模锻工艺过程和锻模设计

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第十二章压力机模锻工艺及模具设计

表12-2 平锻件分类
（2）锻件图的制订确定锻件图的原则和内容与锤上模锻相同，不同点如下： 1）热模锻压力机有顶出装置，锻件能方便地从深型腔内取出，分模面可以灵活地选择。 2）锻件拔模斜度一般比锤上模锻件小一级。外斜度为3°～7°,内斜度为7°～10°，或视孔的相对深度而定。当h＞0.75d时，采用两级拔模斜度。
5）飞边槽的型式与锤上模锻相似，不同之处在于仓部是开通的。如图12－4
图12-4 飞边槽的形式 a）用于形状较复杂锻件 b）用于形状较简单锻件
（2）预锻工步设计：预锻工步设计原则与锤上模锻相似。设计时应着重考虑以下几点：
1）预锻工步图的高度尺寸相应要比终锻大2～5mm，宽度尺寸比终锻要小0.5～1mm，对高筋和凸出部分，取较大差值。
之比大于1.6～2时，应增加压扁工步。（2）对断面有一定变化的锻件：断面变化不超过10％～15％时，采用压
肩~终锻或压肩~预锻~终锻。（3）对截面变化大的锻件：采用其它设备制坯（辊锻、平锻、楔横轧、
空气锤等）或采用成型毛坯。（4）对弯曲类锻件，是否需要采用弯曲工步与锤上模锻相同。在热模锻压力机上模锻质量和尺寸较小的锻件时，可以采用多件模锻。
图12-18 整体式模锻
组合式锻模或镶块锻模结构，便于实现模具零件的标准化，中小批量的生产多用此种形式。
图12-19 镶块式锻模
图12-20 用楔紧固模块
摩擦压力机上模锻，上下模的导向方式见图12－21、图12-22。
图12－21用导销导向
图12-22 凸凹模导向的结构型式ａ）圆柱面导向ｂ）圆锥面导向ｃ）喇叭形导向
（1）终锻工步设计：根据热锻件图设计的。与锤上模锻相似，不同之处有以下几点：
1）上下模充满的难易程度差别不大，应考虑锻件的定位和取出方便。

锻造工艺与模具设计-模锻成形工序分析

● 金属充满模膛后，多余金属由桥口流出，此为第Ⅲ阶段。
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一、开式模锻变形过程
●
第Ⅰ阶段：由开始模压到金属与模具侧壁接触为止
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一、开式模锻变形过程
●
第Ⅱ阶段：第Ⅰ阶段结束到金属充满模膛为止
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一、开式模锻变形过程
●
第Ⅲ阶段：金属充满模膛后，多余金属由桥口流出
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二、开式模锻各阶段的应力应变分析
32
小飞边模锻
对某些形状的锻件，在模锻最后阶段，变形区集中分布在分模面附近，远离分模面的部分不容易充满。
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楔形飞边槽
主要依靠桥口斜面产生的水平分力阻止金属外流，飞边部分金属消耗减少一倍；这种飞边与锻件连接处较厚，切边较困难
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扩张型飞边槽
在模锻的第一第二阶段，桥口部分对金属外流有一定阻力作用；而最后阶段，对多余金属的外流无阻碍作用，可以较大程度的减小变形力，使上下模压靠。
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二、开式模锻各阶段的应力应变分析
●
第Ⅱ阶段
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二、开式模锻各阶段的应力应变分析
第Ⅲ阶段：主要是将多余金属排入飞边。此时流动界面已不存在，变形仅发生在分模面附近的一个区域内，其它部位则处于弹性状态；多于金属由桥口流出时阻力很大，使变形抗力急剧增大
●
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二、开式模锻各阶段的应力应变分析
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控制金属的流动方向
各质点向着阻力最小方向移动，因此依靠不同的工具，采取不同的加载方式在变形体内建立不同的应力场实现对金属流动物体内方向的控制
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控制塑性变形区
主要靠利用不同工具在坯料内产生不同的应力状态，使部分金属满足屈服准则，另一部分金属不满足屈服准则，达到控制变形区的目的

锻造工艺过程及模具设计

锻造工艺过程及模具设计
锻造工艺过程及模具设计
自由锻件分类
锻造工艺过程及模具设计
锻造工艺过程及模具设计
锻造工艺过程及模具设计
锻造工艺过程及模具设计
锻造工艺过程及模具设计
锻造工艺过程及模具设计
第3章自由锻主要工序分析
3.2 自由锻基本工序分析镦粗 ①镦粗的定义? ②镦粗的目的?
锻造工艺过程及模具设计
锻造工艺过程及模具设计
•2．锻件的锻后热处理 •锻件在机械加工前后，一般都要进行热处理。机械加工前的热处理称为锻件的锻后热处理．机械加工后的热处理称为最终热处理。通常锻件的锻后热处理是在锻压车间进行的。 •由于锻造过程中锻件各部分变形程度、终锻温度和冷却速度不一致，锻件内部存在组织不均匀、残余应力和加工硬化等现象。为了消除上述现象，保证锻件质量，锻后应进行热处理。 •锻件的锻后热处理的目的是调整锻件硬度， •锻件最常采用的热处理方法有退火、正火、调质等。 •(1)退火退火有完全退火、不完全退火、等温退火、预防白点退火等。 •完全退火：一般用于亚共析钢，如45钢、5crMnM0等。将钢锻件加热到Ac3上 30～50℃，经过一定时间的保温使之完全奥氏体化，然后随炉冷至6００℃，出炉空冷，以获得平衡状态的组织(一般是铁索体加珠光体)。 • 不完全退火(也称球化退火)：适用于过共析钢，如T8、T12、Gcrl5等。将钢锻件加热到Ac，以上10～20℃，经过较长时间的保温，然后随炉缓冷至4００～ 500 ℃取出空冷，以获得珠光体组织。
锻造工艺过程及模具设计
•3.拔长变形过程分析 •①拔长时的锻造比？ •②拔长时的变形特点？ •③拔长缺陷与防止措施？锻造工Fra bibliotek过程及模具设计
锻造工艺过程及模具设计

锻模设计(含实例)

继续压缩至上下模接触即打靠。
变形仅发生在分模面附近的区域内
，处于最强的三向压应力状态，变
形抗力也最大。此阶段的H 压下量小
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于2mm，它消耗的能量却占总能量
H
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二、终锻模膛设计
1、模膛尺寸计算
热锻件图依据冷锻件图绘制。
热锻件图上尺寸比冷锻件图
中尺寸加大一个收缩率，
即 Ll(1%)
式中：δ—终锻温度下的
主要内容是绘制热锻件图和确定飞边槽形式与尺寸。
边槽主要起排泄和容纳多余金属
作用。
充填模膛的阻力作用相对次要。
锻件高度由压机行程保证。上下分模面间保留一定间隙，不发生碰撞。
间ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ大小根据飞边槽高度而定。
H
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2）预锻工步设计
预锻工步图根据终锻工步图设计。总的原则是使预锻后
的坯料尽可能以镦粗方式进行。
dmin —计算毛坯的最小直径； d拐 —杆部与头部交接处的直径：
说明：
d拐1.13h拐M
α 值越大，流向头部的金属体积越多；
β 值越大，金属沿轴向流动的距离越长；
K 值越大，表明杆部锥度大，小头和杆部金属过剩；
G 值越大，制坯难度加大。
H
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(4) 根据繁重系数确定制坯工序的初步方案
长轴类锻件可根据计算出的繁重系数在右示经验图表中查出制坯工序的初步方案，再依据生产试验修改确定。
H
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东风汽车公司锻造厂用的热模锻压力机吨位主要有1200、800、400、200MN（1MN =106 N）等。
2、平锻机吨位经验公式：
F = 57.5kA，kN 。
式中
k —材料系数。取 k = 1.0～1.3；

第七章模锻工艺

二、模锻工艺方案的选择基本原则：保证锻件生产的技术可行性和经济合理性。在工艺上应满足对锻件质量和数量的要求；在经济上应使锻件生产成本低，经济效益好。
1．模锻工艺的选择 ①较大批量生产，采用模锻锤或热模锻压力机； ②中小批量生产，采用螺旋压力机或在自由锻锤上胎模锻及固定模模锻。工艺方案的选择： ①必须保证锻件的质量要求。 ②必须考虑工厂的具体条件，根据工厂的设备状况选择合理的工艺方案。
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。
头部沿轴向的内孔无法锻出，飞边体积较多，金属浪费大。
②热模锻压力机上模锻不用顶杆时，模锻件斜度与锤上模锻相同。若采用顶杆顶出锻件，则模锻斜度一般比锤上模锻件小一级。外斜度为3°～7°，一般常用5°；内斜度为7°～l0°。
锻件技术条件：锻件图无法表示的锻件质量和检验要求的内容，均应列入技术条件中加以说明。
包括内容：
①未注明的模锻斜度和圆角半径。 ②允许错移量和残余飞边的宽度。 ③允许的表面缺陷深度。 ④锻后热处理方法及硬度要求。 ⑤表面清理方法。 ⑥需要取样进行金相组织和力学性能试验时，应注明在锻件上的取样位置。 ⑦其他特殊要求，如直线度、平面度等。
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

锻造工艺过程及模具设计 ppt课件

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2.铸造
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3.压铸
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4.注塑
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压铸和注塑的发展100多年的历史。
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从工艺的角度谈区别
1.锻造
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除上述切割方法外，还有等离子切割法、电子束切割法、阳极切割法等。
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2.3 模锻时的润滑 ①锻造时为什么要润滑? ②润滑剂的分类? （传统的润滑剂、新型的
润滑剂）
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第二章锻前加热
3.1 一般加热方法金属材料锻前加热的目的：
是为了提高金属的塑性，降低变形抗力，以利于锻造和获得良好的锻后组织。
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第一章概述
1.2 锻造生产的发展过程 ① 模锻件的数量增加,自由锻造的数量减少; ② 材料利用率; ③ 模锻的流程; （备料………校正） ④ 20世纪锻造的基本发展情况?

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是一种常用的锻造工艺，它采用锻造机械或锻造设备对工件进行锤击、挤压或剪切等操作，将金属坯料加热至塑性状态后进行塑性变形，最终获得所需形状的工件。

自由锻造工艺具有以下几个主要步骤：1.材料准备：根据工件的要求，选择合适的材料，如钢、铝、铜等。

材料必须具备良好的塑性和可锻性。

2.加热：将所需锻造材料放入锻造炉中进行加热，通常采用电阻加热或气体燃烧器进行加热。

加热的目的是使材料达到塑性状态，方便进行塑性变形。

3.锻造：加热至适宜温度后，将材料放入锻造机械或锻造设备中进行锻造操作。

锻造操作可以通过压力，例如锤击或挤压，或通过剪切使工件变形。

锻造操作需要根据工件形状和尺寸进行精确控制，以确保最终获得所需形状的工件。

4.温度控制和冷却：在锻造过程中，材料会受到高温影响。

为了保证工件的质量和性能，需要对温度进行控制。

一般情况下，可以通过水冷却或自然冷却的方式快速降低工件温度。

5.后处理：完成锻造后，工件可能需要进行热处理、机械加工或表面处理。

这些处理可以改善工件的性能和外观。

模型锻造是一种常见的塑性加工工艺，它以模具为基础，通过压力和热力对金属坯料进行塑性变形，从而得到所需要的形状。

模型锻造的主要步骤如下：1.模具制造：首先需要根据工件的形状和尺寸，制作合适的模具。

模具可以用金属或其他材料制造而成。

2.材料准备：根据工件的要求，选择合适的材料坯料。

材料必须具备良好的塑性和可锻性。

3.加热：将材料加热至塑性状态，使其易于塑性变形。

加热的方式可以采用电阻加热或气体燃烧器进行。

4.锻造：将加热至塑性状态的材料放入模具中，施加适当的压力和热力，使材料变形。

锻造过程中需要精确控制温度和压力，以确保获得所需的形状。

5.冷却和后处理：完成锻造后，需要对工件进行冷却，使其恢复到室温，并可能需要进行热处理、机械加工或表面处理等后处理。

锻造工艺流程_锻造加工工艺过程

锻造工艺流程_锻造加工工艺过程锻造工艺流程以锻件塑性变形为核心，由一系列锻造加工工艺过程完成。

锻造工艺流程图解（如下）（1）下料采用砂轮切割机下料，车端面，倒圆角R5。

（2）加热采用电炉加热，炉温（450±10）℃，加热保温时间136min。

（3）模锻模锻设备为6300kN摩擦压力机，首先在锻模的镦粗台上将坯料压扁至H=24mm，再在型槽内平放料进行模锻，并欠压2～3mm 。

（4）加热炉温（450±10）℃，加热保温时间为30min（第二火）。

（5）模锻压至尺寸。

（6）加热炉温（450±10）℃，加热保温时间为10～15min。

（7）热切边（8）酸洗按酸洗通用工艺规程进行。

（9）热处理按热处理工艺规程淬火、人工时效。

（10）酸洗按酸洗通用工艺规程进行。

（11）锻件修伤（12）锻件检验100%检查材料牌号、外形及表面质量；100%检查硬度（HB ≥140）；低倍检查。

锻造工艺流程注意事项说明（1）锻造变形前工序主要有下料和加热工序。

下料工序按照锻造所需要的规格尺寸制备原毛坯，必要时还要对原毛坯进行除锈、除表面缺陷、防氧化和润滑等处理；加热工序按照锻造变形所要求的加热温度和生产节拍对原毛坯进行加热。

（2）锻造变形工序在各种锻造设备上对毛坯进行塑性变形，完成锻件内部和外在的基本质量要求。

其过程可能包括若干工序。

（3）锻造变形后工序锻造变形后，紧接着就是锻件的冷却过程。

而后，为了补充前期工序的不足，使锻件完全符合锻件产品图的要求，还需要进行：切边冲孔（对锻模）、热处理、校正、表面清理等系列工序。

有时，将锻后冷却与热处理过程紧密结合，以获得特定的锻件组织性能。

在各道工序间，以及锻件出厂前，都要进行质量检验。

检验项目包括集合形状尺寸、表面质量、金相组织和力学性能等，根据工序间半成品以及锻件的要求确定。

锻造成形的实质，是通过工具或模具对毛坯施加外力的作用，毛坯吸收机械能，内部产生应力状态分布的变化，发生材料质点的位移和变形流动；对于热锻造，毛坯还由于被加热而吸收热能，内部产生相应的温度分布变化。

锻造工艺过程及模具设计第7章模锻工艺

图7.8 分模位置居中便于发现错模
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻工艺
（3）对头部尺寸较大的长轴类锻件可以折线分模，使上下模膛深度大致相等，使尖角处易于充满，如7.9所示。
图7.9 上下模膛深度大致相等易充满
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻工艺
（4）当圆饼类锻件H≤D时，应采取径向分
模，不宜采用轴向分模（图7.10）。
四、和垂直分模平锻机相比，水平分模平锻机在操作上的优点：
1．夹紧力大，可利用夹紧滑块作为模锻变形机构，扩大了应用范围，提高了锻件精度。
2．模锻时坯料沿水平方向传送，易于实现机械化和自动化。
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻工艺
五、和垂直分模平锻机相比，水平分模平锻机有如下缺点：
1．曲柄连杆式的夹紧机构，夹紧保持时间有限，不宜进行深冲孔和管坯端部镦锻成形。
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。
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻工艺
冷锻件图即为锻件图。冷锻件图用于最终锻件的检验和校正模的设计，也是机械加工部门制定加工工艺过程，设计加工夹具的依据。热锻件图用于锻模设计和加工制造。热锻件图是对冷锻件图上各尺寸相应地加上热胀量而绘制的。
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻工艺
采用带导柱的组合模，能锻出精度较高的锻件。
采用带镶块的组合模具，可节约大量模具钢。
切边模也可以装在同一副模架上。
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻工艺
7.1.3 螺旋压力机及其工艺过程特征
目前国内用得较多的螺旋压力机是摩擦压力机。图 7-4为摩擦压力机的传动系统
3、摩擦压力机设备制造成本低，劳动条件好。 4、摩擦压力机的缺点是生产率低、传动效率低、抗偏载能力差。

锻造工艺学第六章模锻成形工序分析_OK

长杆料顶镦时，D＜1.25d0 管子弯曲时，应该用适当的
模具或芯轴
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§6-2 开式模锻
• 一、概念
开式模锻是变形金属的流动不完全
受模腔限制的一种锻造方式。开式模锻时，多余的金属沿垂直于作用力的方向流动边槽的作用
1．增大径向阻力，迫使金属充满模膛； 2．容纳多余的金属；
1．控制锻件的形状和尺寸：（终锻模膛，终成形模具）为保证锻件的形状和尺寸精度，设计模具时应注意以下两点： (1) 热锻时应考虑锻件和模具的热收缩； (2) 精密成形时还应考虑模具的弹性变形。
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2．控制金属的流动方向塑性变形的金属主要沿最大主应力增大的方向流动。在三向压应力情况下，金属主要沿最小阻力（增大）
压应力σR也愈大。这个阶段的变形对闭式模锻有害无益，是不希
望出现的。
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由此：
⑴ 闭式模锻变形过程宜在第
Ⅱ阶段刚完成，即形成纵向毛
刺之前结束。
⑵ 模壁的受力情况与锻件的
H/D有关，H/D越小，模壁受
力情况越好。
⑶ 坯料体积的精确性对锻件
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§6-3 挤压
• 正挤压 • 反挤压 • 径向挤压 • 复合挤压
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适用范围：适用于轴对称变形或近似对称变形。目前用的
最多的是短轴类回转体。
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一、闭式模锻的变形过程分析
闭式模锻的变形过程，可分为三个阶段： ①第Ⅰ阶段是基本成形阶段； ②第Ⅱ阶段是充满阶段；
③第Ⅲ阶段是形成纵向飞边阶段。
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1．第Ⅰ阶段──基本成形阶段由开始变形至金属基本充满型槽，此阶段变形力的增加相对较慢。金属变形可能是镦粗、压入、冲孔或挤压成形；有可能是整体变形，也可能是

模锻工艺的工序

模锻工艺的工序
模锻工艺主要包括以下几个工序：
1.模具设计与制造：根据产品的形状和尺寸要求，设计并制造适合的模具。

模具通常由模具座、压头、温度控制装置等组成。

2.模具预热：对制造好的模具进行预热处理，以提高模具硬度和耐磨性，同时减少冷却时间。

3.材料预热：将金属材料加热至适当温度，以增加其可塑性，为后续的模锻工序做好准备。

4.装入模具：将预热后的金属材料放置在模具的一侧，待好的装配好后，将其放置在模锻机的操作位置。

5.锻压：启动模锻机，施加压力将模具上下移动，使金属材料在模具的压力下发生塑性变形，从而达到所需的形状和尺寸。

6.冷却：模锻后的工件往往会产生高温，需要进行冷却以使工件达到所需的硬度和耐磨性。

7.去毛刺处理：去除模锻后工件上的毛刺，以提高表面的光洁度和质量。

8.检验与修整：对模锻后的工件进行检验，检查其尺寸、形状和表面质量是否符合要求。

如有不合格的地方，则进行修整处理。

9.清洗与防锈：对经过检验和修整的工件进行清洗，清除表面的污垢和残留物，并进行防锈处理，以保护工件的质量和使用寿命。

10.包装与出货：将经过清洗和防锈处理的工件进行包装，并安排出货。

模锻工艺(1)

力不能在锻造过程中调节，因而不能进行拔长、滚压等制坯工步，必须配备制坯工步的模锻工专艺(1用) 设备。
2．平锻机上模锻
Die Forging on Upsetting Machine
模锻工艺(1)
•平锻机上模锻过程
1-固定凹模 2-活动凹模 3-冲头 4-挡板 5-坯料
模锻工艺(1)
•平锻机锻造的锻件示例
模锻工艺(1)
l 校正 Sizing l 热处理Heat Treatment l 清理 Cleaning l 精压 Coining ：提高锻件精度和降低表面粗糙度
– 平面精压：用来获得模锻件某些平行平面的精确尺寸。 – 体积精压：用以提高模锻件所有尺寸的精度和表面质量。 – 精压后模锻件的尺寸精度公差可达±0.10~0.25 mm，表
面粗糙度Ra值为1.25~0.63μm。一般不再进行切削加工。
模锻工艺(1)
三、其他设备上的模锻
l 锤上模锻具有工艺适应性广的特点，但是模锻锤要求有庞大的砧座和基础，工作时震动和噪音大，能源消耗多，劳动条件差。
模锻工艺(1)
1．热模锻压力机上模锻 Die Forging on Drop Press
模锻工艺(1)
(1)设计模锻件图Forging Drawing
l 选择分模面 Die Parting Area
模锻工艺(1)
l 确定加工余量及公差 Allowance，Forging Tolerance
– 依据：零件的形状尺寸和锻件的精度等级，或锻锤的吨位
模锻工艺(1)
l 确定模锻斜度 Draft Angle ：依据为模膛尺寸 l 确定模锻圆角半径Radium of Fillet
l 利用飞轮旋转所积蓄的能量转化成金属的变形能进行锻造。

模锻工艺流程

模锻工艺流程
《模锻工艺流程》
模锻是一种金属加工工艺，通常用于制作具有复杂形状和高强度要求的零件。

其工艺流程大致包括原料准备、预热、模具设计、成型、冷却和后处理等多个环节。

首先，原料准备是模锻工艺流程的第一步。

金属原料一般采用钢坯或其他金属材料，需要按照设计要求切割成适当大小的坯料。

接下来是预热环节，目的是让金属坯料达到适当的温度，提高其塑性和延展性，便于成型。

通常采用加热炉进行坯料的预热处理。

然后是模具设计。

根据零件的形状和要求，设计并制作适当的模具，以便将金属坯料加工成所需的形状。

成型是模锻工艺流程中最核心的环节。

加热后的金属坯料被放入模具中，受到模具的挤压和冲击力，使其形成零件的初步形状。

冷却环节是为了让成型后的金属零件迅速冷却，在固态下达到所需的硬度和强度。

通常采用水冷或风冷等方式进行冷却处理。

最后是后处理，包括去除表面氧化层、修磨和清洗等工序，使得成型后的零件达到最终的外观和精度要求。

总的来说，模锻工艺流程是一个复杂而又精细的制造过程，需要经验丰富的工匠和精密的设备来完成。

通过科学的工艺流程，可以生产出高强度、耐磨、精密的金属零件，广泛应用于汽车、机械、航空航天等领域。