小型卧式模锻机
《500吨卧式冷锻压力机的设计与仿真》
《500吨卧式冷锻压力机的设计与仿真》篇一一、引言随着制造业的不断发展，冷锻技术作为提高材料利用效率和提升零件精度的工艺手段，正被广泛运用于各类机械设备中。
其中，500吨卧式冷锻压力机作为冷锻工艺的核心设备，其设计及仿真工作尤为重要。
本文旨在探讨500吨卧式冷锻压力机的设计思路、关键技术及仿真分析，以期为相关设计与制造提供参考。
二、设计思路1. 总体设计500吨卧式冷锻压力机主要包含机架、驱动系统、液压系统、控制系统等部分。
设计时需综合考虑设备的稳定性、精度、效率及操作便捷性。
其中，机架是整个设备的主体框架，需要具有足够的刚性和强度以承受工作时的巨大压力。
2. 关键部件设计（1）驱动系统：采用液压驱动方式，具有动力大、调节方便、操作简单等优点。
设计时需根据实际工作需求选择合适的液压泵和电机，以保证设备的动力性能。
（2）液压系统：包括油泵、油缸、油路等部分。
设计时需确保各部分之间的配合精度，以保证液压系统的稳定性和可靠性。
（3）控制系统：采用先进的PLC控制系统，实现设备的自动化、智能化操作。
同时，需设置相应的安全保护装置，以确保设备运行的安全性。
三、关键技术1. 材料选择：选用高强度、高韧性的合金钢作为主要材料，以提高设备的刚性和强度。
2. 结构设计：采用先进的CAD/CAE技术进行结构设计，通过有限元分析等方法对设备进行优化设计，以提高设备的稳定性和精度。
3. 热处理工艺：对关键部件进行热处理，以提高其耐磨性和抗疲劳性能。
四、仿真分析1. 动力学仿真：通过动力学仿真软件对设备进行运动学和动力学分析，验证设备的运动轨迹、速度、加速度等参数是否符合设计要求。
2. 有限元分析：利用有限元分析软件对设备进行应力、应变等分析，以评估设备的刚性和强度是否满足实际工作需求。
3. 优化设计：根据仿真分析结果，对设备进行优化设计，以提高设备的性能和可靠性。
五、结论通过对500吨卧式冷锻压力机的设计与仿真分析，我们可以得出以下结论：1. 设计时需综合考虑设备的稳定性、精度、效率及操作便捷性等因素，以实现设备的最佳性能。
锻造锻件的平锻机设备有什么特点呢？
锻造锻件的平锻机设备有什么特点呢？平锻机是一种卧式的曲柄压力机，它具有热模锻压力机的模锻特点。
平锻机和其他热模锻压力机的主要区别是平锻机有两个互相垂直的分模面，主分模面在凸模和凹模之间，另一个分模面在可分的两半凹模之间，凹模的分模形式有垂直分模和水平分模两类，平锻机工作时有两个运动方向垂直的滑块，由于主滑块沿水平方向运动，称之为平锻机。
平锻机的工作过程为：平锻机启动前，棒料放在固定凹模的型槽中，由防挡板定位确定棒料的变形部分长度。
然后踏下脚踏板，在主滑块前进过程中，活动凹模迅速进入夹紧状态，将棒料夹紧，前挡板退去，凸模与热毛坯接触，并使其产生塑性变形直至充满型槽为止。
当机器回程时，凸模从凹模中退出，活动凹模恢复原位，从凹模中取出锻件。
平锻机模锻工艺有如下特点。
1.锻造时毛坯水平放置，其长度不受设备工作空间的限制，可锻出立式锻造设备难以锻造的长杆类锻件，也可以使用长棒料连续模锻。
2.有两个互相垂直的分模面，可以锻出一般锻造设备难以成形的、在两个方向具有凹挡、凹孔的锻件。
锻件质量好，加工余量小，表面光洁，没有或很少有飞边。
3.能实现聚集、冲孔、穿孔、翻边、切边、弯曲、压扁、切断、预锻、终锻等各种工步，能够进行开式模锻和闭式模锻。
特别适用于锻造局部镦粗的顶镦类锻件。
4.生产率高，一般不需要配备切边、校正、精整等辅助设备。
采用水平分模的平锻机时，操作方便，容易实现机械化和自动化。
5.对原毛坯尺寸要求较高，一般采用高精度热轧钢材或冷拔整径的钢材，否则凹模会夹不紧棒料或在凹模间产生大的纵向毛刺；模膛中的氧化皮不易清除，最好采用少氧化或无氧化加热。
平锻机上模锻设备也有如下缺点。
1.平锻机是模锻设备结构中最复杂的一种锻造设备，价格贵，投资大。
2.靠凹模夹紧棒料进行锻造成形，一般要用高精度热轧钢材或经过冷拔整径的钢材，否则会夹不紧或在凹模间产生较大的纵向毛刺。
3.锻前需用特殊装置清除坯料上的氧化皮，否则锻件粗糙度比锤上锻件高。
四种模锻设备的比较
电液模锻锤、摩擦螺旋压力机、高能螺旋压力机、热模锻压力机、数控全液压模锻锤的比较一、电液模锻锤：优点：1、 结构简单，维护费用低；2、 操作方便，灵活性强；3、 可进行多模膛锻造，无需配备预锻设备；4、 打击速度高，金属变形力小，金属表面质量高；5、 设备通用性好，小锤可以干大活；6、 设备投资少(为热模锻压力机投资的3141～)。
缺点：1、 打击能量不能精确控制；2、 终锻时易发生冷击现象，模具寿命低；3、 噪音大，地面振动大；4、 不能实现自动化生产。
二、螺旋压力机优点：1、 结构简单；2、 运动速度低，操作方便；3、 成形工艺范围广，可用于模锻、切边、弯曲等工序。
缺点：1、由于有螺杆的存在，承受偏心载荷能力差，一般只能用于单模膛锻造；不适合一次加热，完成几道工序(如去除氧化皮，预锻和切边)；2、当采用螺旋压力机终锻时，就需要用另外的设备完成辅助工序，生产线上设备配置多，整条线投资大。
3、打击次数低，一般为10～15次/分，生产效率极低；4、普通螺旋压力机(摩擦螺旋压力机)能源利用率低，仅为10%左右，而高能螺旋压力机价格极高。
5、打击时，机身受封闭力，一旦出现超负荷极易损坏机器大的零部件(如机身、螺杆等)。
三、高能螺旋压力机优点：1、飞轮与螺杆脱离，飞轮连续旋转，能量利用率较高；2、滑块导向好，抗偏载能力强，可实现多模膛锻造；缺点：1、打击次数偏低，一般为20次/分；2、价格昂贵。
四、热模锻压力机优点：1、导向精度好，机身刚度大，锻件质量高；2、工作频次高；3、有顶击装置；4、易于实现自动化生产。
缺点：1、体积庞大，设备投资极大；2、由于滑块行程固定，模具调整不方便，因此仅运用于大批量生产的锻件；3、坯料上下两端面的氧化皮易压入锻件表层。
五、数控全液压模锻锤优点：1、打击能量和打击工序实现了数控化，打击能量可精确控制；2、打击频次高；3、可多模腔锻造；4、锻造精度高；5、模具寿命高；6、有顶击装置；7、机身下部设置有德国技术的减震器，打击时，地面无振动；8、易于实现自动化生产；9、设备投资适中。
第9章 平锻机上模锻课件
9.2 平锻机上模锻工步与锻件分类
9.2.1 平锻机上模锻工步
9.2.2 锻件分类
9.2.1
平锻机上模锻工步
圆锥形，为后续成形提供中间坯料。 它是平锻机上最基本的制坯工步
1.聚集(局部镦粗)工步 目的是加粗坯料的头部或中部，获得圆柱形或
2.冲孔工步 3.成形工步
目的是使坯料获得不穿透的孔腔 目的是使锻件本体预锻成型或终端成 型，一般用主滑块。 目的是切除锻件飞边。 目的是冲透内孔，并使锻件与棒料分 离，从而获得通孔类锻件。 目的是切除穿孔后棒料上遗留的芯料 ，为下一锻件锻造做准备。
1.终锻成形型槽设计
图9-16 终锻成形型槽
51
2.聚集型槽设计
为避免聚集时脱落的氧化皮压入锻件形成凹
坑，要在聚集型槽与凹模型槽间隙处开设沟
槽(图9-17中A—A剖视)，以储存氧化皮。
图9-17 聚集型槽
52
表9-14 切边型槽的设计
53
表9-15 穿孔型槽的设计
54
55
56
9.8.4 平锻模的使用
9.7.3 查表法
9.7 平锻机吨位的确定
43
9.7.3 查表法
除此之外，按照锻件的最大成形面直径或棒料直径， 还可以采用查表法。
表9-12 可锻棒料直径与平锻机规格表示法关系
最终确定所选的平锻机吨位时，还应综合考虑锻 件的形状、精度要求和坯料成形时的锻造温度。
9.8 平锻机上锻模结构特点与模具使用
9.8.1 平锻模的安装
9.8.2 平锻模结构设计特点 9.8.3 型槽设计 9.8.4 平锻模的使用
9.8.1 平锻模的安装
图9-12 垂直分模平锻机的模具结构及固定方式简图 1—调节斜楔 2、5—压板 3—夹持器 4—凹 模 6—键 7、8、9、10、11、12—螺钉
模锻
模锻锤吨位可用公式：G=（3.5-6.3）KA 式中G-模锻锤吨位（kg）； A-锻件总变形面积，包括锻件投影面积、 冲孔连皮面积及飞边面积（cm2）； K-钢种因数，可查阅相关资料。 30
• 模具在高温下具有足够的强度、韧性、硬度
和耐磨性，良好的导热性、抗热疲劳性、回 火稳定性和抗氧化性。尺寸较大的模具还应 具有高的淬透性和较小的变形。常用5CrNiMo、 5CrMnMo钢等热锻模具材料制作锻模。 模具工况、失效方式、要求、生产制造
13
弯曲连杆锻造过程
14
实际锻造时应根据锻件的复杂程度相应选用 单模膛锻模或多模膛锻模。 一般形状简单的锻件采用仅有终锻模膛的单 模膛锻模，而形状复杂的锻件（如截面不均匀、 轴线弯曲、不对称等）则需采用具有制坯、预锻 、终锻等多个模膛的锻模逐步成形。
15
3.模锻工艺设计
主要内容：6项 绘制模锻件图； 计算坯料的重量和尺寸； 确定模锻工步； 选择锻压设备； 设计锻模模膛； 确定锻造温度范围、加热和冷却规范。
41
42
43
二、胎模锻
在自由锻设备上使用可移动模具生产模锻件的一种 锻造方法，称为胎模锻。
1.胎模锻的特点和应用 与自由锻相比的优点： 1）成形质量高。 2）生产效率高。 3）能比较复杂的锻件。 4）省时，省材。 适用于中、小批量的锻件生产。
44
2、胎模类型 常用的胎模有扣模、垫模、套模、合模、弯曲模、跳模、摔模等。常用三类:
6
2、模锻模膛分类
模膛根据其功用不同分为模锻 模膛和制坯模膛两大类。 • 制坯模膛：用以初步改变毛坯 形状、合理分配金属，以适应锻 件横截面积和形状的要求，使金 属能更好地充满模锻模膛的工序 称为制坯工序。 对于形状复杂的锻件，先将 原始坯料在制坯模膛内初步锻近 似于锻件的形状，然后再放到模 锻模膛内锻造。制坯模膛的种类、 特点及应用见表2.11。 根据制坯工步不同,制坯模膛分 为拔长、滚挤、弯曲、镦粗、压 扁等模膛。
卧式加工中心
卧式加工中心
卧式加工中心是成海机床在充分发挥自我优势的基础上、通过引进中国台湾的设计制造技术、研发与组力团队，秉承“精益生产、专业专注、诚信至上”理念。
致力于研发生产高刚性、高精度、高牢靠性的卧式加工中心机。
该机型产品是我公司自主研发的立柱移动式卧式加工中心机产品。
该系列新品在继承原有产品的框架刚性强、结构对称、稳定性强等优点的基础上，引进第一的动态刚性设计理念，全部采纳solidworks三维设计，铸件经过有限元素分析法电脑计算分析，合理的结构强度及加强筋的搭配，使机床具有高刚性、高强度和好的几何形位精度，并能保证机床长期的稳定性和高精度。
HMC—80卧式加工中心，具备铣削、镗削、钻削（钻、扩、铰）、攻螺纹、锪削等多种加工功能。
该产品技术指标和配置第一，产品结构和工艺成熟，产品品质稳定，机床扭矩大，快速回应特性佳，适用于汽车、模具、航空航天、包装、五金等各种机械加工领域的需求。
重要结构：
该机床为立柱移动结构，重要由回转工作台、床身、立柱、液压系统、润滑系统、冷却过滤系统、排屑装置、旋转式操作面板以及电控系统等部件构成。
床身
（X轴）：
选用高强度优质铸铁，树脂砂造型。
床身内部布置加强筋，使床身结构厚重。
导轨采纳#55重载滚柱导轨支撑结构，各滚柱直线导轨上密布高承重滑块，从而使机床得到高刚性和长期稳定的精度。
（Y轴）：
采纳高强度优质铸铁，树脂砂造型。
Y轴导轨采纳#55进口滚柱导轨支撑，此结构抗震性能好，刚性强，稳定性佳。
立柱（Z轴）：。
模锻
模型锻造3.3.2 模型锻造模型锻造包括模锻和镦锻，它是将加热或不加热的坯料置于锻模模膛内，然后施加冲击力或压力使坯料发生塑性变形而获得锻件的锻造成形过程。
一、模型锻造成形过程特征模型锻造时坯料是整体塑性成形，坯料三向受压。
坯料放于固定锻模模膛中，当动模作合模运动时（一次或多次），坯料发生塑性变形并充满模膛，随后，模锻件由顶出机构顶出模膛。
热成形要求被成形材料在高温下具有较好的塑性，而冷成形则要求材料具有足够的室温塑性。
热成形过程主要是模锻，可生产各种形状的锻件，锻件形状仅受成形过程、模具条件和锻造力的限制。
热成形模锻件的精度和表面品质除锻模的精度和表面品质外，还取决于氧化皮的厚度和润滑剂等，一般都符合要求，但要得到零件配合面最终精度和表面品质还须再进行精加工（如车削、铣削、刨削等）；冷成形件则可获得较好的精度（0.2mm）与表面品质，几乎可以不再进行或少进行机械加工。
模锻可使用多种锻压设备（蒸汽锤、机械压力机、液压机、卧式机械镦锻机等），所需设备要根据生产量和实际采用的成形过程来选择。
模锻广泛用于飞机、机车、汽车、拖拉机、军工、轴承等制造业中，最常见的零件是齿轮、轴、连杆、杠杆、手柄等。
但模锻常限于150kg以下的零件。
由于锻模造价高，制造周期长，故模型锻造仅适宜于大批量生产。
二、模锻过程模锻生产过程的流程如下：1、绘制模锻件图模锻件图（又叫模锻过程图）是生产过程中各个环节的指导性技术文件。
在制订模锻件图时应考虑的因素有：（1）分模面分模面指上、下锻模在锻件上的分界面。
锻件分模面选择的好坏直接影响到锻件的成形、锻件出模、锻模结构及制造费用、材料利用率、切边等一系列问题。
在制订模锻件图时，须遵照下列原则确定分模面位置。
①要保证模锻件易于从模膛中取出。
故通常分模面选在模锻件最大截面上。
②所选定的分模面应能使模膛的深度最浅。
这样有利于金属充满模膛，便于锻件的取出和锻模的制造。
③选定的分模面应能使上下两模沿分模面的模膛轮廓一致，这样在安装锻模和生产中发现错模现象时，便于及时调整锻模位置。
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
热模锻压力机参数、价格、使用费率
60
有限公司
280
1050×
875
1400
90 4950 3620 6580 196
256
300
800
1200× 1080×
1200
1040
90 4950 3620 6580 196
256
300
915
1200× 1100×
1200
950
110 4469 5130 7326 240
300
320
10000
1150× 1250
1000× 1100
132 4500 5250 7850
290
350
320
10000
1150× 1250
1000× 1100
132 4500 5250 7850
290
350
370
1200
1600× 1500×
1500
1500
185 4100 5307 8415
361
421
6/7
青岛益友
370
780×850
600× 600
30
3250 2135 4705
68
128
广东锻压
HFP400 4000 437516 机床厂有
100
限公司
175
500
780×840
595× 555
30
3250 2135 4705
68
128
扬州锻压
MP630 6300 1256661 机床集团
110
有限公司
220
MP4000 40000 13258916 锻压机械
55
有限公司
青岛益友
T68型卧式镗床设计
T68型卧式镗床设计一、设计概述T68型卧式镗床是我公司针对市场需求，结合先进技术设计的一款高精度、高效率的镗孔加工设备。
该设备适用于机械制造、模具制造、汽车零部件等领域，具有结构合理、性能稳定、操作简便等特点。
二、主要技术参数1. 工作台尺寸：2000mm×1000mm2. 镗孔直径范围：80400mm3. 镗孔深度：600mm4. 主轴转速：302000r/min5. 进给速度：101000mm/min6. X轴行程：1000mm7. Y轴行程：600mm8. Z轴行程：600mm9. 电机功率：7.5kW三、结构特点2. 高精度主轴系统：主轴采用精密滚动轴承，搭配高精度斜齿轮传动，使主轴运转更加平稳，降低加工误差。
3. 便捷的操作系统：采用电子手轮和触摸屏控制，实现机床的快速定位和精确调整，操作简便，易于上手。
4. 强大的冷却系统：配备大流量冷却液循环系统，有效降低加工过程中的切削温度，提高刀具寿命和加工质量。
5. 安全防护装置：设置紧急停止按钮、防护罩等安全防护装置，确保操作人员的安全。
四、应用领域1. 机械制造：加工各种轴类、套类、齿轮类等零件的镗孔、扩孔、铰孔等工序。
2. 模具制造：加工模具型腔、型芯等复杂零件。
3. 汽车零部件：加工发动机缸体、缸盖、曲轴等关键零部件。
4. 船舶、航空、兵器等行业的重要零部件加工。
五、技术创新与优势1. 智能化编程系统：T68型卧式镗床采用先进的智能化编程系统，支持多种编程语言，可实现复杂零件的自动化加工，大大提高生产效率。
3. 节能环保：设备采用节能电机和优化设计的冷却系统，降低能耗，减少环境污染。
六、操作与维护1. 操作培训：为确保操作人员能够熟练掌握T68型卧式镗床的操作技巧，我们提供全面的技术培训和操作指导，帮助操作者迅速上手。
2. 日常维护：定期对机床进行清洁、润滑和检查，确保设备始终处于最佳工作状态。
我们提供详细的维护手册，指导用户进行日常维护。
模锻设备的选型与比较
模锻设备的选型与比较模锻设备是一种常用的制造工具，它可以快速、高效地将金属材料加工成所需形状和大小的零件。
在各个领域的生产过程中，模锻设备被广泛应用，如汽车制造、工程机械、航空航天等。
选择合适的模锻设备是确保生产效率和工件质量的重要步骤。
模锻设备的分类根据不同的加工材料和工艺，模锻设备可以分为多种类型。
最常用的是压力式和冲击式两种。
压力式模锻设备压力式模锻设备是利用压力让金属材料变形，达到所需形状的制造方法。
它通常由模具、加热炉、锤头、液压系统等组成。
压力式模锻设备加工过程中需要耗费大量的电能，但是加工质量更高、更加均匀，适用于大批量生产。
冲击式模锻设备冲击式模锻设备是利用冲击力，让金属材料快速变形的制造方法。
冲击式模锻设备加工过程中需要动力源，如蒸汽动力和液压动力，还需要较好的冲击性能，杨氏模数小。
冲击式模锻设备适用于对产品的硬度、区域性能及纤维组织变化等要求更高的场合。
模锻设备的选型在模锻设备的选型中，需要综合考虑诸多因素，如生产规模、零件形状、加工精度、原料成本等。
下面列出几个常用的选型指标。
额定冲击动能铆件一般先采用超大于零值初始预应力充分卡固,当冲击由零开始下落时,连接处首先发生塑性,这时铆接面间已经存在一定的压力.接下来铆头与铆件,铆件与衬底再逐次接触,而形成一系列的冲击波,经过磨擦和冷变形使铆杆抵抗力逐次增大.当冲击波传遍全部铆件后,铆钉逐渐变形,最终遭到剪切断裂. 冲击式模锻设备需要的动能更大，选购时需要更注重额定冲击动能。
最大锤头冲击能量锤头是模锻设备的主要部分，选购模锻设备时需要更关注最大锤头冲击能量，以确保能够顺利地完成想要加工的工件。
最大锤头下落高度锤头的下落高度越大，能够加工的工件厚度也就越大。
因此在选购模锻设备时，需要更加关注最大锤头下落高度，以确保设备能够满足工件厚度的需求。
模锻设备的比较模锻设备不仅有不同种类，各种型号之间也有差异。
下面列出两种模锻设备的比较。
压力式模锻设备与冲击式模锻设备的比较压力式模锻设备冲击式模锻设备优点 1. 生产效率高 2. 适用于对产品硬度和纤维组织变化要求高的场合2. 加工质量好3. 适用于小批量生产3. 可批量生产缺点 1. 耗电量大 1. 初始投资大2. 设备维护成本高 2. 加工质量不如压力式模锻设备3. 开机准备时间长不同压力式模锻设备的比较热锻压力机液压式锤击模锻机优点 1. 初期投资成本低 1. 冲击能量大2. 加工精度高 2. 操作灵活多样3. 加工互换性好 3. 主机平稳运行缺点 1. 生产效率低 1. 制造成本高2. 加工成本高 2. 加工效率低3. 加工时造成反弹现象 3. 机械维护成本高在选购模锻设备时，需要综合考虑生产规模、工件形状、加工精度等多个因素，以确定设备的选型。
第三节 模锻
2、锻模结构：锻模一般由上模和下模两部分组成，上下 模合拢形成模膛。
锤头
楔铁 上模
模膛
分模面
毛边槽
下模
模垫
砧座
锻模结构
3、锻模模膛： 锻模模膛按其功用不同分为制坯模膛和模锻模膛； 制坯模膛又分为拔长模膛、滚压模膛、弯曲模膛和 切断模膛等；模锻模膛又分为预锻模膛和终锻模膛。 模锻模膛分类：
终锻模膛 模锻模膛 锤上模锻 制坯模膛
2 、与分模面垂直的非加工表面应设计有结构斜度；当然，成形 工艺上，在加工表面应有模锻斜度并有加工余量。（与铸件比） 。 3、 锻件形状应力求简单对称，各截面差不可太大，尤其应避免 薄片、高肋、高台等结构。
避免截面差过大、过薄、高筋、高台结构： 如(a)图，凸缘高而薄，中间又深凹，从锻模制造、锻造生 产到取出锻件都很困难，锻模寿命也短；通常，最小截面/ 最大截面﹤0.5，不宜用模锻制造。 如(b)图，又扁又薄，薄的部分金属易冷却，不易充满。
齿轮坯模锻件图
2、计算毛坯质量和尺寸 1）质量： G坯=G锻+G飞+G氧+G连皮 G飞=G锻×（15～25）% G氧=（G锻+G飞）×（3～4）% 2）尺寸： （1）盘类件： 镦粗为主， 1.25＜H坯/D坯＜2.5 （2）长轴类：以拔长为主， L坯=（1.05～1.30）V坯/F坯 =（1.34～1.66）V坯/D2坯
5 锻模设计 ：模块尺寸、燕尾、起重孔等 6 切边、冲孔模具设计 7 确定加热、冷却和热处理规范
加热：火焰加热、电加热；加热速度依坯料尺寸、成分、组织 、性能等制定。 冷却：依具体坯料情况确定。 热处理：改善组织、性能、消除内应力，退火、正火、调质、 高温回火等。
8 确定校正、清理
校正变形：终锻模膛、校正模 清理：去毛刺、氧化皮 、切边、冲孔。 精压：压力机上，平面精压、体积精压、提高精度 精度可达：±0.1～0.25mm 粗糙度：Ra=1.6～0.8μm
350MN多向复合挤压模锻设备立柱出砂孔焊接工艺研究与应用
W焊接与切割elding &Cutting1 序言太原重型机械集团有限公司为国内某大型企业生产的350M N多向复合挤压液压模锻设备，打破了以往压机设备单向挤压的传统理念。
该设备集立式压机、卧式压机于一体，梁亦柱、柱亦梁，从而形成双向同时复合挤压效果，主要生产结构复杂的高端锻件（95%用于海洋装备阀体），可实现一次成形，提高了挤压机的工作效率和锻件出品率。
该产品的主要部件：立柱、上下横梁，每件净重均超过400t，单件钢液重达800~935t，尤其是关键部件立柱（见图1），轮廓尺寸为11 500mm×7480mm×4347mm，设计铸件毛重600多t，总钢液量需935t。
据有关资料介绍，这种500t级的超大型结构铸件在国内乃至国外都未生产制造过，目前为亚洲最大的铸钢件。
图1 立柱部件2 问题的提出为满足立柱部件铸造技术要求，需在图样设计中留有多个工艺出砂孔，出砂孔为ϕ800mm、厚度240~320mm。
经过有限元计算，其中8个出砂孔（见图2）为挤压机工作受力部位，为保证铸件使用寿命、质量，需对出砂孔进行焊接封堵。
图2 立柱出砂孔需补焊位置注：A、B、D、E、G为出砂孔。
立柱使用G20M n5铸钢，其化学成分、力学性能分别见表1、表2，部件执行DIN EN 10293标准。
依据国际焊接学会推荐碳当量计算公式，得出G20Mn5铸钢的碳当量为0.4%~0.5%，表明材料的焊接性较差，焊接接头淬硬倾向较大[1，2]，冷裂纹敏感性较高，焊接过程中需要采用必要的预热和后热处理，同时还应严采用较小的热输入进行焊接。
350MN多向复合挤压模锻设备立柱出砂孔焊接工艺研究与应用樊志勤，陈清阳太原重型机械集团有限公司 山西太原 030024摘要：简要叙述了目前国内最大铸钢件，复合挤压模锻设备立柱出砂孔（G20Mn5铸钢）的焊接方案，焊接过程应用堵块封堵法、材料低匹配、堆焊过渡层等多种工艺方法手段，以确保产品的质量。
锻造设备介绍
锻造设备介绍1. 锻造定义锻造是一种通过施加高温和高压来改变金属材料形状和性能的过程。
在锻造过程中，金属材料经过加热、变形和冷却等阶段，使其结构更加紧密、强度更高。
2. 锻造设备分类锻造设备可以根据其工作原理和用途分为多种类型。
其中，常见的锻造设备包括模锻设备、自由锻设备、机械压力机、水压机、高能束流设备等。
（1）模锻设备：模锻设备是一种将加热后的金属坯料放入模具中，通过施加压力或冲击力使其变形并填满模具形状的设备。
根据所需产品的不同，模锻设备可分为锤上模锻、压力机上模锻等。
（2）自由锻设备：自由锻设备是一种通过在空气中自由锻打金属坯料来制造所需形状和尺寸的设备。
自由锻设备可分为空气锤、液压机等。
（3）机械压力机：机械压力机是一种通过凸轮、连杆等机构将压力作用于金属坯料上的设备。
机械压力机可分为冲压机、压铸机等。
（4）水压机：水压机是一种通过水介质传递压力，使水与金属坯料接触并使其变形的设备。
水压机可分为水锤和水压冲床等。
（5）高能束流设备：高能束流设备是一种利用高能量密度束流（如激光束、电子束等）对金属坯料进行加热和变形的设备。
高能束流设备可分为激光成形设备和电子束成形设备等。
3. 锻造设备工作原理锻造设备的工作原理主要是通过将金属坯料加热到一定温度后，施加足够的压力或冲击力使其发生变形，并保持一定时间，使其内部晶粒结构重新排列，提高材料的强度和硬度。
4. 锻造设备应用行业锻造设备广泛应用于汽车、船舶、航空航天、能源、模具制造等领域。
例如，汽车制造中的发动机、变速器、底盘等零部件的制造都离不开锻造设备；船舶制造中的舵、螺旋桨、船体外壳等也需要用锻造设备制造；航空航天领域中，机身零部件、航空发动机等关键部件也需要锻造设备来完成制造。
5. 锻造设备常见问题及解决方法在锻造过程中，由于各种因素的影响，锻造设备可能会出现一些问题。
常见的问题包括设备故障、产品质量问题等。
针对这些问题，解决方法如下：（1）设备故障：定期对锻造设备进行检查和维护，确保设备正常运转。
锻压机械类、列、组划分表
锻压机械类别、列、组划分表
锻压机械是用于金属材料加工的一类机械设备，其中锻造设备、模锻设备和特种锻造设备是其主要分类。
锻造设备：包括自由锻造设备，如蒸汽锤、空气锤和液压机等。
这些设备通常用于金属材料的自由锻造，可对金属坯料进行冲击或打击，以使其变形并形成所需的形状和尺寸。
模锻设备：包括锤上模锻设备和压机上模锻设备。
锤上模锻设备利用模锻锤进行加工，使金属材料在模具中变形；压机上模锻设备则利用压机进行加工，通过模具和坯料的相互作用，使金属材料变形并形成所需形状。
特种锻造设备：包括高速锤和挤压机等。
高速锤利用高速冲击力将金属材料变形；挤压机则利用高压将金属材料挤压成形。
这些设备通常用于加工特殊形状或高性能的金属部件。
需要注意的是，以上表格仅列举了一些常见的锻压机械类型，实际应用中可能还有其他类型的设备。
同时，针对不同工艺需求和使用场景，不同类型设备之间的组合和配置也可能会有所不同。
牧野机床（中国）有限公司 卧式加工中心J3
牧野机床（中国）有限公司卧式加工中心J3
佚名
【期刊名称】《汽车制造业》
【年(卷),期】2007()F12
【摘要】牧野开发小型卧式加工中心J3的宗旨是“高速加工、占地面积小、高精度、加工范围广、可适应多种生产形态及价格合理，这样的设备可作为生产线的主力核心”。
J3的生产效率与原有的设备相比要高出10％～20％，占地面积缩减40％，同时保持了牧野独有的高精度水平。
【总页数】1页(P86-86)
【正文语种】中文
【中图分类】TG659;TG502.31
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HMC系列卧式加工中心
HMC系列卧式加工中心
无
【期刊名称】《现代制造》
【年(卷),期】2014(000)031
【摘要】以六希格玛的“顾客之声”为设计理念，Fives Giddings ＆ Lewis生产的HMC系列满足当今的金属切削要求。
机床的铸铁结构刚性强，速度快，宽大的机床规格适用大型和重型工件加工。
Fives卧式加工中心的模块化设计可适应各种工件尺寸，材质以及操作要求。
机床可选择的内容：线性轴的行程、数控系统、刀具库、附件头、冷却系统及7种任选主轴箱。
【总页数】1页(P17-17)
【作者】无
【作者单位】不详
【正文语种】中文
【中图分类】TG659
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模锻件的结构工艺性
模锻件结构工艺性模锻关键靠锻模模膛使坯料成形, 锻件形状比较复杂。
但为降低制模成本和简化模锻工艺, 设计模锻零件时, 应依据模锻特点和工艺要求, 使零件结构符合下列标准, 方便于模锻生产和降低成本。
(1)模锻零件必需含有一个合理分模面, 以确保模锻件易于从锻模中取出, 又利于金属充填、降低余块和敷料, 锻模轻易制造。
(2)与分模面垂直非加工面应设计出模锻斜度, 以利于从模膛中取出锻件。
非加工面交接处应采取圆角过渡, 以利于金属在模膛中流动充填和预防产生应力集中。
(3)应避免筋设置过密或高宽比过大, 以利于金属充填模膛。
(4)为了减小变形抗力, 使金属轻易充满模膛和降低工序, 零件外形努力争取简单、平直和对称, 尽可能避免零件截面间差异过大, 腹板过薄(如图5—50所表示), 或含有薄壁、高筋、凸起等结构。
图5—50a所表示零件最小截面与最大截面之比如小于O.5就不宜采取模锻方法制造。
另外, 该零件凸缘薄而高, 中间凹下很深也难于用模锻方法锻制。
图5—5 0b所表示零件扁而薄, 模锻时薄部分金属轻易冷却, 不易充满模膛。
(5)在零件结构许可条件下, 设计时应尽可能避免深孔或多孔结构, 以利于制模和降低余块, 如图5—51所表示四个Φ20mm孔就不能锻出, 只能用机械加工成形。
(6)形状复杂件宜采取锻—焊、锻—螺纹连接等组合结构, 以简化模具和降低余块, 简化模锻工艺, 如图5—52所表示。
(7)因为模锻件尺寸精度高和表面粗糙度值低, 所以零件上只有与其她机件配合表面才需进行机械加工, 其她表面均应设计为非加工表面。
压力机上模锻进行模锻生产压力机有热模锻压力机、螺旋压力机和平锻机等。
(1) 热模锻压力机上模锻热模锻压力机采取整体床身或有预应力框架式机身, 经过曲柄连杆机构使滑块往复运动进行模锻, 如图5—23所表示。
热模锻压力机滑块运动正确, 模含有导向装置(锻模上模固定在滑块上), 分为预成形、预锻、终锻等工步(图5—24), 每个工步金属变形均为一次行程完成, 变形较均匀且生产效率高; 有顶出机构, 锻件模锻斜度可较小, 且可直立镦锻“头杆形”锻件; 铸造力是压力而非冲击力, 有利于提升金属塑性。
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机械原理课程设计计算说明书设计题目：小型卧式模锻机执行机构与传动系统设计班号：05020701组员：陈苏程刚崔腾翟金保宋萌章耀印张少龙时间：目录一、设计背景与目的二、设计任务三、机械运动方案设计四、机械运动和动力五、相关主要尺寸的设计六、机械总体结构七、课题设计感想八、参考文献九、附录一、设计背景与目的模锻，即在外力的作用下使金属坯料在模具内产生塑性变形并充满模膛（模具型腔）以获得所需形状和尺寸的锻件的锻造方法。
大多数金属是在热态下模锻的，所以模锻也称为热模锻。
与自由锻相比，模锻能够锻出形状更为复杂、尺寸比较准确的锻件，生产效率比较高，可以大量生产形状和尺寸都基本相同的锻件，便于随后的切削加工过程采用自动机床和自动生产线。
模锻后的锻件内部形成带有方向性的纤维组织，即流线。
选定合理的模锻工艺和模具，使流线的分布与零件的外形一致，可以显著提高锻件的机械性能。
但模锻需要专用的模具，模具必须用优质合金工具钢制造，模膛形状复杂，要求精度高，加工量大，生产周期长，价格昂贵。
因此，模锻一般适用于大批量生产，或用于批量虽不大，但对锻件的形状和性能有较高要求的场合。
模锻件的精度高,加工余量小加工余量的决定需要考虑模具的制造精度及其使用中的磨损、金属的冷缩和表面氧化、金属流动和充填状态、锻造需要的斜度、圆角和锻造偏差以及切削加工所需的余量等。
在实际生产中，锻件加工余量都按标准选用。
使用特殊的精密锻造工艺，严格控制锻件的局部公差,不留切削加工余量,不再切削，是现代模锻技术的发展方向之一。
模锻通常按所用的设备分为锤模锻、热模锻压力机模锻、螺旋压力机模锻、水压机模锻、平锻机模锻和电热镦等。
本组选题为“小型卧式模锻机执行机构与传动系统的设计”，小型模锻机在早期模锻发展过程中有十分突出的地位，其简单的结构代表了模锻机的基本结构，因此，进行该种模锻机的设计研究，对于充分扩展模锻机的使用功能是十分有必要的。
本组题目要求如下：为锻造长杆类锻件（见图1-1，系用棒料局部镦粗而成），今需设计一台将杆料水平置放后用活动凹模3及固定凹模2将其夹紧后再用水平置放的冲头1进行顶锻工作的卧式模锻机。
拟用电动机通过传动装置带动夹紧机构首先使活动凹模3向前移动，与固定凹模2合拢，以夹紧棒料。
然后主滑块带动冲头1进行顶锻，锻件成形后，待冲头1返回离开凹模后（返回距离约占冲头全行程的1/8-1/3），由夹紧机构带着活动凹模3返回，松开杆料回到初始位置。
在顶锻过程中需要两半凹模始终处于夹紧状态，不能松开。
要求设计该小型卧式模锻机执行机构和传动系统，以满足以上顶锻工艺要求。
图1-1 卧式模锻机执行机构二、设计任务本组选题为《机械原理与设计课程设计》一书中的第12题——小型卧式模锻机执行机构与传动系统的设计，其总体设计任务如下：1.根据上述要求进行机构的选型、经运动及动力分析与设计后确定传动方案，绘制机构运动简图。
2.确定电动机的功率与转速。
3.设计传动系统中V带传动和齿轮传动。
4.对大带轮轴进行结构设计和强度校核，并选择其轴承，计算轴承寿命。
5.进行传动系统结构设计，绘制其装配图。
6.编写课程设计说明书。
另附有小型卧式模锻机执行机构与传动系统的设计一题中的具体设计数据与要求：1.电动机同步转速n=1500r/min或1000r/min。
2.冲头顶锻次数为每分钟50~75次。
3.主滑块1的全行程H=200~380mm。
4.顶锻工艺开始后冲头的工作行程H1=(1/2~2/3）H。
5.夹紧滑块3的总行程h=60~80mm。
6.作用在主滑块上的顶锻力F1=250~500kN。
7.作用在夹紧滑块3上的夹紧力F2=F1/3。
8.要求该模锻机的机械效率高，振动小。
本题关键部位包括执行部分——冲头，和夹紧部分在符合题中所给要求的情况下能够很好的配合工作，另外，关于机构中各部件的参数设计也是十分重要的，在选择传动部件时，要注意各部件的协调一致，并且必须满足各自的技术要求。
三、机械运动方案设计根据题目中的要求，结合所学知识，分析设计题目可知，整个顶锻过程可以主要分为两个主要运动：1. 执行机构卧式模锻冲头的水平方向运动，该运动为最主要的运动，模锻件的成型来源于此，故该运动必须满足要求，足够完成冲压过程；2. 夹紧装置的竖直方向运动，该运动为辅助运动，目的在于保证工件在突然受力的情况下在工作台上不产生运动，保证冲压的精度。
加工过程中棒料主要受到冲头水平方向的压力和夹紧装置竖直方向的夹紧力两个力的作用。
设计这两个运动占本设计题目的很大一部分时间。
所以，从以上分析来进行系统的各部分机构选型：1.为了减小振动和冲击，保证加工的稳定性，原动机与传动机构之间应选V带传动，当机器发生过载时，传动带会发生打滑，对整个系统起到保护作用。
带传动的主要特点是：传动平稳,传动中心距大,噪声小，结构简单，能缓和冲击，过载时挠性带发生打滑而避免损坏装置;但不能保证准确的传动比。
在此处使用带传动，恰好能发挥带传动的优势，扬长避短。
2.在带传动之后的过程中，为了保证各机构传动的稳定和准确可靠，选用齿轮进行传动，另外此机构有传递功率大，效率高，寿命长，结构紧凑等优点。
齿轮传动的特点是：齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大。
例如传递功率可以从很小至几十万千瓦；速度最高可达300m/s；齿轮直径可以从几毫米至二十多米。
但是制造齿轮需要有专门的设备，啮合传动会产生噪声。
此处使用齿轮传动，相比较其优点，缺点可以忽略，所以，权衡之下，使用齿轮传动。
3.执行机构要完成最重要的一道工序——冲压，所以它既要承受很大的冲压反力，也要保证系统有平稳的运动过程，它的选择是整个系统中最关键的一部分，故选用模锻中最常用也是最稳定的曲柄滑块机构，为达到减小整个机器外形尺寸的目的，进一步选用偏置曲柄滑块机构（如图3-1）。
图3-1 执行机构图3-2 夹紧装置4.夹紧装置最关键的就是要保证足够的夹紧力，而且在冲压时不能放松，故应选择在冲压中自锁的机构，我组选择了连杆机构（如图3-2）。
四、机械运动和动力设计根据题目对转速的要求，我们选定原动机转速为1500r/min的交流电动机；相对应的，原动机与传动机构之间的V带选用联组V带及相配合的带轮（如图4-1），选择其传动比为1/5，其输出经其减速后转速为300r/min。
带传动的主要特点是：传动平稳,传动中心距大,噪声小，结构简单，能缓和冲击，过载时挠性带发生打滑而避免损坏装置;但不能保证准确的传动比。
在本设计中，电机传动比相对来说并不处于重要位置，可以使用带传动来进行。
冲头顶锻次数为每分钟60次，即曲轴转速为60r/min，冲头和夹紧装置要求配合十分精确，故选择减速比为5：1的一级圆柱齿轮减速器（如图4-2）。
齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。
具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。
齿轮传动是指用主、从动轮轮齿直接、传递运动和动力的装置。
在所有的机械传动中，齿轮传动应用最广，可用来传递任意两轴之间的运动和动力。
齿轮传动的特点是：齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大。
例如传递功率可以从很小至几十万千瓦；速度最高可达300m/s；齿轮直径可以从几毫米至二十多米。
但是制造齿轮需要有专门的设备，啮合传动会产生噪声。
故该部分选用齿轮传动符合设计要求。
由于转速不高，夹紧部分采用凸轮机构来实现。
凸轮机构，即由凸轮的回转运动或往复运动推动从动件作规定往复移动或摆动的机构。
凸轮具有曲线轮廓或凹槽，有盘形凸轮、圆柱凸轮和移动凸轮等，其中圆柱凸轮的凹槽曲线是空间曲线，因而属于空间凸轮。
从动件与凸轮作点接触或线接触，有滚子从动件、平底从动件和尖端从动件等。
尖端从动件能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，可实现任意运动，但尖端容易磨损，适用于传力较小的低速机构中。
为了使从动件与凸轮始终保持接触，可采用弹簧或施加重力。
具有凹槽的凸轮可使从动件传递确定的运动，为确动凸轮的一种。
一般情况下凸轮是主动的，但也有从动或固定的凸轮。
多数凸轮是单自由度的，但也有双自由度的劈锥凸轮。
凸轮机构结构紧凑，最适用于要求从动件作间歇运动的场合。
它与液压和气动的类似机构比较，运动可靠，因此在自动机床、内燃机、印刷机和纺织机中得到广泛应用。
但凸轮机构易磨损，有噪声，高速凸轮的设计比较复杂，制造要求较高。
由此，我们根据设计要求，并计算得出结论，在凸轮廓线设计时应根据二次多项式运动规律进行设计，另外还要保证夹紧机构在冲压时处于自锁状态。
在选定夹紧机构各杆的长度后，通过分析计算得出凸轮行程，从而确定凸轮廓线以及夹紧滑块的质量。
图4-1 联组V带及带轮图4-2 一级圆柱齿轮减速器执行机构方面为了节省空间和材料，设计为偏置曲柄滑块机构，根据冲头行程来确定杆长，并根据顶锻力的大小确定冲头质量。
确定系统各部分尺寸后，对主传动曲柄滑块机构（用曲柄和滑块来实现转动和移动相互转换的平面连杆机构，也称曲柄连杆机构）进行动态静力分析，求出各运动副中的支反力及曲柄上的平衡力矩，进而求的电动机功率。
选定大的V带轮作为飞轮，根据及其的运转不均匀系数的要求，计算飞轮的转动惯量及质量。
利用MATLAB编程对执行机构的中的冲头（即滑块）进行运动分析，其程序如下：r=100; %曲柄长度l=300; %连杆长度e=-200; %偏距el=e/l;rl=r/l;w=2*pi; %曲柄角速度hd=0:pi/18:2*pi;s=r.*(1-cos(hd)-el.*sin(hd)+0.5.*rl.*sin(hd).^2)%滑块位移v=r.*w.*(sin(hd)-el.*cos(hd)+0.5.*rl.*sin(2.*hd))%滑块速度a=r.*w^2.*(cos(hd)+el.*sin(hd)+rl.*cos(2.*hd)) %滑块加速度figure(1); %根据以上画出其线图grid on;subplot(1,3,1);plot(hd,s,'r');title('位移');grid on;subplot(1,3,2);plot(hd,v,'k');title('速度');grid on;subplot(1,3,3);plot(hd,a,'b');title('加速度');grid on;运行以上程序，得到冲头的位移、速度、加速度等运动参数（详见下表）和各参数随曲柄角位移变化的线图（如图4-3）：图4-3 冲头运动参数线图五、相关主要尺寸的设计单位：mm1、皮带轮尺寸设计：大轮直径：500，小轮直径：1002、齿轮尺寸设计：大齿轮分度圆直径：250，小齿轮分度圆直径：503、冲头部分尺寸设计：曲柄长度：100，连杆长度：300，偏心距：2004、夹紧部分尺寸设计：夹紧头尺寸：200*100，杆1长度：100，杆2长度：120连杆长度：150.六、机械总体结构设计总体结构设计是以上各项工作的综合，课本上的参考方案（见图8-1）如下：电动机1经V带传动2—3—4和齿轮传动5—6减速后,带动曲轴7转动。