锻压3-模锻
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– 制坯工步Preforming – 模锻工序 Die Forging
预锻Preforging 终锻Finish-Forging
– 切断工步Cutting
一、模锻的特点与应用
(1)生产效率高。 (2)锻件成形靠模膛控制，可锻出形状复杂、尺寸 准确，更接近于成品的锻件，且锻造流线比较 完整，有利于提高零件的力学性能和使用寿命。 (3)锻件表面光洁，尺寸精度高，加工余量小，节 约材料和切削加工工时。 (4)操作简便，质量易于控制，生产过程易实现机 械化、自动化。 (5)模锻需要专门的模锻设备，要求功率大、刚性 好、精度高，设备投资大，能量消耗大。另外， 锻模制造工艺复杂，制造成本高、周期长。
2. 模锻工艺规程
设计模锻件图 计算坯料尺寸 确定变形工步 设计锻模 选择模锻设备 确定加热规范 模锻后续工序
(1)设计模锻件图Forging Drawing
选择分模面 Die Parting Area
确定加工余量及公差 Allowance，Forging Tolerance
– 孔径d=30～80 mm时，厚度S=4～8 mm。 – 当孔径d<25 mm或冲孔深度h>3d时,只在冲孔处压出凹 穴。
齿轮坯模锻件图
技术要求 1.高度公差： +1.5 -0.75 2.未注圆角半径R=2.5 3.尺寸按交点注 4.热处理硬度 HBS228
(2)确定坯料尺寸
V坯=( V锻 + V飞+ V连)(1+ K) 1)盘类锻件 Brachyaxis：一般镦粗制坯和终锻成 形。 D计＝1.08(V坯/m)1/3
•摩擦压力机锻造锻件
m —坯料的高径比
2)轴类锻件Macro Axis：一般拔长、滚挤制坯。 D坯＝1.13(K•Fmax)1/3
k —模膛系数：不制坯或有拔长工步时, k=1； 有滚挤工步时，k=0.7~ 0.85。
(3)确定变形工步
(4)锻后工序
切边Trimming、冲孔 Punching Ward
校正 Sizing 热处理Heat Treatment 清理 Cleaning 精压 Coining ：提高锻件精度和降低表面粗糙度
2．平锻机上模锻
Die Forging on Upsetting Machine
•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
•平锻机锻造的锻件示例
•主要以局部镦粗为主，
也可进行压肩、冲孔、弯 曲和切断等工步。 最适合的锻件是带头部 的半轴类和有孔（通孔或 不通孔）的锻件。 简单锻件只需一个工步 完成。 复杂锻件，坯料可按顺 序放入几个模膛中逐步变 形而获得锻件。
•
• •
3．螺旋压力机上模锻 Die Forging on Fly Press
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 。
– 摩擦螺旋压力机：机械摩擦传动 – 液压螺旋压力机：液压传动。
•摩擦螺旋压力机
•摩擦压力机锻造特点
具有锻锤和压力机双重工作特性。
– 行程速度0.5~1.0 m/s，介于模锻锤和曲柄压力机之间。 – 有一定的冲击作用，且滑块行程和打击能量可控，与 锻锤相似。 – 坯料变形中的抗力由封闭框架承受，有压力机的特点。
工艺适用性好：既可完成镦粗、成形、弯曲、预锻、
终锻等成形工序，又可进行校正、精整、切边、冲孔等 后续工序的操作。
承受偏心载荷的能力差，一般只进行单模膛锻造。 由于打击速度比锻锤低，较适合要求变形速度低 的有色合金的模锻。 压力机工作台下装有顶出装置，很适合于模锻带 有头部和杆部的回转体小锻件。 有效机械效率低，生产率不高，吨位较小
1．热模锻压力机上模锻 Die Forging on Drop Press
曲柄压力机（简称曲柄压力机）
曲柄压力机:Crank Press 楔式热模锻压力机。
特点：Hale Waihona Puke Baidu
工作时震动和噪音小，劳动条件大为改善。 便于实现机械化和自动化，且具有很高的生产率。 锻件的精度高，其公差、余量和模锻斜度比锤上模 锻小。 变形应逐步进行。 设备结构复杂，造价高，而且由于滑块的行程和压 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专用设备。
二、锤上模锻 Die Forging
1．锻模结构
制坯模膛Blocker：使坯料预变形而达到合理 分配，使其形状基本接近锻件形状，以便更好 地充满模锻模膛。 模锻模膛Die Cavity of Die forging ：使坯料变 形到锻件所要求的形状和尺寸。 预 锻 模 膛 Blocking Impression 和 终 锻 模 膛 Finish Impression:对于形状复杂、精度要求较 高、批量较大的锻件，还要分为预锻模膛和终 锻模膛。
§3-3 模锻 Die Forging
利用模具使坯料变形而获得锻件。 将金属坯料置于锻模模膛内，在冲击力或压力作用下 产生塑性流动。由于模膛对金属坯料流动的限制，从 而充满模膛获得与模膛形状相同的锻件。
模锻过程： 下料Cropping→加热Heating→制坯 Preforming→模锻Die Forging→精整 Sizing→热处理Heat Treatment→清理 Cleaning→检验Inspection
– 依据：零件的形状尺寸和锻件的精度等级，或锻锤 的吨位
确定模锻斜度 Draft Angle ：依据为模膛尺寸 确定模锻圆角半径Radium of Fillet
– 外圆角：使金属易于充满模膛 r=加工余量 + 零件圆角半径 – 内圆角：减少锻造时金属流动的摩擦阻力 R=（2-3）r
冲孔连皮 Recess ：通孔难以锻出
– 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。
三、其他设备上的模锻
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。
预锻Preforging 终锻Finish-Forging
– 切断工步Cutting
一、模锻的特点与应用
(1)生产效率高。 (2)锻件成形靠模膛控制，可锻出形状复杂、尺寸 准确，更接近于成品的锻件，且锻造流线比较 完整，有利于提高零件的力学性能和使用寿命。 (3)锻件表面光洁，尺寸精度高，加工余量小，节 约材料和切削加工工时。 (4)操作简便，质量易于控制，生产过程易实现机 械化、自动化。 (5)模锻需要专门的模锻设备，要求功率大、刚性 好、精度高，设备投资大，能量消耗大。另外， 锻模制造工艺复杂，制造成本高、周期长。
2. 模锻工艺规程
设计模锻件图 计算坯料尺寸 确定变形工步 设计锻模 选择模锻设备 确定加热规范 模锻后续工序
(1)设计模锻件图Forging Drawing
选择分模面 Die Parting Area
确定加工余量及公差 Allowance，Forging Tolerance
– 孔径d=30～80 mm时，厚度S=4～8 mm。 – 当孔径d<25 mm或冲孔深度h>3d时,只在冲孔处压出凹 穴。
齿轮坯模锻件图
技术要求 1.高度公差： +1.5 -0.75 2.未注圆角半径R=2.5 3.尺寸按交点注 4.热处理硬度 HBS228
(2)确定坯料尺寸
V坯=( V锻 + V飞+ V连)(1+ K) 1)盘类锻件 Brachyaxis：一般镦粗制坯和终锻成 形。 D计＝1.08(V坯/m)1/3
•摩擦压力机锻造锻件
m —坯料的高径比
2)轴类锻件Macro Axis：一般拔长、滚挤制坯。 D坯＝1.13(K•Fmax)1/3
k —模膛系数：不制坯或有拔长工步时, k=1； 有滚挤工步时，k=0.7~ 0.85。
(3)确定变形工步
(4)锻后工序
切边Trimming、冲孔 Punching Ward
校正 Sizing 热处理Heat Treatment 清理 Cleaning 精压 Coining ：提高锻件精度和降低表面粗糙度
2．平锻机上模锻
Die Forging on Upsetting Machine
•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
•平锻机锻造的锻件示例
•主要以局部镦粗为主，
也可进行压肩、冲孔、弯 曲和切断等工步。 最适合的锻件是带头部 的半轴类和有孔（通孔或 不通孔）的锻件。 简单锻件只需一个工步 完成。 复杂锻件，坯料可按顺 序放入几个模膛中逐步变 形而获得锻件。
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3．螺旋压力机上模锻 Die Forging on Fly Press
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 。
– 摩擦螺旋压力机：机械摩擦传动 – 液压螺旋压力机：液压传动。
•摩擦螺旋压力机
•摩擦压力机锻造特点
具有锻锤和压力机双重工作特性。
– 行程速度0.5~1.0 m/s，介于模锻锤和曲柄压力机之间。 – 有一定的冲击作用，且滑块行程和打击能量可控，与 锻锤相似。 – 坯料变形中的抗力由封闭框架承受，有压力机的特点。
工艺适用性好：既可完成镦粗、成形、弯曲、预锻、
终锻等成形工序，又可进行校正、精整、切边、冲孔等 后续工序的操作。
承受偏心载荷的能力差，一般只进行单模膛锻造。 由于打击速度比锻锤低，较适合要求变形速度低 的有色合金的模锻。 压力机工作台下装有顶出装置，很适合于模锻带 有头部和杆部的回转体小锻件。 有效机械效率低，生产率不高，吨位较小
1．热模锻压力机上模锻 Die Forging on Drop Press
曲柄压力机（简称曲柄压力机）
曲柄压力机:Crank Press 楔式热模锻压力机。
特点：Hale Waihona Puke Baidu
工作时震动和噪音小，劳动条件大为改善。 便于实现机械化和自动化，且具有很高的生产率。 锻件的精度高，其公差、余量和模锻斜度比锤上模 锻小。 变形应逐步进行。 设备结构复杂，造价高，而且由于滑块的行程和压 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专用设备。
二、锤上模锻 Die Forging
1．锻模结构
制坯模膛Blocker：使坯料预变形而达到合理 分配，使其形状基本接近锻件形状，以便更好 地充满模锻模膛。 模锻模膛Die Cavity of Die forging ：使坯料变 形到锻件所要求的形状和尺寸。 预 锻 模 膛 Blocking Impression 和 终 锻 模 膛 Finish Impression:对于形状复杂、精度要求较 高、批量较大的锻件，还要分为预锻模膛和终 锻模膛。
§3-3 模锻 Die Forging
利用模具使坯料变形而获得锻件。 将金属坯料置于锻模模膛内，在冲击力或压力作用下 产生塑性流动。由于模膛对金属坯料流动的限制，从 而充满模膛获得与模膛形状相同的锻件。
模锻过程： 下料Cropping→加热Heating→制坯 Preforming→模锻Die Forging→精整 Sizing→热处理Heat Treatment→清理 Cleaning→检验Inspection
– 依据：零件的形状尺寸和锻件的精度等级，或锻锤 的吨位
确定模锻斜度 Draft Angle ：依据为模膛尺寸 确定模锻圆角半径Radium of Fillet
– 外圆角：使金属易于充满模膛 r=加工余量 + 零件圆角半径 – 内圆角：减少锻造时金属流动的摩擦阻力 R=（2-3）r
冲孔连皮 Recess ：通孔难以锻出
– 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。
三、其他设备上的模锻
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。