模锻

锤上模锻所用的锻模都由上模和下模组 成。下模固定在砧座上，上模装在锤头 上，锻造时随锤头一起上下运动。根据 锻件形状和模锻过程的需要，上、下模 上设有一定形状的凹腔，上、下模合在 一起形成模膛。根据其功能的不同可分 为模锻模膛和制坯模膛。
分类
制坯模膛（体积分配） 模膛 ● 种类
模锻模膛（锻件成形）
辅助工序是为基本工序操作方便而进行的预先 变形，如压钳口、压钢锭棱边及切肩等。 修整工序是为了提高锻件质量，使之完全达到 锻件图要求的工序，如端面平整、弯曲校直等。 基本工序是改变坯料的形状和尺寸以获得锻件 的工序，它包括：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、 切割、错移和扭转等。

1)镦粗

镦粗是减小坯料高度而增大其横截面积的工序。
曲柄压力机的传动系统

电动机的转动经带轮和齿轮传至连杆，带动滑 块沿导轨作上下往复运动。锻模分别装在滑块 下端和工作台上。
3．摩擦压力机上模锻


1)
2)
3) 4)
吨位为3500kN的摩擦压力机使用较多，最大吨位 可达10000kN。 摩擦压力机上模锻具有如下特点： 工艺用途广。摩擦压力机的锻造力和滑块行程可以 自由调节，能够满足不同变形工步的要求； 滑块运动速度低，金属再结晶充分，特别适合锻造 低塑性合金钢和非铁金属，但也引起生产率较低； 旋转运动的螺杆和直线运动的滑块间为非刚性连接， 故承受偏心载荷能力差，通常只能进行单模膛锻造； 摩擦传动效率低，设备吨位受到限制。 适合于中小型锻件的中、小批量生产，如螺钉、螺 母及一些不需要制坯的小型锻件。
几种胎模结构示意图
台阶轴的胎模锻造过程
第二节 冲

压
使板料经分离或成形而得到制件的工艺统称。 冲压与其它加工方法相比，其主要优点： 1) 生产率高，操作简便．易于实现机械化和自动化，适 合于大批量生产； 2) 制件精度较高，尺寸稳定，互换性好； 3) 是一种能耗低、材料利用率高的少、无切削加工方法； 4) 能加工壁薄、形状复杂、表面质量好、刚性好、重量 轻的零件板料表面一般不受破坏。 应用：汽车、拖拉机、电机、电器、仪表仪器、轻工和日 用品及国防工业生产等领域。 常用的冲压材料有低碳钢、高塑性合金钢、铝和铝合金、 铜和铜合金等金属板料、带料与卷料，还可加工纸板、 塑料板、胶木板、纤维板等非金属板料。
镦粗 拔长 滚挤★ 弯曲 … 预锻→初步成形 终锻→最终成形
设飞边槽★ 放收缩率
切断模膛（锻件与坯料切离）
1．模锻模膛
模锻模膛包括预锻模膛和终锻模膛。 终锻模膛分模面上有一飞边槽，用以增加金属从模膛 中流出阻力，促使金属充满模膛，并容纳多余金属。 对于某些中、大型复杂模锻件，预锻模膛分模面内也 设有飞边槽，以减小预锻成形阻力和容纳多余金属。 对于有通孔的锻件，由于不可能用上、下模凸起部分 将冲孔处的金属全部挤掉，故终锻后在锻件孔内总留 有一层金属，称为冲孔连皮。 锻件飞边和冲孔连皮需用冲孔、切边模将其去掉。
2．制坯工步和制坯模膛
对于形状复杂的锻件，例如截面不均匀、轴向 弯曲不对称的锻件，为了更好地使金属充满模 腔，先将原始坯料在制坯模膛内锻成接近锻件 的形状，然后终锻，或先预锻后再终锻。 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。

典型模锻件
1.锤上模锻
所用设备有蒸汽-空气锤、高速锤等。 目前，我国一般工厂大都使用蒸汽-空气锤。 主要特点： 锤头与导轨间的间隙较小，机架直接与砧座连接，保 证了锤头上下运动的精确性，能使上、下模块对准； 砧座较重，约为落下部分质量的20~25倍。 模锻锤的吨位(落下部分的质量)为1~16t。 模锻件的质量为0.5~150kg。由于锤上模锻具有工艺适 应性广的特点，故目前仍在锻件生产中得到广泛应用。 但是，模锻锤锻造振动和噪声大，劳动条件差，能源 耗费严重。 近年来，成批及大量生产的模锻件越来越多地采用压 力机进行模锻。
平锻机上模锻过程

平锻机启动前，棒 料放在固定凹模1内， 并由前定料板定位。 在凸模前进时，活 动凹模迅速将杆料 夹紧，前定料板自 动退出。凸模继续 前进，使杆料一端 镦粗，金属充满模 膛。然后，主滑块 带动凸模从凹模中 退出，活动模松开， 前定料板又恢复到 原来的位置上，即 可取出锻件。
三、锻模结构与模锻工步
3)冲孔


冲孔是用冲于将坯料冲出透孔或不透孔 的工序。
锻造各种带孔锻件和空心锻件时都需要冲孔。 冲孔方法有实心冲子冲孔和空心冲子冲孔。
二、模锻
模锻是将金属坯料放入具有一定形状的锻模模膛内， 使坯料受压而变形的压力加工方法。 在变形过程中，金属的流动受到模膛形状的限制， 金属充满模膛后就能得到与模膛形状相同的锻件。 按使用的设备不同，模锻可分为锤上模锻、胎模锻 和压力机上模锻等。 与自由锻相比，模级具有如下优点； 1)操作技术要求不高，但生产率高； 2)锻件尺寸和形状精确，加工余量小； 3)能锻造形状较为复杂的锻件，可节省金属材料。 由于受到模锻设备吨位的限制，锻件质量不能太大， 一般在150kg以下；因为锻模成本高，故模锻只适用 于大批量生产，广泛用于飞机、汽车、轴承等行业。


水压机的缺点：
设备庞大，必须有一套供水系统和操纵系统，造 价较高。 水压机的吨位用压力来表示，压力可达500~15000t (5~150MN)，所锻钢锭的质量由l~300t。
水压机
2．自由锻造的基本工序。

根据自由锻造变形工序变形性质和变形 程度的不同，可将它分为基本工序、辅 助工序和修整工序三大类。

①拔长 制 坯 ②滚挤
锻 模
工 步 ③弯曲 模 ④预锻 锻 工 步 ⑤终锻 切 断 ⑥切边 工 步
切 边 模
四、胎模锻造

1)
2) 3) 1)
2)
3)
胎模锻是在自由锻设备上采用胎模来生产锻件的方法。 与自由锻相比，胎模锻有如下特点： 操作简便，生产率高； 锻件形状准确，尺寸精度较高； 锻件内部组织致密，纤维分布更符合性能要求。 与模锻相比，胎模模锻又有如下特点： 胎模模锻不需采用昂贵设备； 胎模锻可局部成形，故可用较小设备锻制较大模锻件； 胎模锻锻模结构简单，容易制造，成本低。 但胎模锻件的尺寸精度不如模锻件高，生产率较低， 模具寿命短，且适合于中小批量的锻件生产中。

带冲孔连皮及飞边的模锻件
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。
单模膛锻模

用于锻制简单形状的锻件，属于终锻模膛
摩擦压力机传动简图

靠飞轮、螺杆及滑块向下运动时所积蓄 的能量来实现模锻的。
4．平锻机上模锻


1) 2) 3) 4) 5)
平锻机有两个互相垂直的分摸面，主分模面在凸模 与凹模之间，另一个分模面在可分的两半凹模之间。 吨位一般为l103~3.15104kN。 最适合的锻件是带头部的杆类和有孔的锻件，也可 以锻造曲柄压力机上不能模锻的一些锻件。 锻机上模锻有如下特点： 坯料长度不受设备工作空间的限制，可锻造其它立 式锻压设备不能锻造的长杆类锻件； 因为有两个分模面，故可以锻造在两个方向上有凹 档、凹孔的锻件； 锻件尺寸精确，表面粗糙度小； 节省金属，材料利用率可达85％~95％； 难以锻造非回转体及中心不对称的锻件。
一、冲压设备
1）剪床→把板料切成一定宽度的条料，为 后续的冲压备料。 2）冲床→完成冲压的各道工序，生产出合 格的产品。
单柱冲床
二、冲压基本工序
一）冲裁： 利用冲模将板料以封闭或不封闭的轮廓线与坯
料分离的冲压方法。即用带刃口的冲模使板料 分离。
冲 裁 沿封闭轮廓分离 （冲孔、落料等） 沿非封闭轮廓分离 （切断、切口、剖切等） 板坯 凸模 凹 模

蒸汽-空气锻锤
2．曲柄压力机上模锻


1)
2)
3)
4)
5)

模锻专用曲柄压力机，也称热模锻压力机，它已成为 现代模锻的主要设备。吨位一般是2103~1.2105kN。 曲柄压力机上模锻具有如下优点： 在滑块的一次往复行程中即可完成一个工步的变形。 坯料变形比较深透而均匀，有利于提高锻件质量； 滑块运动精度高，且有锻件顶出装置，因此锻件的公 差、机械加工余量和模锻斜度都比锤上模锻小； 曲柄压力机作用力属静压力，金属在模膛内流动缓慢， 对于耐热合金、镁合金以及对变形速度敏感的低塑性 合金的锻造非常有利； 生产率比锤上模锻高很多，且易实现机械化和自动化； 锻造时震动和噪声小。 但是曲柄压力机结构复杂，不宜进行拔长和滚压工步。
一、自由锻造
自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下两个砥铁 之间产生变形，从而获得所需形状及尺寸的锻件。 金属受力变形时在砥铁间向各个方向自由流动，不 受什么限制。锻件形状和尺寸由操作工的操作技术 保证。 自由锻造分手工锻造和机器锻造两种。 手工锻造只能生产小型锻件。 自由锻造应用极广，锻件质量从不及一公斤到二三 百吨，广泛应用在单件小批量生产中。 大型零件在工作中都承受重大载荷，要求具有较高 强度，故均应采用自由锻造制成的毛坯再经切削加 工制成零件。自由锻造在重型机械制造中具有特别 重要的意义，如水轮机的主轴、曲轴、连秆等。
第六章 金属的塑性成形方法
锻造 冲压 其它金属塑性成形方法(挤压、轧制、

拉拔等)
第一节 锻
造
锻造是在加压设备及工（模）具的作用下，使 坯料、铸锭产生局部或全部的塑性变形，以 获得具有一定几何尺寸、形状和质量的锻件 的加工方法。 按所用的设备和工（模）具的不同， 可分为自由锻和模锻两大类。