模锻
自由锻造和模型锻造的工艺过程
自由锻造和模型锻造的工艺过程
自由锻造和模型锻造的工艺过程2009-06-28 20:50第6章自由锻造和模型锻造的工艺过程
采用通用工具或直接在锻造设备的上下砧之间进行的锻造，称为自由锻造，简称自由锻。自由锻的工艺灵活，锻造时金屑坯料只有部分表面与工具或上下砧面接触，其余为自由表面，坯料在水平方向进行塑性变形时流动自由，因而要求设备功率比模锻小；锻件形状和尺寸全凭锻工掌握和控制，因此生产效率低，锻件复杂程度和精度较低。随着锻造生产的发展，批量的增加，自由锻件必然被生产效率高、精度高、锻件形状复杂的模锻件所代替，但特大型锻件还必须靠自由锻生产，而且随着科学技术的发展，自由锻造的现代化，锻件的内部质量、精度与生产效率都将有很大的提高。
采用模具在锻造设备上进行的锻造称为模型锻造，简称模锻。模锻时金属坯料表面与模具全面接触，坯料在进行塑性变形时流动不自由，受到模壁限制，因而要求设备功率大；锻件的尺寸和形状由终锻模膛控制，余量小，精度与效率都高，而且便于实现机械化和自动化。
自由锻造适合于单件、小批生产，模型锻造则适合于大批量的生产。
6．1 自由锻造
6．1．1 自由锻造基本工序
自由锻造的基本工序有拔长、镦粗、冲孔、扩孔、切断、弯
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形、扭转和错移等。
(1)拔长是使锻件长度增长、横截面积减小的操作工序，主要用于锻造轴类锻件，如台阶轴、拉杆和连杆等。
①拔长的基本方法拔长时沿坯料的一面顺次锻打一遍后，坯料一般会发生翘曲，应将坯料翻转180°后轻击拉直，然后再翻转90°顺次锻打。对塑性较差的高合金钢等锻件，应采用沿螺旋方向翻转90°的方法锻造，以保证锻造时变形均匀和温度均匀。翻转方法如图6—1所示。
模锻工艺过程
《冲压工艺与模具设计》
锻压工艺及模具设计 机械学院
模锻工艺过程
模锻件结构工艺性
《冲压工艺与模具设计》
锻压工艺及模具设计
模锻工艺过程
机械学院
模锻件图设计
模锻件图是模锻生产过程、模 锻工艺过程规范制订、锻模设 计、锻模检验及锻模制造的依 据。模锻件图是根据产品图设 计的，分为冷锻件图和热锻件 图两种。
《冲压工艺与模具设计》
锻压工艺及模具设计
模锻工艺过程
机械学院
3．模锻斜度的选择
为了便于将成形后的锻件从模膛 中取出，在锻件上与分模面相垂直 的平面或曲面上必须加上一定斜度 的余料，这个斜度就是模锻斜度， 锻件外壁的斜度称为外模锻斜度。
《冲压工艺与模具设计》
锻Байду номын сангаас工艺及模具设计
模锻工艺过程
机械学院
锻件内壁的斜度称为内模锻斜度， 如图7．11所示。锻件成形后，随 着温度的下降，外模锻斜度上的金 属由于收缩而有助于锻件出模，内 模锻斜度的金属由于收缩反而将模 膛的突起部分夹得更紧。所以，在 同一锻件上内模锻斜度比外模锻斜 度大。
《冲压工艺与模具设计》
锻压工艺及模具设计
模锻工艺过程
机械学院
《冲压工艺与模具设计》
锻压工艺及模具设计 机械学院
模锻工艺过程 模锻件的结构工艺性
液态模锻工艺介绍资料
最后，对液态模锻得到的工件进行质量检验，包括外观检查、尺寸精度检查、力学性能测试等。检验 合格后方可进入下一道工序或出厂使用。
03
液态模锻工艺的优缺点
优点
高效节能
提高材料利用率
液态模锻工艺具有高效节能的特点，相较 于传统锻造工艺，能够大幅度降低能源消 耗。
降低模具成本
液态模锻工艺能够将金属材料整体或局部 加热至液态状态，进行锻造和成型，相较 于传统锻造工艺，能够提高材料利用率。
特点
高生产效率：液态模 锻工艺可以实现批量 生产，提高生产效率 。
制品质量高：液态模 锻工艺可以获得高精 度、高表面质量的金 属制品。
节约材料：液态模锻 工艺采用模具成型， 可以减少材料浪费， 降低成本。
液态模锻工艺的起源与发展
起源
液态模锻工艺起源于20世纪初，最初用于铝合金制品的生产 。
发展
随着科技的不断进步，液态模锻工艺逐渐完善，应用范围也 不断扩大，现在已经成为金属加工领域的重要技术之一。
液态模锻工艺介绍资料
2023-11-08
contents
目录
• 液态模锻工艺概述 • 液态模锻工艺流程 • 液态模锻工艺的优缺点 • 液态模锻工艺的实践案例 • 液态模锻工艺的发展趋势与挑战
01
液态模锻工艺概述
定义与特点
定义：液态模锻工艺 是一种金属加工方法 ，将熔融的金属注入 模具中，在压力作用 下使其冷却固化，从 而得到预设形状的金 属制品。
模锻链条型号
模锻链条型号
模锻链条是一种常见的传动元件，广泛应用于各种机械装置中。其中，A型链条是一种常用的链条型号之一，具有多种特点和优势。
A型链条采用模锻工艺制造，具有较高的强度和耐磨性。模锻工艺使得链条的金属晶粒得以紧密排列，提高了链条的强度和硬度，能够承受较大的载荷和冲击。同时，链条表面经过热处理，形成一层硬度较高的表面层，提高了链条的耐磨性和使用寿命。
A型链条的结构紧凑，传动效率高。链条由一系列的链节组成，每个链节上都有两个销轴连接相邻的链节。这种结构使得链条能够在传动过程中保持稳定的运动，减少能量的损耗，提高传动效率。
A型链条还具有良好的适应性和可靠性。链条的连接方式简单可靠，可以根据实际需要进行调整和更换。此外，A型链条还具有较好的抗拉性能和耐腐蚀性能，适用于各种环境条件下的使用。
在使用A型链条时，需要注意以下几点。首先，选择合适的链条型号和规格，根据实际传动功率和载荷来确定。其次，保持链条的清洁和润滑，定期检查链条的磨损和松动情况，及时进行维护和更换。最后，避免链条在使用过程中受到过大的冲击和振动，以免影响链条的使用寿命。
A型链条作为一种常见的模锻链条型号，具有强度高、耐磨性好、传动效率高等优点，广泛应用于各种机械装置中。在使用过程中，
需要注意链条的选择、维护和保养，以确保其正常运转和延长使用寿命。通过合理的使用和管理，A型链条能够为机械装置的传动系统提供可靠的动力传输。
试述锤上模锻的锻模模膛的分类
试述锤上模锻的锻模模膛的分类
试述锤上模锻的锻模模膛的分类
导读：
锤上模锻是一种重要的金属成形工艺，利用锤击力和模具来改变金属材料的形状。在锤上模锻过程中，锻模模膛扮演着至关重要的角色。锻模模膛的分类影响着锻造过程中的成形效果和产品质量。本文将对锤上模锻的锻模模膛进行分类，并探讨各种分类的特点和适用范围。
一、概述
锤上模锻是一种通过锤击力和模具来改变金属材料形状的金属成形工艺。在这个过程中，锻模模膛起着举足轻重的作用。锤上模锻的锻模模膛可以分为凸显模和凹显模两大类。
二、凸显模
凸显模是一种锻模模膛，在锤上模锻过程中，模具凸显的部分直接作用于金属坯料上。凸显模主要分为顶凸模和侧凸模两种类型。
1. 顶凸模
顶凸模是一种将锻模模膛的凸起部分应用到金属坯料顶部的模膛。顶凸模最常见的应用是制作各种形状的头部或者凸起部分的零件。汽车
发动机曲轴的制作就是利用顶凸模进行锻造。
2. 侧凸模
侧凸模是一种将锻模模膛的凸起部分应用到金属坯料的侧面的模膛。
侧凸模常见于制作各种形状独特、有倾斜或有外部扩张的零件。飞机
发动机叶片的制作中，常使用侧凸模进行锻造。
三、凹显模
凹显模是一种锻模模膛，在锤上模锻过程中，模具的凹陷部分直接作
用于金属坯料。
1. 水平凹显模
水平凹显模是一种将锻模模膛的凹陷部分逐渐向下凹陷的模膛。水平
凹显模适用于制作有平底或者表面平直的零件。制作锻件的平底孔就
需要使用水平凹显模。
2. 垂直凹显模
垂直凹显模是一种将锻模模膛的凹陷部分逐渐向内凹陷并延伸的模膛。垂直凹显模常见于制作有内腔或者空心结构的零件。制作镂空结构的
热模锻的生产过程
热模锻的生产过程
热模锻是一种常见的金属加工方法，其生产过程主要包括原材料准备、预热、预形成、精确形成和后处理等步骤。在这篇文档中，我们将详细介绍热模锻的生产过程，并探讨其实现高质量生产的关键技术。
一、原材料准备
热模锻的原材料通常为金属毛坯或金属坯料，其质量和形状均对后续加工和成品质量有着至关重要的影响。因此，在生产过程中需要对原材料进行严格的质量检查和筛选，确保其符合相关标准和要求。
二、预热
预热是热模锻中不可或缺的一个步骤，其目的是将原材料加热至一定温度以提高其可塑性和成形性，在后续加工中更容易实现所需的形状和尺寸。预热温度和时间的控制是非常重要的，一般需要根据不同材料的性质和要求进行调整，确保预热得当，以避免后续加工过程中的热裂、过热和变形等问题。
三、预形成
预形成是热模锻中的关键步骤之一，其目的是通过对金属原材料进行初步拉伸和压缩，使其变形并达到所需的形状和尺寸。预形成时需要选用合适的压力和泵送速度，
以及合理的形状和尺寸控制方案，以确保金属在变形过程中不会出现裂缝和缩孔等常见问题。
四、精确形成
精确形成是热模锻中最重要的步骤之一，其目的是通过对金属原材料进行再次拉伸和压缩，使其达到所需的精度和表面质量。在精确成形过程中，需要根据具体材料的特性和形变学要求，选择合适的工艺参数，比如温度、压力、速度、模具尺寸等，以确保加工出高精度的产品。
五、后处理
完成精确成形后，还需要进行后处理。主要包括冷却、清洗和热处理等步骤。其中，热处理是最常见的后处理方法之一，它可以改善金属的硬度、强度和韧性等物理性能，提高其使用寿命和安全性。
第七章 模锻工艺
2．机械加工余量和公差 平锻件和机械加工余量根据估算锻件重量、加工精 度和锻件形状复杂系数按GB／T 12362-1990确定。
3．模锻斜度 冲头在滑块回程时，避免冲头拉毛锻件外侧及内孔， 应在锻件外侧及内孔壁上设置模锻斜度α和圆角半径r(图 7-26)。
4．圆角半径（图7-26）
在冲头中的成形部分： 外圆角半径 r = 0.1H +1 mm 内圆角半径 R= 0.2 H+1 mm 式中 H —— 冲头中工作部分深度。 在凹模中的成形部分： 外圆角半径
非圆形锻件的外廓包容体重量Gb和体积Vb(图7-9)为： Vb lbh Gb lbh
表7-1锻件形状复杂程度等级 级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 代号 S1 S2 S3 S4 形状复杂系数值 0.63～1 0.32～0.63 0.16～0.32 ≤0.16 形状复杂程度 简单 一般 比较复杂 复杂
①平底连皮（图7-16） 通常用于d<2.5h或25mm<d<60mm的孔。连皮厚度S可 按图7-17确定或按下式计算：
连皮厚度 s 0.45 d 0.25h 5 0.6 h 连皮处圆角半径 R1 = R + 0.1h+ 2 mm
②斜底连皮(图7-18)
用于较大的内孔，一般当s>2.5h或d>60mm时采用。
二、热模锻压力机上模锻件图设计要点 热模锻压力机上模锻件图设计的原则、内容、方法 与锤上模锻基本相同。 根据热模锻压力设备特点，锻件图设计有以下要求： ①热模锻压力机有顶出装置，锻件可以顺利地从较深的 模膛内取出，分模面选择较灵活。
1模锻方法与工艺
法兰，换热器所需的各种管板、对焊法兰催化裂化反应器的整锻 筒体（压力容器），加氢反应器所用的筒节，化肥设备所需的顶 盖、底盖、封头等均是锻件。
2来自百度文库锻造种类
（三）按行业应用
■矿山锻件 按设备重量计算，矿山设备中锻件的比重为12-24%。矿山设
❖ 与机械压力机相比，液压机本体结构较简单，溢流阀 可限制作用在柱塞上的液体压力，最大载荷可受到限 制，保护模具，也不会造成闷车。
❖ 液压机活动横梁速度可以控制，工作行程时活动横梁 最大速度为50mm/s，载荷中视为静载荷；适合用于 等温模锻、超塑性模锻。
❖ 有些液压机装有侧缸，从而能完成多向模锻工序。液 压机一般都设有顶出器和装出料机械化装置。
2 锻造种类
（三）按行业应用
❖ ■火电锻件 火力发电设备中有四大关键锻件，即汽轮发电机的转
子和护环，以及汽轮机中的叶轮与汽轮机转子。
❖ ■水电锻件 水力发电站设备中的重要锻件有水轮机大轴、水轮
发电机大轴、镜板、推力头等。
3模 锻
模锻利用模具使毛坯变形而获锻件的锻造方法. 模锻按使用的设备不同分为锤上模锻、曲柄压力机上 模锻、平锻机上模锻及摩擦压力机上模锻等。 其中锤上模锻是常用的模锻方法。 （一）按模锻设备划分 1. 锤上模锻
2、在模具寿命方面，我国热锻模寿命一般在4000-6000件，主要受 工艺设计、锻造设备、加热、润滑等因素影响，国外模具寿命在 10000-15000件，模具寿命是影响锻件成本的主要因素。
多向模锻工艺及模具设计
多向模锻
1 概述
多向模锻技术又称多柱塞模锻，是于20 世纪50 年代美国Cameron（卡麦隆）公司提出并实现的锻造新技术，利用可分模具，在多向模锻压机一次行程作用下获得无毛边、无拔模斜度或小拔模斜度、多分枝或有内腔的形状复杂的锻件。它是一种集挤压、模锻于一体的综合工艺。与普通模锻相比，能减少工序和节约能源，提高锻件的性能，对实现锻件精化、改善产品质量和提高劳动生产率等方面具有许多独特的优点。自上世纪五十年代以后，美、英、法、德和原苏联等工业发达的国家，相继推广应用和发展了多向模锻技术。我国于上世纪六十年代中期，也开始自主研发多向模锻水压机和多向模锻工艺。
1.1 多向模锻的成形原理及类型
进行多向模锻的前提条件，必须拥有多向模锻压机，图1-1 是二十二冶集团精密
锻造有限公司和清华大学共同研发的40MN 多向模锻压机。
1——上半圆梁2——合模工作缸3——垂直工作缸4——活动横梁
1
5——回程缸6——水平工作缸7——下横梁
2
3
4
图1-1 40MN 多向模锻压机
56
由图1-1 可知，多向模锻压机和普通模锻压机有很大区别，机架在左右方向设计成一定角度，机架采用钢丝缠绕提供机架垂直方向和水平方向的预紧力多向模锻液压机可以在不同方向按不同顺序用冲头对闭式模具中坯料进行挤压，使其能很好的充满模具型腔。锻造结束后模具分开，方便从模具型腔内取出锻
多向模锻根据锻件的分模方式不同，可以分为三种类型：即垂直分模；水平分模；垂直与水平联合分模( 简称复合分模)，见图1-2 所示。由图可清楚看到这三种多向模锻的分模方式及其成形原理，如下：
薄壁高筋件模锻成型工艺优化
薄壁高筋件模锻成型工艺优化
一、引言
薄壁高筋件是指在厚度小于等于3mm的薄壁零件中，通过模锻工艺将材料塑性变形成型的一种加工方法。薄壁高筋件广泛应用于汽车、航空航天、电子通信等领域，因其具有重量轻、强度高、刚度好等特点而备受青睐。本文将针对薄壁高筋件模锻成型工艺进行优化探讨。
二、薄壁高筋件模锻成型工艺存在的问题
薄壁高筋件模锻成型工艺在实际应用中存在一些问题，主要包括以下几个方面：
1. 模锻过程中易产生裂纹和折叠等缺陷，降低了产品的质量；
2. 模锻过程中材料流动不均匀，导致厚度不一致，影响产品的强度和刚度；
3. 模具磨损严重，加工周期长，影响生产效率；
4. 模锻过程中能耗大，成本高。
三、薄壁高筋件模锻成型工艺优化方案
为了解决上述问题，我们可以采取以下优化方案：
1. 材料选择优化：选择具有良好塑性和韧性的材料，以提高成型过程中的变形能力和抗裂纹能力，同时保证产品的强度和刚度要求；
2. 模具设计优化：通过改进模具结构，优化材料流动路径，减小应
力集中区域，降低裂纹和折叠的风险；
3. 加热温度控制优化：合理控制加热温度，使材料能够在适宜的温度范围内保持良好的塑性，提高成型质量；
4. 应力分布控制优化：通过调整锻造速度和锻压力，合理控制应力分布，避免过大的应力集中，减小产品的变形和裂纹风险；
5. 模具材料选择优化：选择耐磨性好、抗疲劳性能强的模具材料，延长模具寿命，提高生产效率；
6. 润滑剂选择优化：选择适合的润滑剂，减小摩擦力，改善材料流动性，降低产品表面缺陷的发生率；
7. 工艺参数优化：通过试验和模拟，优化模锻工艺参数，如锻造温度、锻压力、锻造速度等，以获得更好的成型效果；
2.1—锻造方法-模锻
⑴ 模锻模膛 i) 终锻模膛 —作用：使坯料最后变形到锻件所要求的形 状、尺寸。 —尺寸比锻件尺寸放大一个收缩量，钢件约 为1.5%。 —四周有飞边槽，用以容纳多余的金属，增 加金属从模膛中流出阻力，促使金属充满模膛。 —冲孔连皮：无法加工通孔而留下的一薄层 金属。
ii) 预锻模膛 —作用：使坯料变形到接近于锻件的形状尺 寸，使终锻时，金属容易充满终锻模膛。延长终 锻模膛的使用寿命。 —批量不大，形状简单时可不设预锻模膛。 iii)终锻模膛和预锻模膛的区别 预锻模膛的圆角、斜度较大，没有飞边槽。 终锻模膛的圆角、斜度较小，有飞边槽。
⑵ 制坯模膛 ＊ 对形状复杂的模锻件,为使坯料形状基本接近模 锻件形状,使金属能合理分布和很好地充满模锻模膛， 就必须预先在制坯模镗内制坯，因而设制坯模膛。 i) 拔长模膛 增加某一部分长度。
ii)滚压模膛 减小某部分横截面积,以增大另一部 分横截面积，坯料长度基本不变。
iii)弯曲模膛 弯曲工件。 iv)切断模膛 切断金属。
模具制造简单、更换容易、节省材料。
⒊摩擦压力机上模锻 i)滑块行程不固定，可以对
一个模膛内的金属进行轻打 、重打、多次锻击。 ii)滑块运动速度低，金属变 形过程中的再结晶可以充分进 行。 iii)具有顶料装置，可以采 用整体式锻模，也可以采用组 合模具。
Baidu Nhomakorabea
⒋胎模锻 ＊ 胎模锻是在自由锻设备上使用胎模生产模锻件 的工艺方法， 一般采用自由锻方法制坯，然后在胎模中成型。 ＊扣模
模锻锤工作原理
模锻锤工作原理
一、模锻锤工作原理
模锻锤是一种机械设备，它利用高压液压能量将金属块定尺寸，锤头将金属压紧，同时将其再次压紧，使其成为一个定尺寸的金属件。它通过利用重力、振动和冲击力来达到相应的形状和尺寸。
模锻锤的工作原理是，先将金属块放入模具中，然后启动压力系统，液压油活塞压力上升，使锤头产生均匀的压力，然后悬挂在锤头上的锤子连续工作，形成有规律的冲击力，使金属块压紧，再次压紧，使金属块成为一个定尺寸的金属件。
模锻锤的加工原理较大程度上决定了它的性能和效率，从而获得更好的质量和更高的精度。
二、模锻锤的优点
1、模锻锤具有精度高、性能优良、工艺简便、制造成本低等特点，能够快速制造出规格准确、外形美观、表面光滑、无内毛刺的精密零件，深受工业界的青睐。
2、模锻锤的液压系统操作简单，可以进行连续操作，并且制作时间短，可以满足大批量生产的需求。
3、模锻锤具有精度高、加工精度高和加工范围广的优点，可以加工出精细的金属零件。
4、模锻锤制造成本低，可以有效降低制造成本，提高加工效率。
5、模锻锤具有安全可靠、维护简单、能耗低等特点，能够保证用户的安全性，并可以提高产品的使用寿命。
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。
模锻和胎模锻
模锻和胎模锻
（1） 锤上模锻
（2） 曲柄压力机上模锻
1.1 模锻
模锻和胎模锻
1—紧固楔铁; 2—分模面; 3—模膛; 4—紧固楔铁; 5—锤头; 6—上模; 7—飞边槽; 8—下模; 9—模垫
锤上模锻的锻模
1.1 模锻
模锻和胎模锻
连杆的模锻过程
1.1 模锻
模锻和胎模锻
1—滑块； 2—带闸制动器； 3—大带轮（飞轮）； 4—V带； 5—小带轮； 6—电动机； 7—转轴； 8—传动齿轮； 9—曲轴； 10—摩擦离合器； 11—连杆； 12—楔形工作台
1.1 模锻
模锻和胎模锻
（1）锻件尺寸精度高，表面粗糙度值小，余量小，公差仅 是自由锻锻件公差的1/4～1/3，材料利用率高，节约 切削加工工时。
（2）能锻出形状较复杂的锻件。
（3）锻造流线分布更合理。
（4）生产率高，操作简单，易于实现机械化。
优点
1.1 模锻
模锻和胎模锻
典型模锻件
1.1 模锻
齿轮坯摸锻件图
1.1 模锻
模锻和胎模锻
切边和冲孔
1.1 模锻
模锻和胎模锻
（1）模锻件应具有合理的分模面、模锻斜度和圆角半径。
（2）模锻件的辐板厚度不应小于5mm。肋不易太薄，内圆角 不易太小。
（3）在满足使用性能要求的条件下，锻件形状应力求简单、 平直和对称，尽量避免截面间相差过大，以及薄壁、高肋和 高台等结构，在分模面上避免小枝杈和薄凸缘。
模 锻
模锻
利用模具使毛坯变形而获得锻件的锻造方法称为模锻。
模锻具有模锻件尺寸精度高、形状可以很复杂、质量好、节省金属和生产率高等优点。此外，在大批量生产时，模锻件的成本较低。
其不足之处是锻件质量较小：模锻设备投资大在小批量生产时模锻不经济；工艺灵活性不如自由锻。
模锻分胎模锻和模锻两类。
一、胎横锻
胎模锻是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。胎模不固定在锤头或砧座上，只在使用时才放到下砧上去。
胎模锻前，通常先用自由锻制坯，再在胎模中终锻成形。它既具有自由锻简单，灵活的特点，又燎有模锻能铡造形状复杂、尺寸准确的锻件的优点。
胎模可分成制坯整形模、成形模和切边冲孔模等。
摔模(又称克子)，为最常用的胎模，用于锻件成形前的整形、拔长、制坯、校正。用摔模锻造时，须不断旋转锻件，因此适用于嵌制回转体锻件，如光轴、阶台轴等。扣模、套模、合模均为成形模。
扣模由上扣和下扣组成，或只有下扣，而以上砧块代替上扣。扣模既能制坯，也能成形，锻造时，锻件不转动，可移动。扣模用于非回转体杆料的制坯、弯形或终锻成形。
套模分开式和闭式两种：开式套模只有下模，上模由上砧块代替，适用于回转体料的制坯或成形，锻造时常产生小飞边：团式套模锻造时，坯料在封闭模膛
中变形，无飞边，但产生纵向毛刺，除能完成制坯或成形外，还可以冲孔。
合模一般由上、下模及导向装置(定位销)组成，用于形状复杂的非回转体锻件的成形。
切边模用于切除飞边。
二、模锻
模锻系在专用的模锻设备上进行锻造。
常用的模锻设备有模锻空气锤、螺旋压力机，平锻机、模锻水压机等。
热模锻_精品文档
热模锻
简介
热模锻是一种金属加工工艺，它利用高温和压力来改变金属的形状和性能。在
热模锻过程中，金属材料被加热至高温状态，然后通过加压使其发生塑性变形。热模锻通常用于制造高强度、高韧性的零部件，适用于各种金属材料。
工艺过程
热模锻的工艺过程主要包括以下几个步骤：
1. 材料准备
在热模锻之前，需要选择合适的金属材料，并进行材料的准备工作。这包括材
料的切割、清理和预热等过程。切割是将金属材料切成合适的形状和尺寸；清理是去除材料表面的污物和氧化物，以保证材料的质量；预热是将材料加热至适当的温度，以便后续的变形工艺。
2. 模具设计
模具是热模锻的重要工具，用于给金属材料施加压力和形状。模具的设计需要
考虑金属材料的物理性质、形状复杂度和生产效率等因素。模具通常由模具上、模具下和模具芯组成，通过模具的组合和分离，实现对金属材料的加工效果。
3. 加热
将预热好的金属材料放入加热炉中进行加热。加热的目的是使金属材料达到足
够高的温度，以增加其塑性和可变形性。
4. 锻造
将加热好的金属材料放入锻机中进行锻造。在锻造过程中，通过锻压机的运动，施加高压力在模具中对金属材料进行塑性变形。这将使金属材料的内部结构发生变化，从而改变其形状和性能。
5. 冷却和处理
在锻造之后，需要对金属材料进行冷却和处理。冷却是将金属材料从高温状态
冷却至室温，以稳定其内部结构。处理可以包括退火、淬火和回火等工艺，用于调整金属的硬度、强度和韧性等性能。
优点及应用领域
热模锻具有以下几个明显的优点：
1.提高材料性能：热模锻能够改善金属材料的结晶状态和力学性能，
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选定分模面 确定加工余量和锻造公差（加工表面） 模锻斜度 圆角半径 冲孔连皮
模锻锻件图的制定
选择模锻件的分模面
分模面即是上下锻模在模锻件上的分界面。制订模锻锻件图时， 必须按以下原则确定分模面位置： 要保证模锻件能从模膛中取出，分模面应选在模锻件最大尺寸的 截面上。 按选定的分模面制成锻模后，应使上下两模沿分模面的模膛轮廓 一致，以便在安装锻模和生产中容易发现错模现象，及时调整锻模 位置。 最好把分模面选在模膛深度最浅的位置处。这样可使金属很容易 充满模膛，便于取出锻件，并有利于锻模的制造。 选定的分模面应使零件上所加的敷料最少。 最好使分模面为一个平面，使上下锻模的模膛深度基本一致，差 别不宜过大，以便于制造锻模。
2、胎膜锻的工艺过程 胎膜锻工艺过程包括制订工艺规程、制造胎 膜、备料、加热、锻制及后续工序等。
法兰盘胎膜锻造过程，所用胎膜为套筒模，它由模筒、模 垫和冲头组成。原始坯料加热后，先用自由锻锻粗，然后 将模垫和模筒放在下砧铁上，再将镦粗的坯料平放在模筒 内，压上冲头后终锻成形，最后将连皮冲掉。
模锻件经常出现的质量问题：
5．凹坑 由于模槽中未吹除的氧化皮被压入锻 件中，锻件清理后氧化皮脱落即形成凹坑 或麻点。 6．残留毛刺 由于切边模的间隙过大或间隙不均以 及切边凹模刃口变钝等原因常导致锻件切 边后在分模面处出现残留毛刺。残留毛刺 过大时需要砂轮磨掉。
思考题：
1.连杆和齿轮采用锤上模锻时，各有哪些可供选择的分 模面？试比较各自的优缺点。 2.连杆和齿轮，若由模锻改为自由锻，零件结构应如何 改变？
模锻件
焊合件
问题：
小型锻件的中、小批量生产应采用 自由锻还是模锻？
答案：胎膜锻
在自由锻设备上使用非固定模具（胎膜） 生产模锻件的工艺方法。
特点：
与自由锻相比：生产率高，精度高（余量小），
与模锻相比： 成本低（设备、模具）。
3、胎膜锻
组 合 筒 模
合模
扣 模
胎模锻
胎模锻是介于自由锻与模锻之间的锻造方法。 胎模锻是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。所用模具称为胎膜。 胎模 锻一般先用自由锻制坯，再在胎膜中最后成形 。 与自由锻相比，胎模锻生产率和锻件尺寸精度高、 表面粗糙度值小、节省金属材料、锻件成本低。 与模锻相比，胎模制造简单，成本低，使用方便； 但所需锻锤规格和操作者劳动强度大，生产率和 锻件尺寸精度不如锤上模锻高。
模锻工艺规程
制定模锻件图
齿轮坯锻件分 模面的选择
•要保证模锻件能从 模 膛 中 取 出
1.分模面
•上下两模沿分模面 的模膛轮廓一致
•分模面能使模膛深 度 最 浅 •分模面应使零件上 所加的敷料最少 •分模面为平面，使 上下锻模的模膛深 度 一 致
x
x x
√
模锻工艺规程
制定模锻件图
2.余量、公差、敷料、冲孔连皮
做成圆角
Байду номын сангаас
模锻工艺规程
制定模锻件图
留出冲孔连皮 锻件上直径小于25mm的孔，一般不锻出， 或只压出球形凹穴。大于25mm的通孔，也不 能直接模锻出通孔，而必须在孔内保留一层 连皮。 冲孔连皮的厚度s与孔径d有关，当d =30～ 80mm
锤上模锻
模锻工艺规程
制定模锻件图
例
分模面
a
a
锤上模锻
模锻工艺规程
锻模结构
切断模膛
锤上模锻
锻模结构
预锻模膛
预锻模膛与终锻模膛 的区别是前者的圆角 和斜度较大，没有飞 边槽。
锤上模锻
切边和冲孔 校正
模锻工艺规程
修整工序
热处理
清理 精压
锤上模锻工艺
模锻的变形工步和模锻模膛
弯曲连杆的多 模膛锻模 制坯工步，制坯模膛 （锻件初步成形） 模锻工步，模锻模膛 （锻件最终成形）
余量：1~4mm
公差： (0.3 ~ 3)mm
冲孔连皮：d>25mm
模锻工艺规程
制定模锻件图
内壁斜度α2应比外壁 3.模锻斜度:平行于锤击方向(垂直于分模 斜度α大一级
面)的表面必须具有斜度.
模锻工艺规程
制定模锻件图
内圆角半径R 是外圆角半径 r的３－４倍
4.模锻圆角半径:所有两平面的交角均需
长 轴 类 锻 件
短 轴 类 锻 件
蒸汽—空气模锻锤
锤上模锻
锤上模锻
锻模结构
终锻模膛
模锻模膛 预锻模膛 拔长模膛 制坯模膛 滚压模膛 弯曲模膛 切断模膛
模膛
锤上模锻
锤上模锻
锻模结构
锤上模锻
锻模结构
拔长模膛
开 式
闭 式
锤上模锻
锻模结构
滚压模膛
开 式
闭 式
锤上模锻
锻模结构
弯曲模膛
锤上模锻
3.下图齿轮采用模锻制坯，设计上有哪些不合理的地方？ 为什么？
曲柄压力机上模锻
曲柄压力机上模锻
特点：
滑块行程固定
采用组合模
有导向、顶杆装置
可以一次成形
适用于大批量生产
热模锻压力机
第二节
锻造工艺规定的制订
锻造的技术准备工作:
制订工艺规程 编写工艺卡片 绘制锻件图 锻件图=零件图+加工余量+锻件公差+敷料
一 、绘制锻件图
齿轮坯模锻件图
(1) 滑块行程不固定,具有一定的冲击 作用. (2) 滑块运动速度低,金属变形过程中 的再结晶可以充分进行. (3) 滑块打击速度低,设备本身具有顶 料装置,可采用特殊结构的组合式模具. (4)摩擦压力机承受偏心载荷的能力差, 通常只适用于单膛模进行模锻.
模锻设备
热模锻压力机
行程不能调节；不能拔长和滚挤； 每个变形工步在 一次行程中完成； 锻件精度比锤上模锻件高；作用在金属 上是静压力，噪声小工作条件好。
中、小型锻件的成批和大量生产
答案：1）受模锻设备吨位的限制； 2）锻模成本高。
为什么？
模
锻
典型模锻件
模锻示意图
模锻
1、模锻设备
模锻设备 锤上模锻
曲柄压力机 平锻机 摩擦压力机
锻造力性质 冲击力
压力 压力
锻件精度 较低
较高 较高
生产率 较低
较高 较高 较低
冲击力~压力 较高
锤上模锻
可以镦粗、拔长、 滚挤、弯曲、成形、 预锻、终锻。
模锻件的结构工艺性
自由锻件上不应设计 出加强筋、凸台、工字形截面
截面变化大的锻件，
采用组合连接
模锻件的结构工艺性
模锻件结构设计注意的问题
★ 零件外形力 求简单、平直 和对称
不合理
合理
模锻件的结构的工艺性
模锻件结构设计注意的问题
★ 避免有深孔或多孔结构
模锻件的结构的工艺性
模锻件结构设计注意的问题 ★ 采用锻-焊组合工艺
胎模的结构及应用
胎膜不固定在锤头和砧座上，需要时放在 下砧铁上。按其结构可大致分为扣模、合模 和套筒模三种主要类型。
（１）扣模 用来对坯料进行全部或局部口形，主 要生产杆状非回转体锻件
（2）套筒模 锻模成套筒形，主要用于锻造齿轮、法兰 盘等回转体锻件
（3）合模 通常由上模和下模两部分组成。为了使上下 模吻合及不使锻件产生错移，经常用导柱等 定位。合模多用于生产形状较复杂的非回转 体锻件，如连杆、叉形件等锻件。
二
模 锻
模锻设备 锤上模锻工艺 胎膜锻
模 锻
模锻:使加热到锻造温度的金属坯料在锻模模膛内一次或 多次承受冲击力或压力的作用，而被迫流动成形以获得锻 件的压力加工方法。
模锻件的特点及应用
特点： 操作简单，易于实现机械化自动化， 生产率较高； 尺寸精度高，加工余量小，材料利用 率高； 锻件形状复杂； 应用： 流线完整、性能好。
1．错模 锤头导轨的间隙过大、模具缺少 平衡导锁以及模具安装不合理等原因 都可能产生错模，如图所示。 2．欠压 即上、下模分模面未打靠，也称 “锻不足”。 3．局部充不满 由于坯料体积过小或坯料放偏等原因致使 锻件上的凸筋、外圆角等部位因模槽未充满 而欠缺，这种缺陷一般无法修正。
4．折纹 由于操作不当或模槽设计不合理等原因，锻件 表面产生金属重叠称为折纹。由于折纹处之金属 已经氧化，因此一般无法修正。
模锻设备
平锻机
坯料为棒材或管材，只进行局部变形 加工；锻模有两个分模面，可完成不 同方向上带有凸台或凹槽的锻件。
平锻机演示
平锻机上模锻过程 及其锻件
模锻设备
摩擦压锻机
螺杆与滑块非刚性连接， 承受偏心能力差； 摩擦传动效率低； 滑块行程、打击能量 可自动调节。
摩擦压力机上模锻
摩擦压力机
摩擦压力机的特点:
第三节
锻件结构工艺性
自由锻件的结构工艺性
避免锥体和斜面结构
几何体间的交接处 不应形成空间曲线
模锻件的结构工艺性
应具有合理的分型面； 锻件上与分型面垂直的非加工表面应设 计有结构斜度； 在满足使用要求的前提下，锻件形状应 力求简化； 应尽量避免窄沟、深槽和深孔、多孔结 构； 可采用锻-焊组合工艺，简化模锻工艺。
余量
制定模锻件图
例
锤上模锻
模锻工艺规程
模锻斜度
制定模锻件图
例
锤上模锻
模锻工艺规程
圆 角
制定模锻件图
例
二、坯料重量和尺寸的确定
锻件坯料重量可按公式: 锻件坯料重量=锻件重量+烧损重
量+料头重量.
坯料的尺寸应根据锻件坯料的
重量和几何形状来确定.
三、锻造工序(工步)的确定
短轴类锻件： 镦粗制坯和终锻 成形。 长轴类锻件： 拔长、滚挤、弯曲制坯和 预断、终锻成形。