淬火或正火热处理。通常将锻件和热处理紧密结合在一起，起到形变强化和热处理双重作用，使锻件既获得高强度和高塑性综合力学性能，又经济实用并减轻劳动强度，是单一锻压加工和热处理所达不到的新工艺方法。
锻件在机加工前后均进行热处理，其目的是调整锻件的硬度，以利于锻件进行切削加工，消除锻件内应力，细化晶粒等。该花键轴叉锻件在使用中需要有良好的综合性能，因此根据《金属热处理原理与工艺》书中要求该锻件进行调质处理，淬火温度830℃～860℃，油冷；随后高温回火温度500℃～520℃，水冷。
八、 总结
通过本次对花键轴叉的工艺锻造设计，让自己对模锻的工艺流程有了一定的认识，使自己在课堂上学到的理论知识在本次设计实践中得到了一定的锻炼。同时在本次课程设计中也锻炼了自己查阅各种书籍资料、机械技术手册的能力，使自己独立解决设计过程中遇到的问题，而且在这次设计过程中，自己也深刻认识
到在专业知识上的匮乏，使自己明白今后的学习重点。再次感谢与自己合作的同学和指导老师。
参考文献
[1]《材料成形工艺》周述积、侯英玮、茅鹏著编，机械工业出版社，2005 [2]《锻压模具简明设计手册》郝斌海编，化学工业出版社，2005
[3]《金属成形工艺设计》王爱珍主编，北京航空航天大学大学出版社，2009 [4]《金属热处理原理与工艺》王顺兴主编，哈尔滨工业大学出版社，2009 [5]《模锻工艺与模具设计》张海渠编，化学工业出版社，2009
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