8吋不锈钢锭自脱模锭模的设计
第8章锻模设计
模锻模膛：终锻模膛、预锻模膛 1.终锻模膛设计 作用：完成终锻工步，获得带有飞边的锻件 。 组成：模膛本体、飞边槽、钳口 。 1）热锻件图 热锻件图上的尺寸等于冷锻件图尺寸＋收缩率。
第8章 锻模设计
减少尺寸A可延长模具奉命。
图8.1 齿轮锻件
第8章 锻模设计
将锻件复杂且较高 的部位尽量放在下模， 还可在相应部位加深。
6）切断模膛
（1)作用： 在一棒多件 连续模锻时， 将锻件从棒 料上切下。
图8.33 切断模膛
第8章 锻模设计
8.1 模锻模膛设计
8.1.3 锻模结构设计
锻模的作用：提高锻件品质、提高生产率、锻模 和锻锤寿命 锻模设计的内容：考虑模膛的布排、错移力的平 衡、锻模的强度校核。
第8章 锻模设计
1 模膛的布排
h 0.015 S
第8章 锻模设计
3）钳口及其尺寸
定义：模锻模膛前面加工的空腔，一般 由夹钳口与钳口颈组成 作用：放臵棒料及钳夹头、检验时作为 浇口、起模 形式：长棒料钳口 特殊钳口 圆形钳口 公用钳口
第8章 锻模设计
2.预锻模膛设计 作用： 1.改善金属在终锻时的流动 2.避免折叠、裂纹和其他缺陷 3.提高模具寿命 (1）预锻模膛的设计要点 1.宽和高：保证终锻时以镦粗成形为主 2.斜度：一般和终锻模膛相同 3.圆角半径：一般比终锻大(R1=R+C)
第8章 锻模设计
图8.20 开式拔长模膛
第8章 锻模设计
图8.21 闭式拔长模膛
第8章 锻模设计
图8.22 拔长模膛的直排与斜排
第8章 锻模设计
拔长部分较短，或 拔长台阶轴时，可 以采用拔长台（图 8.23），它是在锻 模的分模面上留一 平台，将边缘倒圆。
模铸钢锭技术
二、锭型选择
4 钢锭的断面形状
} ①方型锭
②矩型锭
用于型钢、棒材、线材
③扁锭：用于板钢、带钢
④八角锭：用于锻造
⑤圆锭：用于管钢、车轮、轮箍
辽宁科技大学冶金工程技术中心
三、钢锭的浇铸方法
1.上铸：钢水直接从模口向下浇铸
优点：耐火材料消耗少，整脱模工序简单，内 部夹杂少
缺点：模底冲刷损失快，浇铸中有飞溅易造成表 面结疤，总浇铸时间长，要求钢水过热度高
②选择代表性规格 ③用较少的钢锭满足各种品种、规格的要求 ④锭型设计应与轧制规程、轧制方式相匹配
辽宁科技大学冶金工程技术中心
五、钢锭设计内容
1.锭型选择和浇铸方式确定 2.锭重计算 3.保温帽部容积确定 4.钢锭本体厚度确定 5.钢锭本体宽度确 定 6.钢锭本体锥度确定 7.钢锭尾部形状设计 8.钢锭头部形状设计
锭模内腔尺寸和锭型尺寸是一致的 锭模外型要根据锭模壁厚及铸锭所需结构设计
辽宁科技大学冶金工程技术中心
十一、钢锭模设计
1.模壁厚度及其分配
①大面模壁厚度一般取钢锭厚度的0.25~0.30倍，太厚热应力大、 吸热能力有浪费；太薄强度刚性不足、吸热能力差、影响钢锭凝固 组织 ②钢锭模壁应按不等厚设计，使大面、小面、转角热应力分布均匀， 锭模不易开裂 ③一般大面壁厚︰小面壁厚︰转角壁厚比为1.05︰1︰0.95 ④扁钢锭模横截面外轮廓线应尽量接近椭圆形 ⑤钢锭模纵截面壁厚应为“龟背形”，以均匀热应力，防止纵向变 形内壁龟裂
②帽部下部厚度：h帽=h大－(20~40) h大－钢锭本体大头厚度
b帽、h帽之所以向内收缩，是要防止保温帽一旦座偏时产生 “悬挂”拉裂 ③帽部锥度：i%=5~20% ，防止脱模时吊牙打滑 ④帽部浇高：H帽一般为350~550mm，以最后根据帽容比的 计算析深入本体）
新型棒料自动切断模设计
新型棒料自动切断模设计田福祥(青岛建筑工程学院,山东青岛266033)摘要:介绍了用在通用冲床上的一种自动送料切断模的结构、工作过程和送料机构设计要点,该模具工作可靠,节约人力和能源。
关键词:棒料;切断模;送料机构中图分类号:T G375+41文献标识码:B文章编号:1001-2168(2003)01-0023-02Desi g n of the Automatic-Feedin g Die f or Cuttin gOff the Ne w-T yp ed BarTIAN Fu-xia n g(Qi n g dao I ns tit ut e of Archit ect ur e a nd En g i nee ri n g,Qi n g dao,Sha ndon g266033,Chi na) Abstract:The s t r uct ur e a nd wor ki n g p r ocess of t he aut omatic-f ee di n g cut ti n g-off die us e d on common s t a m p i n g machi nes we r e i nt r oduce d.The mai n p oi nts f or desi g ni n g t he f ee di n g mecha2 nis m we r e s t at e d.The die is r eliable i n wor k,s aves labor a nd e ne r gy s ource.K e y words:ba r mat e rial;cut ti n g-off die;f ee di n g mecha nis m缩短了模具准备周期。
在完成新产品试制之后,下一步是继续优化制动缸前盖的拉伸工艺,考虑采用Q235材料来代替当前生产中的08Al材料,以达到降低生产成本的目的。
机械工程系机电液控制20kg锭连续铸造机自动脱模装置毕业设计
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载机械工程系机电液控制20kg锭连续铸造机自动脱模装置毕业设计地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容摘要介绍一种20kg锭连续铸造机自动脱模装置的结构及其气动控制系统。
该系统同步精度高，性能稳定，工作可靠易于调节，满足了高效率、自动化生产需要。
AbstractThe structure of an automatic ajection equipment of 20kg aluminum ingot casting machine and its pneumatic control system are introduced in this paper。
This pneumatic control system has higher synchronous precision , stable performance , dependable movement and easier adjustment , it ments demands of hight efficiency and automation productivity .绪论一本说明书的研究对象该说明书研究了20kg铝锭连续脱模装置.现在国内大型铝业制造厂都多采用铸造的方式生产.在铝锭的生产过程中,大多采用脱模剂将铝锭和铝模分开.可这样生产出来的铝锭其表面附着一层铝脱模剂,这样会影响铝的纯度,从而使其铝锭的价钱受到影响.我们对此做了一些研究,并推出了该敲击式脱模装置.图1 脱模机构示意图该脱模装置由两套相同的脱模机构和控制系统组成.脱模机构由铝锭处于最佳脱模位置时+优化设计的四杆机构.缓冲装置及击锤(特殊处理以减少锤头对铝锭模的钢性冲击)组成.又耐热气缸(由于在铸造铝锭时其环境温度高)驱动,如图1所示.其工作原理:正常生产中,铸造机牵引链轮轴端的小链轮带动铝锭模绕支架体旋转时,连结杆牵引链轮轴端的小链轮经链带动电气控制盒中的小凸轮转动,压下按钮行程开关(每一个铝锭模旋转到预定锤击位置,都确保按钮开关闭合一次,且闭合时间的长短可调),按钮开关控制单电控二位五通电磁阀使气动系统工作.耐热型气缸推动推沫机构使击锤获得一定的冲击能,在预定位置击打铝锭模,从而使铝锭从脱模中脱落.从以上的分析可见,该机构有以下三大优点:气缸同步精度高,脱模效果好.脱模冲击能可调,能够满足系列产品需要,调节气动控制系统,可能得到不同的脱模冲击能.系统简单,安全可靠我们选择了单控制式二位五通电磁换向阀进行控制,即使突然断电,脱模机构也能够自动回到原始位置(电气部分控制)防止击锤和转动的铝锭模干涉,产生故障,影响生产.二.本说明书的内容,作用和任务1本说明书的内容.通过对现代铝业的生产了解,我门研究了本文的脱模装置,运用运动学、动力学和静力学的基础理论、分析方法和应用技能对此机构进行结构分析、运动分析及设计和校核.对该机构和机械部分研究过后,在地其控制部分通过所学的知识做一概序通过运动仿真和实际的实验证明该机构的可行性.各种相关的手册,技术资料的应用.2本说明书的作用和任务实现四个现代化的重要基础之一是设备现代化,当前机械产品和设备正向高性能、多功能、高效率、高质量方向发展,并竭力采用系统集成化、智能化等高新技术.应用革新，改造机械设备在工业发展中其有重要意义.本说明书的内容是研究了脱模机构的运动和工作性能、控制过程等等,充分解释了该机构的作用和工作方式.三.设计方法的简介1优化设计优化设计是将最优化的数字理论(主要是数字规划理论)应用与设计领域而形成的一种设计方法,将设计问题的物理模型转化为数字模型,再选用适当的优化方法并借助计算机求解数字模型,求得最佳的设计方案.我们该机构就是采用了优化设计.2可靠性设计可靠性设计是将概率论、数理统计、失效物理和机械学相结合而形成的一种设计方法.将传统设计方法市委单值而实际上具有多值性的设计变量(如载荷,应用,强度,寿命等).看承服从某种分布规律的随机变量,用概率统计方法设计出符合机械产品可靠指标要求的零部件和整个机构的主要参数和机构尺寸.3动态设计机械动态设计是是根据机械产品提出的动态,性能要求与设计准则,按动力学进行计算,优化与实验,并反复进行的一中设计方法,把机械产品看承是一个内部情况不名的黑箱,通过外部观察,根据其功能对黑箱与周围不同的信息联系进行分析,求出脱模机构的动态参数,然后进一步寻求他们的机理和结构,关键是建立对象的动态数字模型,并求解数字模型,设计方法可使此机构的动态性能在设计时就得到预测和优化.4有限元分析这是一种随着计算机的发展而迅速发展起来的现代设计方法,其基本思想是把连续的介质看作是由在有限个接点处联接起来的有限个小块所组成,然后对每个元素通过取顶的插值函数,将其内每一点的位移和应力用元素节点的位移来表示,在根据介质整体的协调关系建立包括所有节点的这些未知量联立方程组,最后用计算机求解,以获得所需答案.5计算机辅助设计(CAD)利用计算机运算快速准确,存储量大,逻辑判断功能强等特点进行设计信息处理,并通过人机交互作用完成设计工作的一种设计方法,CAD能充分应用其他各种先进的现代设计方法.CAD系统的日益完善与高度自动化,使设计工作不断得到完善与简化，CAD与计算机辅助制造(CAM)可结合成系统,他们可与计算机辅助检测(CAT).计算机管理自动化结合成计算机集成制造系统（CAD/CAM）.综合进行市场预测/产品设计,生产计划/制造和销售等一系列工作,实现人力、物力/时间等各种资源的有效利用.现代设计方法还有很多，如模糊优化设计、模块化设计、价值分析等等.随着科学技术的发展将广泛地代替传统设计方法.机构的可行性1.1铝业生产的过程国内各个铝厂大多采用15kg和20kg铝锭铸造机,/铝锭连续铸造机是我过疙瘩电解铝厂普遍采用的关键产品设备,能够实现铝锭的铸造成型,冷却,堆垛,自动打包的额一体化作业.铝锭铸造就是将电解所获得的液态铝浇铸到铝锭铸造机,由台包将液铝浇入铸造机的铸模,冷却成型后通过一定的手段取出铝锭.这一过程的总工艺路线为:出铝－扒渣－检介－配料－装炉－精练－浇铸－重溶用铝锭－成品检查－成品检介－入库.而在浇铸这个环节中必须掌握铝锭凝固、冷却、成型过程中的要求,找出浇铸时铝液适合的温度、浇铸时间的要求、凝固时的冷却方法、成型质量保证和铝锭脱模方式.而 20kg铝锭的铸造速度是有限的.目前国内的铸造机速度约为4.5－12t/h.其主要的原因是:1）工人劳动强度大,定员多,劳动生产率低.2）生产工艺流程长,占地面积大.3）最重要的一条是:在铸造过程中,由于工人捻用脱默剂,使铝锭的质量,纯度下降,这也是我们此次研究的内容.1.2 脱模技术的发展在现代话的铝加工企业,铸造成型成了大多数厂家的生产设备,可铸造脱模技术成了一大难题,大家都在想方设法的提高脱模技术,从而提高生产率.从铝业的生产出现以后,人们都在不断的寻求先进的脱模技术.人民以城市劳动创家业为人.在传统的铝业生产中,人们为了使铝锭和铝锭铸造模在铸造过程中容易分开,节省生产时间,从而先后研究了许多脱模剂,然后人工再将这些脱模剂涂于铸模内,使其铸造过程中铝锭和铸模分开.但本身在熔融铝液中就掺杂了许多杂质元素,在加入脱模剂更加影响了铝锭的质量和售价.对此加拿大在生产20kg铝锭铸机时研究了铝锭脱模技术,但这种脱模技术对铝锭铸模的要求很高,并由于铝锭孔要设置于铸模底部,铸模受热后容易在孔的周边形成开裂,从而缩短了铸模的使用寿命.因此没有得到众多厂家的应用.还提出了一种振动脱模方式的脱模技术.但它仅仅在小块铝锭连续铸造机上获得了成功的应用,但这对大铝块难以实现.在前不久在大扁铝锭铸造机改造设计设想中,有人提出了一种真空脱模技术.其脱模装置工作原理图如图1－1.总控制要求方案如图1－2.图1－1 真空式脱模装置工作原理图其原理是在完全凝固铝锭的转盘位置设置一真空脱模机在铝锭，在铝锭上表面通过真空吸附盘进行真空抽空使铝锭上表面形成负压，当负压产生的吸附力大于铝锭重量一定值时，通过液压缸拉动吸盘及铝锭上升，上升到足够距离时停止，脱模机构机架在回转底座上转过一定角度和堆垛机位置对应，液架压机构机架转盘转动复位。
铝合金焊丝锭坯模具设计-模具设计课程设计
铝合金焊丝锭坯（限定尺寸）永久模设计一、设计书总述在该设计中，需要设计一个铝合金焊丝锭坯的永久模，永久模用于重复浇铸，因此，应该选择金属型模具。
这主要是因为金属型有诸多优点：a、金属型冷却速度快，具有激冷效果，可使铸件晶粒细化，组织致密。
铸件的力学性能好。
b、金属型尺寸准确，表面光洁，从而提高了铸件的尺寸精度及表面质量。
c、同一铸型可以反复使用，节省了造型时间和车间面积，可以提高铸件车间单位面积上的铸件产量。
d、易于实现机械化、自动化，提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。
适于批量生产。
e、冷却速度快，改变了金属的凝固条件，减少了冒口系统的尺寸，提高了金属液利用率。
在我的设计中，我选择了球墨铸铁QT500-7作为金属型模具材料。
在确定了模具材料后，就要开始设计金属型模具，包括模具结构确定、型腔设计、浇冒口系统设计、金属型的定位等。
设计的依据为浇铸的金属液为铝合金以及金属型铸件成型技术的一些相关公式和原理。
在满足铸件尺寸要求的条件下，应尽可能保证模具易于开模，锭坯部分无缩孔、组织致密；并且尽可能提高模具生产率、减小模具重量、节约成本。
在相关尺寸确定后，就可以计算出永久模的生产率、模具的重量，编制出模具各部分的加工工序，核算出模具成本。
二、永久模材料的选择金属型材料的选择是决定金属型寿命和制造成本的主要因素。
在我的设计中，我选择了ZAl105成分的焊丝，其熔点在660℃左右，可选择球墨铸铁ＱＴ５００－７作为金属模材料，其硬度为147-241HBS，并要经过退火热处理。
ＱＴ５００－７属铁素体和珠光体混合集体的球墨铸铁，具有良好的耐热和耐蚀性能，与片状石墨铸铁制成的金属型发生裂纹的可能性低，是制造金属型较好的材料。
总的来说，它具有以下优点：a、具有较高的高温强度和热稳定性，有足够的强度和韧性b、温度急剧变化时产生的热应力小c、铸造性能和机械加工性能都很好d、价格比较便宜综上，ＱＴ５００－７完全能够生产要求。
钢锭模设计相关资料
钢锭模设计相关资料大型锻件的生产从冶炼、铸锭、锻造、锻后热处理到性能热处理，要经过许多道工序，每一道工序都影响着锻件的质量，稍有偏差就可能引起缺陷。
钢锭的质量自然是保证锻件质量的先决条件，钢锭的质量主要表现在纯净性，致密性和均匀性三个方面。
钢锭模是生产钢锭的重要冶金附具。
在设计钢锭模时，要同时考虑炼钢生产和锻造生产的两方面要求。
一方面钢锭模的尺寸和形状必须保证生产出优质的钢锭，另一方面钢锭的尺寸和形状必须保证后续锻造有较高的生产率。
一：钢锭模的基础设计参数1、钢锭模棱数：钢锭断面应尽可能接近产品的形状。
产品为轴类、套筒等，选用多边形断面钢锭。
随着钢锭大型化发展，为了均匀偏析带，棱边有增多趋势。
增加棱边可减少棱角处偏析，而且增加了周长与横截面之比，钢锭不易产生裂纹。
如日本制钢所高径比1～1.5的大于300吨钢锭有24个棱边。
2、高径比（H/D）：高径比过大，如采用上注法，浇注时由于钢水飞溅严重，降增加钢锭表面结疤和皮下气泡；钢锭静压力也大，容易形成下部纵向裂纹；并且钢液的非金属夹杂不易浮起，气泡不易排出，内部缩孔疏松缺陷比较严重。
增加高径比，单位体积钢液冷却表面积大，钢锭凝固速度增加，A型偏析减少。
高径比过小，钢液中夹杂物较易上浮，V型偏析程度小，但A型偏析发展严重。
钢锭模高径比有减小的趋势。
3、锥度：这里指锭身一侧的斜度。
当锥度为1～1.5％时，脱模已没有问题。
锥度大对防治缩孔缺陷有利，可以减轻和消除V型偏析，保证钢锭中心部分致密。
但锥度太大，会使柱状晶过于粗大而影响锻造性能。
近年国外钢锭有大锥度趋势。
法国克鲁索公司用于汽轮机的190吨钢锭锥度9％，英国钢公司的95吨钢锭的锥度为10.2％，原苏联重机建议大型钢锭的锥度采用13～16％。
4、钢锭模的外形与壁厚：外形有三种：多边形、圆形、波纹形。
壁厚设计要使激冷层有一定厚度，从而防止钢锭表面裂纹，还要使钢锭模有足够的寿命，降低模耗。
过厚的钢锭模没有必要。
48t钢锭模设计计算依据
龙成钢铁集团公司48/43吨大钢锭设计说明书辽宁科技大学冶金工程技术中心2008-5-20龙成钢铁集团公司48/43吨大钢锭设计一．项目概况和设计要求龙成钢铁集团为了生产特殊钢种、特厚、特重钢板，拟开发45-50吨特大钢锭。
现厂冶炼、浇铸、加热、轧制的基本条件如下：1. 转炉、LF、RH工称容量100吨，可以保证生产纯净钢和特种钢的需要。
2.钢锭采用坑铸或车铸，铸锭、整脱模现场场地满足铸锭要求（年产量约100万吨）。
3.钢锭采用均热炉或车底式室状炉加热，均热炉炉膛尺寸8x3.9x4.9米，采用高炉、转炉混合煤气加热。
4.均热跨间钳式吊车吨位，主钩45吨，副钩50吨，主钩升起最大高度10米，夹钳开度2200/800mm。
5.受锭、运锭辊道宽2500mm，轧机前后辊道宽3800mm。
6.轧机高压水除鳞箱内腔高1300mm，水压25MPa。
7.轧机前立辊开度3800/1200mm，最大轧制力700吨，电机功率2x1500kW。
8.轧机前后延伸辊道间距800mm。
9.厚板轧机工作辊直径1120/1020mm，辊身长3800mm，支撑辊直径2200/2000mm，辊身长3700mm，轧机最大开口度1100mm，电机功率2x7000kW，最大轧制力8000吨，转速0-40-90rpm。
10.四辊轧机和立辊轧机间距4800mm，不形成连轧。
11.精整吊车吨位15+15吨，桥式双钩电磁挂梁吊车。
12.11辊矫直机，矫直钢板厚6-120mm，钢板长度4000-42000mm，最大矫直力3500吨。
13.液压铡刀式双边剪，剪切钢板厚6-50mm。
14.预留超声波探伤装置。
15.热处理设备：辊底式常化炉，辊底式淬火炉各一座，外部机械化炉8座，车底式加热炉3座。
16.粗轧机和精轧机间距120.26米，精轧机与矫直机间距108.55米。
17.生产钢板规格：厚6-400；宽1500-3600；长3000-18000mm，单重：Max. 45吨。
钢的浇注PPT课件
a—上注法；b —下注法
1一塞棒；2一钢包，3——水口；4一钢锭模；5一底盘；6一中注管；7—汤道
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4
2、铸锭工艺
铸锭工艺流程： 清理盛钢桶→干燥盛钢桶→选择水口→清除中注管夹杂物（下注法）→ →清除汤道砖内杂物（下注法）→底板清理→安装保温帽→浇注 →钢锭处理（生产准备→浇注钢锭→钢锭处理）。
钢锭浇注：镇静→选择合理的浇注温度和浇注速度→保护浇注→操作
缺点：设备复杂，对管理和操作的技术水平要求较高，对耐火材料质量的 要求也较高，难以浇注沸腾钢和高合金钢。
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9
3、连铸坯结构特点
细小的等轴晶带、柱状晶带、粗大等轴晶带。
与钢锭相比其特点为： （1）因冷却强度大，因此激冷层较钢锭厚，晶粒也细小，且可以得到铸坯特有 的无侧枝的细柱状晶； （2）铸坯始终处于强制冷却状态，柱状晶比较发达，容易造成穿晶结构； （3）铸坯比钢锭组织致密。
目前国外对于中低碳钢、普通高碳钢、沸腾钢代用钢、低合金钢、 弹簧钢、轴承钢等已实现连铸。
我国于1957年开始连铸试验研究，80年代采用自行研制开发和引进 相结合的方法，使连铸技术得到很快发展，目前我国转炉炼钢连铸 比100%，电炉炼钢连铸比近70%。
பைடு நூலகம்
2. 连铸的特点
优点： （1）省去了初轧工序 （2）铸坯切头率比钢锭少，金属收得率高 （3）省去了脱模、整模、铸锭等工作 （4）组织均匀、致密、偏析少、性能稳定，表面缺陷也少 （5）可降低能耗
车铸 （脱模、整模等均在另外的
厂房内进行）
上注法
下注法
2
2、上注法和下注法
钢的浇注
①下注法：优点：表面质量好、有利于钢种气体向上排出，同时浇注多支钢锭 缺点：夹杂物多，不能补缩，内部质量差
消失模工艺设计
消失模工艺设计消失模铸造工艺过程和特征1、工艺过程对比。
EPC工序和传统工艺相比差别大。
消失模铸造工序大为简化，由于不分型、不取模、无砂芯，不需要下芯合箱，不配制型砂和芯砂，使其工艺设计原则和内容也有很大区别。
一．铸造工艺方案制定原则1、保证铸件质量：根据消失模铸造工艺过程及特点，工艺方案应首先保证铸件形成并最大限度的减少各种铸在缺陷，保证铸件质量。
消失模铸造工艺应该表现其精度高，表面光洁。
轮廓清晰等特点。
2、考虑明显的经济效益。
工艺设计应考虑提高工艺出品率，模型如何组合实现的群铸，以期提高生产率，降低成本。
3、要考虑便于工人操作，减轻劳动强度和环保。
二．工艺设计主要内容1、绘制铸件图和模型图根据产品图纸、材质特点和零件的结构工艺性确定以下工艺参数：（1）零件机加工部件的余量（2）不能直接铸出的孔、台等部位；（3）合金收缩和EPS模型收缩值；（4）模型起模斜度。
2、设计铸造工艺方案主要包括以下内容（1）EPS模型在铸型中的位置。
（2）确定浇注金属引入铸型的方式：顶注、低注、中间注入式或阶梯式。
（3）一箱注铸件数量及布置。
3、浇注系统的结构和尺寸设计4、确定浇注规范，包括浇注温度、浇注时的负压大小和维持时间。
5、干砂充填紧实工艺其它一些工艺因素如干砂的要求，涂料及烘干，振动造型参数等通用性较大，不必要每个件都单独设计。
一、铸件结构工艺性审核的原则由于消失模铸造工艺特点，对设计铸件结构的自由度较大，没有砂型铸造传统工艺那样严格，受到较多的限制，一般有以下原则可供参考：1、铸件壁厚尽量均匀，厚薄相差大的部位应有一定过渡区段。
2、尽量减少较深、较细的盲孔。
3、铸件结构有利于顺序凝固。
4、细长件和大平板应设加强筋防止翘曲变形。
5、转角处应有圆滑过渡，要有一定大小的铸造圆角。
三．工艺参数的确定1、可铸的最小壁厚和可铸孔径。
2、由于消失模工艺特点，可铸最小壁厚和孔径、凸台、凹坑等细小部位的可能性大大提高。
可铸孔比传统砂型铸造小而且空间距离的尺寸十分容易保证，因此用消失模工艺生产的铸件大部分孔都可以铸出，主要的限制是模具设计的肯性和合理性。
钢锭模具设计和优化方案范文
钢锭模具设计和优化方案范文摘要:完善了我公司空缺锭型125tCK系列，对充型、凝固过程进行了数值模拟，对可能存在的缺陷区域进行了预判，同时也提出了两个优化方案。
关键词:钢锭;钢锭模;数值模拟;优化设计我公司现有下注钢锭和真空钢锭两大类钢锭，下注钢锭系列采用冒口浮游式能达到各锭型间无缝衔接，真空钢锭系列由于新老钢锭模设计理念不同，造成各系列间存在空缺锭型。
在当今重机行业几乎全面亏损的大环境下，我公司开展“钢锭及其模具的优化设计研究”来完善真空钢锭锭型，弥补空缺，以提高钢锭利用率，达到降低成本的目的。
本文主要介绍125t级钢锭及其模具的设计及优化方案。
1背景我公司真空钢锭系列在103tCK和143tCK之间存在锭型空缺，而我公司承制的高中压转子类锻件、加氢筒体类锻件和核电类锻件中部分锻件选用的钢锭锭型在125t左右，选择143tCK系列(覆盖范围125t～143t)钢锭利用率极低，成本居高不下。
针对这一情况，我们对125t级钢锭及其模具进行了设计和优化。
2钢锭设计合理分配钢锭三大部分重量，能有效促进钢中夹杂物上浮，减少二次缩孔出现的几率。
钢锭冒口部分的钢水用来补充锭身的收缩，冒口过小，会造成锭身的缩孔与疏松，过大则会降低钢锭利用率。
冒口部分组织结构较松，其内缩孔的形成是因为钢由液态转变为固态的体积收缩造成收稿日期:2022—11—19的［1］。
我公司结合自有钢锭模设计经验同时借鉴国外先进理念，制定了125tCK钢锭三部分比例。
新老125t锭型各部分比例对比见表1。
125tCK系列钢锭在锭身比例上有很大的提高，这为提高钢锭利用率提供了先决条件。
125tCK系列钢锭锭身主要参数见表2．125tCK系列采用底部扬台浮游方式来调节锭型，通过调节扬台伸入锭身的高度来调节锭身高度，实现钢锭重量的可调节性，尽可能满足锻造选用钢锭的合适度，进一步提高钢锭利用率。
3钢锭模设计钢锭模外形通常有圆形、多边形、波纹形，我公司此次钢锭模设计采用波纹形外形。
锻模设计含实例.pptx
（3）计算毛坯直径图
折算高度 h计 表示该轴类锻
件相关处的截面积。 由此， 计算毛坯上任一处
的直径 d计为：
d计 1.13 A计
右图为完整的计算毛坯图, 包括锻件图、截面图和直径 图。
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2 ) 坯料规格尺寸计算
(1) 平均截面积与平均直径
长轴类锻件的平均截面积与平均直径，用如下公式计算：
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2）飞边槽结构形式与 形尺式寸Ⅰ 使用广泛，桥部与坯料
接触时间短，能减轻桥部磨损。
形式Ⅱ 用于高度方向形状不对 称锻件。可简化切边冲头形状。
形式Ⅲ 用于形状复杂，坯料体 积不易计算准确的锻件。
3 、钳口设计
主要为终锻模膛和预锻模膛沿分模面上下局部 加工装配成的特制凹腔，作为钳夹操作空间。
模 膛
作用。
有关模膛设
开式 拔长模膛
计参数，依据
计算毛坯尺寸
考虑。详见设
计参考资料。
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闭式 拔长模膛
三、滚挤模膛设计
滚 滚挤模膛用于减小坯料局部断面积， 挤
增大另一部分断面积，兼有清除氧化皮 模
和滚光作用。
膛
滚挤模膛有开式、闭式、
和非对称滚挤模膛三种结构
形式。常用后两种结构。
滚挤模膛设计主要是确定模膛高
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三、预锻模膛设计（终锻模膛尺寸相应 增、减）
1、 模膛的宽与高 若终锻时以镦粗为主， 预锻模膛的高度应比终 锻模膛大2～5mm，宽度应小1～2mm。一般不
设飞边槽。预锻模膛的横截面积F预 应比终锻模 膛相应处截面积F终大1%～3%，或按下式计算：
F预=F终+（0.2～1）F飞
塑性成型工艺设计
（5）冲孔连皮
对大于25 mm的孔应考虑锻出，但锻造时应留冲孔连皮。 当孔径为25～80mm时，冲孔连皮的厚度为4～8mm。
齿轮坯模锻件图
模锻件图与自由锻件图有何 区别?
2.计算坯料尺寸：
根据锻件质量和加热、锻造过程中的损耗计算。 （同自由锻）
3.模锻工序的确定
模锻工序主要是根据锻件的形状和尺寸来确定。 （１）模锻件按其形状可分为两大类：长轴类和盘类。 ①长轴类模锻件： 锻件的长度与径向尺寸之比较大，如台阶轴、曲轴、 连杆、 弯曲摇臂等； ②盘类模锻件：
2．对下面两图定性绘出锻件图，并选择自由锻基本工序 （零件全部机械加工）。 （1）阶梯轴。坯料尺寸：ф150×220 ；材料：45 钢 ；生产批量：10件。
齿轮坯自由锻工艺过程:
锻件图
下料
镦粗
垫环局 部镦粗
冲 孔
冲子冲孔
修整
半轴自由锻工艺
锻出头部
拔长
拔长及修整 台阶
锻件图
材料: 18CrMnTi 坯料尺寸:Ф 130×240 坯料重量:25kg 锻造设备:0.5T自由锻锤
拔长并留出 台阶 锻出凹挡 及拔长端 部并修整
4.选择锻造设备
（1）选择依据：锻件重量、类型和尺寸。 设备吨位大小要适当，既不能造成能量的过分浪费， 又要保证锻件能充分锻透。 （2）确定方法：理论计算法和查表法。 根据作用在坯料上力的性质，自由锻设备分为锻锤和 液压机两大类。 液压机（水压机）：用于大型、巨型锻件的自由锻生产； 锻锤：用于普通的自由锻生产中（中、小型锻件）。 加热设备：火焰加热炉和电炉（电阻炉、感应炉）。
塑性成型工艺设计
1.教学目的:
熟练掌握自由锻件、模锻件工艺规程设。
2.教学重点与难点：
mastercamX3学习-不锈钢餐具成型模具的设计与制造
学习情境六不锈钢餐具成型模具的设计与制造一、工作描述加工2件如图6-1所示的不锈钢餐具成型模具。
图6-1 不锈钢餐具成型模具【知识点】✧数控加工工艺的制订✧绘制文字✧基本实体✧扫描实体✧布尔运算✧实体旋转✧实体的挤出✧实体倒圆角✧实体转为曲面✧毛坯、刀具库、材料库的设定✧刀具的选择✧曲面刀路、切削参数的设定✧加工模拟、优化✧NC程序、加工报表的生成【技能点】产品的加工工艺分析与确定轮廓线的绘制CAD实体建模曲面的CAM编程加工模拟、优化生成NC程序、加工报表二、工作任务分析从不锈钢餐具成型模具的图样分析看，加工的难点主要在模具的凸台外形结构复杂，须采用数控加工；从外形轮廓看，主要由直线、圆弧、曲线构成，可通过矩形、点、曲线、旋转、复制布尔运算等功能进行构建；从零件的材料、热处理分析看，刀具材料宜选择硬质合金类的刀具；从加工工艺分析看，可采用普通机床进行产品的半成品加工，利用数控机床进行精加工。
所以本项目主要由以下任务构成：✓零件的加工工艺分析及数控加工工艺方案的确定；✓零件的CAD建模✓零件的CAM编程✓零件的加工模拟、优化、NC程序、加工报表的生成✓数据传输✓数控加工✓产品检验、入库任务1. 零件的加工工艺分析及数控加工工艺方案的确定1.1零件的加工工艺分析根据所要加工零件的数量及使用状况看，不锈钢餐具成型模具的加工属于单件生产。
从零件的工作状况、结构特征及材料分析看，毛坯宜采用锻件，所以零件的加工工艺可按以下路径进行：毛坯（锻件）——粗铣——粗车——调质——精铣——数控加工——修配——文字雕刻——淬火——修模——试模——入库1.2 零件的数控加工工艺方案的确定在数控加工阶段，由于零件的底座外形为规则的矩形，因此采用平口钳装夹即可，一般分两次进行数控加工，第一次粗加工，一般采用平面挖槽、曲面等高外形加工。
刀具尽可能采用大刀具，精加工采用放射状加工，刀具采用球形铣刀。
考虑到零件材质较硬。
刀具材料宜采用涂层硬质合金刀具。
不锈钢模具拉伸问题点解决策
不锈钢模具拉伸问题点解决策其一最主要的一点就是材料流动太快。
这里面有好几个问题1。
R角太大压不主料2。
加大方型转角凹模的R角直边减小在加压力3。
直边加加强劲4。
凸凹模的间隙不要太大5。
选用合适的拉伸油合适的拉伸速度首先先要保证材料的平整度和硬度达到要求，可以用整平机对材料进行整平，再找模具的原因，保证足够的压料力，模具要压死，出件工位要保证压料面积，应该差不多了。
本标准适用于弹簧用不锈钢丝。
YB(T) 11-831、分类，代号钢丝根据牌号和抗拉强度分为A组、B组、C组三种。
2、尺寸，外形，重量2.1 钢丝尺寸范围：A组：0.08～8.0mm；B组：0.08～12.0mm；C组：0.1～6.0mm。
2.2 尺寸允许偏差应符合GB342-82《冷拉圆钢丝尺寸，外形，重量及允许偏差》中11级的规定。
2.3 钢丝的椭圆度应不大于尺寸允许公差之半。
2.4 钢丝盘应规整，当打开钢丝盘时不得散乱，扭转或呈“∞”字形。
2.5 直径不大于4mm的钢丝，应进行平整度检验，钢丝端头翘起的最大值不得超过表1规定。
根据双方协议，钢丝平整度试验最大翘起值可小于表1规定。
表1 mm2.6 每盘钢丝应由一根钢丝组成，其重量应不小于表2规定。
表22.6.1 允许供应重量减到表2规定的50%的钢丝盘，但其数量不应超过全批重量的20%。
2.7 标记示例用0Cr17Ni8A1制造的直径为2.5mm，尺寸允许偏差为11级，C组钢丝，其标记为：弹簧用不锈钢丝(2.5-11-GB342-82)/(0Cr17Ni8Al-C-YB(T))3 技术要求3.1 牌号及化学成分牌号及化学成分应符合GB 4356-84《不锈钢盘条》标准中规定的1Cr18Ni9、0Cr19Ni10、0Cr17Ni12Mo2、0Cr17Ni8Al的要求。
经双方协议可采用其他牌号。
3.2 力学性能3.2.1 钢丝的抗拉强度应符合表3规定，表30Cr17Ni8Al经沉淀硬化热处理(470±10°C,1小明，空冷)后的抗拉强度增加值应不小于25kgf/mm2(245N/mm2).3.2.2 直径不大于4mm钢丝应进行扭转检验，其扭转断口与扭转状态应符合表4规定。
钢锭模铸
16 模铸钢锭钢的浇注，就是将在炼钢炉中或炉外精炼所得到的合格钢水，经过钢包（又称盛钢桶）及中间钢包等浇注设备，注入到一定形状和尺寸的钢锭模或结晶器中，使之凝固成钢锭或钢坯。
钢锭（坯）是炼钢生产的最终产品，其质量的好坏与冶炼和浇注有直接关系，是炼钢生产过程中质量控制的重要环节。
目前采用的浇注方法有钢锭模铸钢法（模铸法）和连续铸钢法（连铸法）两种，下面主要介绍传统的钢的浇注方法—模铸法。
16.1 模铸法及特点简介模铸法是将盛钢桶内的钢水注入到具有一定形状和尺寸的钢锭模中，冷凝变成固态钢锭的工艺过程。
模铸法可分为以下几种。
16.1.1 坑铸法和车铸法根据浇注系统的摆放位置不同，可将模铸法分为坑铸法和车铸法。
坑铸法是将钢锭模摆放在铸坑内的底板上进行浇注，浇注作业全在铸锭跨内进行。
此法生产效率低，劳动条件差，因此仅在一些中小型的炼钢车间采用。
车铸法是将钢锭模摆放在铸车的底板上进行浇注的，除在铸锭跨内进行浇注钢液外，其他作业如脱模、整模等均在另外的厂房内进行，从而克服了坑铸法的缺点。
但占地面积大，基建投资多，多在大型的炼钢车间采用。
16.1.2 上注法和下注法根据钢液由钢包注入钢锭模的方式不同，又将模铸法分为上注法和下注法两种。
(1) 上注法钢液由钢锭模上口直接注入模内的浇注方法，称为上注法。
见图16-1所示。
上注法每次只能铸一支（或2-4支）钢锭，必需的设备是钢包、钢锭模、保温帽、中注管和底板。
与下注法相比，上注法有如下一些优点和缺点：1)优点：铸锭准备工作简单，耐火材料消耗少，钢水收得率高，钢锭成本低；由于耐火材料侵蚀产生的夹杂物少；浇注速度比下注法快，注温可比下注法低；有利于减少翻皮、缩孔和疏松等钢锭缺陷，钢锭内部质量好。
2)缺点：一次只能浇注一支（或2～4支）钢锭；开浇时易引起飞溅，造成结疤、皮下气泡等缺陷；容易烧坏钢锭模和底板，钢锭模消耗较高。
只适宜大钢锭的浇注。
(2)下注法钢液经中注管、汤道从模底进入模内的浇注方法，称为下注法。
第8章锻模设计示范
• 由于终锻温度难以准确控制，不同锻件的 准确收缩率往往需要在长期实践中修正。 • 一般情况下，热锻件图形状与锻件图形状 完全相同。但在某些情况下，需将热锻件 图尺寸作适当的改变以适应锻造工艺过程 要求。 (1) 终锻模膛易磨损处，应在锻件负公差范 围内预留磨损量，以在保证锻件合格率的 情况下延长锻模寿命。
1. 终锻模膛设计
• 终锻模膛：用来完成锻件（带飞边）最终成形的终 锻工步所用模膛。 • 终锻模膛是各模膛中最主要的模膛。 模膛本体
终锻模膛
飞边槽 钳口
1）模膛本体设计
模膛本体：成形锻件形状、尺寸的模具型 腔。 模膛本体按照热锻件图加工制造和检验， 即模膛本体尺寸完全根据热锻件图设计。 模膛本体的设计可以说是热锻件图的设计。
模膛设计
制坯模膛
锤锻模 设计 结构设计
模膛布排 错移力的平衡与锁扣设计 加工精度与表面质量 锻模的紧固方式 模块尺寸及校核
8.1.1 模锻模膛设计
模锻模膛
终锻模膛 预锻模膛 拔长模膛 滚压模膛 弯曲模膛 切断模膛
模膛设计
制坯模膛
• 任何锻件的模锻工艺过程都必须有终锻，都 要用终锻模膛。 • 模锻件的几何形状和尺寸靠终锻模膛保证， 预锻模膛要根据具体情况决定否采用。
(4) 锻件某些部位在切 边或冲孔时易产生 变形而影响加工余 量，应在热锻件图 的相应部位增加一 定的弥补量，提高 锻件合格率，如图 8.3 所示。
(5) 形状特别的锻件， 不能保证坯料在下 模膛内准确定位。 在锤击过程中，可 能因转动而导致锻 件报废。热锻件图 上需增加定位余块， 保证多次锻击过程 中的定位以及切飞 边时的定位。
设计锤上飞边槽尺寸两种方法
① 吨位法:按设备吨位来选定飞边槽尺寸。
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8吋不锈钢锭自脱模锭模的设计摘要：新设计的8吋钢锭模，具有自脱模特性，解决了传统钢锭模生产不锈钢锭的脱模难、精整难、成坯率低的问题，生产验证效果良好。
关键词：8吋不锈钢锭自脱模锭模提高成坯率
模铸不锈钢锭，作为连铸的补充，8～12吋钢锭为主流，被中小型不锈钢冶炼厂广泛采用。
受设备价格、公司能力、市场需求等诸多因素制约，短期内连铸不可能完全取代模铸。
在“二铸”共存时期，开发一种成坯率高、易于脱模、易于精整的钢锭模，具有广阔的市场前景。
为此，苏钢集团昌益公司在传统钢锭模基础上，开发了8吋自断充钢口、自脱模式钢锭模，经多家不锈钢冶炼厂使用，得到广泛的认可。
1 传统钢锭模存在的不足
传统钢锭模结构如图1所示；铸出的不锈钢锭见图2。
■
图1 传统钢锭模结构示意图
■
图2 传统钢锭模生产的不锈钢锭
这种钢锭模结构在生产过程出现如下问题：
1.1 由于采用底方形和小的底角和模角，开坯时要采用小的绝对压下量、增加过辊次数降低卷头和防止夹皮、扭坯，底方形也增大开坯过程中的头凹趋势，易产生切头；增大生产消耗、降低设备
生产效率。
1.2 坯口倒角造成飞边大，既降低了成坯率，又增大钢坯精整成本。
1.3 较小的模角和底角，造成钢坯脱模困难，经常需要采用压力机顶出或锤击的方式脱模，也极易造成钢锭模纵向开裂而增大模耗。
1.4 模底热容小，流口无法在注钢完成后钢液凝固后期拉断，冷却收缩致使钢锭与钢锭模进一步夹紧，增大脱模难度；流口被迫采用砂轮切割去除，由于不锈钢“黏”的特性，切割时费时、费力、耗成本。
针对上述问题，受客户委托重新设计、共同试制新的钢锭模结构。
2 改型设计的钢锭模结构
根据不锈钢的凝固特性和液、固相收缩特点，结合生产实践，新开发的钢锭模结构如图3所示，浇注的不锈钢坯精整前的形态见图4，订制保温帽3d图纸如图5。
■
图3 8吋不锈钢锭自脱模锭模结构图
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图4 新锭模生产的不锈钢锭图5 保温帽3d图
设计特点：
2.1 模底采用近似“天圆地方”的伪球台结构，减少钢锭下部
散热面积，利于流口在刚也充满后及时沿根部拉断；同时加厚钢锭模模底裙边厚度，增大热容量降低不锈钢锭在热脆区的冷却速度，防止钢锭头部出现微裂纹。
2.2 继续采用加大模角的等模角结构，模壁大面采用弧面加厚，建立横截面等温冷却场，使钢锭在凝固收缩时自建立脱模间隙，既利于脱模，又可降低产生纵裂的几率。
2.3 取消钢锭模繁冗的1：20的锥口，通体采用1：25斜度锥面，防止出现钢锭凝固收缩产生“自夹紧”，利于脱模，也利于开坯操作。
2.4 在保温帽开槽产生脱模杠肩，取消倒角杠肩，降低了钢锭精整工作量，提高成锭率。
2.5 仿天圆地方球台模底、大的模角、统一的脱模斜度，符合现代圆棒材高速开坯工艺，有效降低扭坯、菱坯、夹皮的产生，基本消除坯头凹口产生。
2.6 材质选择。
钢锭模在反复强热冲击下，内壁剥离、金属液冲刷蚀坑、纵裂纹是钢锭模退役报废的主要原因，兼顾我们公司短流程熔炼工序的特点，适当添加al或cr，常温测试强度不低于
ht200。
3 结论
改进后的钢锭模，成坯率提高0.3%以上，精整工时降低30%左右；脱模性能良好，“翻模即脱”的几率近100%；具有良好的经济价值与使用价值。
参考文献：
[1]周玉其.钢锭模的结构设计.《湖南冶金》，1992年3月.第2期.
[2]耿健等.钢锭模结构及浇注工艺对钢锭内部缩松的影响.《大型铸锻件》，1997年第3期（总第77期）.
[3]王树达等.模厚比k值对钢锭模热应力分布的影响.《特殊钢》，第17卷第4期.
[4]郭山等.钢锭形状与轧制成材率.《黑龙江冶金》，1996年第1期.。