锻造模具简介讲解
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模锻模锻，是一种常用于金属制造工艺的加工方法。
它通过将金属板材或坯料置于模具中，然后施加压力使其变形，从而获得所需的形状和尺寸。
模锻广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域，其制品具有高强度、高精度和良好的表面质量等优点。
模锻可以分为热模锻和冷模锻两种。
热模锻是将金属加热到一定温度，通常在材料的再结晶温度以上进行锻造。
在热模锻过程中，金属在高温下具有良好的可塑性，易于形成复杂的形状。
冷模锻则是在室温下进行的锻造过程，它通常用于加工对尺寸和形状要求较高的零件。
冷模锻可以减少金属的变形阻力和工艺能耗，但由于金属变形性差，对模具的设计和制造要求更高。
在模锻过程中，模具起着至关重要的作用。
模具的设计和制造直接影响到锻件的质量和生产效率。
模具应具备良好的耐磨性、抗热疲劳性和高精度，以满足产品的精度和表面要求。
模具的选材、加工工艺和热处理等也是影响模锻质量的重要因素。
模锻可以分为多种形式，如平板模锻、轧辊模锻、气动锤锻等。
其中，平板模锻是一种常见的模锻方法。
它通过将金属板料置于模具之间，施加压力使板料变形。
平板模锻适用于加工大尺寸的平板锻件，如汽车车身、船体结构等。
轧辊模锻是将金属板材通过轧辊间的连续挤压变形，从而获得所需的形状。
轧辊模锻广泛应用于制造轴承、齿轮等零件。
气动锤锻是利用气动锤对金属坯料进行锤击变形，常用于制造小型、中型锻件。
在模锻过程中，还有一些关键的工艺参数需要控制。
例如，锻造温度、锻造速度、锻造压力等。
合理的工艺参数可以获得良好的锻件形貌和性能。
此外，模锻还需要注意材料的选择和预热处理等。
不同的材料具有不同的锻造性能，需要根据材料的特点进行相应的工艺措施。
模锻的优点在于可以制造各种复杂形状的金属零件，同时具有良好的尺寸精度和表面质量。
与其他加工方法相比，模锻具有以下优势：首先，模锻可以提高金属的内部结构和力学性能。
通过锻造可以改善金属的晶粒结构，使其具有更好的织构和抗拉强度。
锻造还可以消除金属内部的缺陷和孔洞，提高其机械性能。
锻造工艺与模具设计-锤上模锻
锻造工艺与模具设计-锤上模锻引言锤上模锻是一种传统的金属锻造工艺，它使用锤子和模具将金属加热至一定温度后进行锤击，使其塑性发生变化，并通过模具的形状来塑造金属的最终形态。
本文将介绍锤上模锻的工艺流程以及模具设计的要点和注意事项。
锤上模锻的工艺流程锤上模锻的工艺流程通常包括以下几个步骤：1.材料准备：选择适当的金属材料，并对其进行预处理，如去除表面氧化物、清除杂质等。
2.加热：将金属材料加热至适当的温度，以增加其塑性。
加热温度通常根据材料的种类和要求的锻造效果来确定。
3.锤击：在金属材料达到适当温度后，使用锤子对其进行锤击。
锤击力度和频率需根据材料的塑性和形状来调整，以达到锻造工件的要求。
4.模具设计：根据锻造工件的形状和尺寸要求，设计制作适用的模具。
模具应具有足够的强度和刚度，以承受锤击的力量，并能形成金属的预期形状。
5.成品处理：锻造完成后，对锻造工件进行必要的处理，如退火、淬火、表面处理等，以提高其性能和外观质量。
模具设计的要点和注意事项1. 模具材料的选择模具材料应具有足够的硬度和强度，以抵抗锤击力量的作用。
常用的模具材料有合金工具钢、高速钢等。
在选择模具材料时，还需要考虑其热膨胀系数和导热性能，以确保模具在高温条件下能保持形状稳定性。
2. 模具结构设计模具的结构设计应考虑到工件的形状和尺寸要求，以及锤击的力量和频率。
模具应具有足够的强度和刚度，以承受锤击的力量，并能准确地形成金属的预期形状。
同时，模具的结构应合理，方便装卸和调整，以提高生产效率。
3. 模具表面处理模具的表面处理对于形成工件的表面质量和精度非常重要。
常用的表面处理方法包括电火花加工、抛光、渗碳等。
表面处理可以改善模具的耐磨性和抗粘附性，以减少模具的磨损和延长使用寿命。
4. 模具的维护与保养模具在锤上模锻过程中会受到较大的冲击和热应力，因此需要定期进行维护和保养，以确保其性能和使用寿命。
维护和保养包括清洁、修复损坏、润滑等工作。
《锻造模具设计》课件
模具设计作为制造业的重要基础，对于推动相关产业的发展具有重要意义，特别是在汽车 、航空、能源等领域，模具设计的技术水平和创新能力已经成为衡量一个国家制造业水平 的重要标志。
模具设计的流程
初步设计
详细设计
绘制图纸
审核与修改
根据产品需求和工艺要求，进 行初步的模具结构设计，确定 模具的基本布局和功能模块。
材料的强度决定了模具的承载能力和 抗变形能力，应根据锻造压力和模具 尺寸选择具有足够强度的模具材料。
韧性
材料的韧性决定了模具的抗冲击能力 和抗疲劳性能，应根据锻造工艺的要 求选择具有良好韧性的模具材料。
材料热处理与表面处理
热处理
通过改变模具材料的内部组织结 构，提高其力学性能和延长使用 寿命。常见的热处理工艺包括淬 火、回火、表面强化处理等。
《锻造模具设计》 PPT课件
目录
CONTENTS
• 锻造模具设计概述 • 锻造模具材料选择 • 锻造模具结构设计 • 锻造模具制造工艺 • 锻造模具应用实例
01 锻造模具设计概述
定义与特点
定义
锻造模具是用于金属材料成型的工具 ，通过模具的精确设计和制造，可以 实现金属材料的塑性变形，从而得到 所需形状和性能的零件。
表面处理技术
为了提高模具的耐磨性和抗腐蚀性， 需要进行表面处理，如喷涂、渗碳等 。
装配与调试技术
将各部件组装在一起，并进行调试， 需要采用合适的装配和调试技术，确 保模具工作正常、性能稳定。
模具制造中的常见问题及解决方案
加工精度不足
热处理变形
可以通过采用高精度加工设备和工艺来提 高加工精度。
可以采用先进的热处理技术和设备，控制 热处理过程中的温度和时间，减少热处理 变形。
锻模设计(含实例)
• 针对加工精度不足的问题：在加工锻模时，需要采用高精度的加工设备和方法 ，保证加工精度。例如，可以采用数控加工中心进行加工，以保证尺寸精度和 表面粗糙度符合要求。
自动化制造
通过数控机床和机器人技 术实现锻模的自动化加工 和装配，提高生产效率。
智能化监控
利用传感器和监控系统对 锻模使用过程进行实时监 测和预警，延长使用寿命。
05
锻模设计中的问题与解决方 案
锻模设计中的常见问题
材料选择不当
01
在锻模设计中，材料选择是非常关键的。如果 材料硬度、耐磨性和耐热性等性能不符合要求，
强度计算
根据模具的工作条件和材料特性，进行强度计算，以确保模具在工作过程中不会 发生破坏。
锻模设计的工艺要求
适应工艺要求
锻模设计应满足锻造工艺的要求，如成形件的结构、尺寸、精度等。
材料选择与热处理
根据模具的工作条件和要求，选择合适的材料，并进行相应的热处
锻模设计实例
高强度钢
采用高强度钢作为锻模材料，提高其耐磨性和抗疲劳性能。
硬质合金
在特定区域使用硬质合金材料，增强锻模的耐热性和硬度。
复合材料
利用复合材料的特点，如低热膨胀系数和良好的耐磨性，优化锻模设计。
锻模设计的智能化与自动化
01
02
03
智能化设计
借助人工智能技术，自动 优化锻模设计方案，减少 人为因素导致的误差。
会导致锻模寿命缩短，甚至引发安全事故。
热处理工艺不成熟
03
热处理工艺对锻模的硬度和耐磨性等性能影响 很大，如果工艺不成熟，会导致锻模性能不稳
锻造工艺过程及模具设计
锻造工艺过程及模具设计
锻造是一种常见的金属加工工艺，它通过对金属材料进行加热、锤打或压制等方式，使其形成所需的形状和尺寸。
在锻造过程中，模具的设计和制造是非常重要的环节，它直接影响到锻造件的质量和成本。
锻造工艺过程一般分为以下几个步骤：材料准备、加热、锻造、冷却和后处理。
其中，加热是锻造过程中最关键的一步，它可以使金属材料变得柔软，易于塑性变形。
在加热过程中，需要控制加热温度和加热时间，以确保金属材料达到最佳的塑性状态。
锻造过程中，模具的设计和制造也是非常重要的。
模具的设计应该考虑到锻造件的形状、尺寸和材料特性等因素，以确保锻造件的质量和成本。
在模具的制造过程中，需要选择合适的材料和加工工艺，以确保模具的强度和耐用性。
在锻造过程中，还需要注意一些常见的问题，如金属材料的变形和裂纹等。
为了避免这些问题的发生，需要控制锻造过程中的温度、压力和速度等因素，以确保金属材料的均匀变形和无裂纹。
锻造工艺过程及模具设计是非常重要的，它直接影响到锻造件的质量和成本。
在实际应用中，需要根据具体的情况选择合适的工艺和模具设计，以确保锻造件的质量和成本的最优化。
锻造工艺与模具设计-锤上模锻
带连皮的模锻件，不需绘出连皮的形状和尺寸。产品 图的主要轮廓线要用点划线在模锻件图上表示，便于表示 各部分的加工余量。
锻造工艺与模具设计-锤上模锻
6.3.6 锻件图和锻件技术条件
锻件图(冷)是在零件图基础上，加上余量、余块 或其它特殊留量后绘制的图，图中锻件外形用 粗实线表示，零件外形用双点划线表示。 锻件的公称尺寸与公差注在尺寸线的上面，而 零件的尺寸注在尺寸线的下面的括号内。
α大到一定值时，可自动脱模，但α太大将会增大 金属的消耗量和余量。
但是，为了便于出模，高度较小的锻件可采用较
大的斜度，这时，多消耗的金属量不大。如：
H<50mm，查到3°改为5°；H<30mm，查的3°
、5°一律改为7°。
锻造工艺与模具设计-锤上模锻
(2) 同一锻件上内模锻斜度要比外模锻斜度大。 （大小原则）原因在于锻件冷却时，外壁趋向离开模 壁，而内壁正相反。
锻造工艺与模具设计-锤上模锻
1、热锻件图设计
热锻件图是将冷锻件图的所有尺寸计入收缩 率而绘制的。钢锻件的收缩率取1.2%-1.5%； 钛合金锻件取0.5%-0.7%；铝合金锻件取 0.8%-1.0%；铜合金锻件取1.0%-1.3%；镁合 金锻件取0.8%左右。 加放收缩率时，对无坐标中心的圆角半径不 加放收缩率；对于细长的杆类锻件、薄的锻 件、冷却快或打击次数较多而终锻温度较低 的锻件，收缩率取小值；带大头的长杆类锻 件，可根据具体情况将较大的头部和较细杆 部取不同的收缩率。
状越复杂，见表6-2：
级别 代号 形状复杂系数值S 形状复杂程度
Ⅰ S1
0.63～1
简单
Ⅱ S2
0.32～0.63
一般
Ⅲ S3
0.16～0.32
锻造工艺与模具设计-锤上模锻
(4) 锻件某些部位在 切边或冲孔时易产生 变形而影响加工余量 ，应在热锻件图的相 应部位增加一定的弥 补量，提高锻件合格 率，如图所示。
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(5) 一些形状特别 的锻件，不能保证 坯料在下模膛内或 切边模内准确定位 。在锤击过程中， 可能因转动而导致 锻件报废。热锻件 图上需增加定位余 块，保证多次锻击 过程中的定位以及 切飞边时的定位。
圆饼类锻件分模位置
（5）锻件形状较复杂部分应该尽量安排在上模。
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6.3.2 余块、余量和锻造公差
锻件上凡是尺寸精度和表面品质（表面粗糙度） 达不到零件图要求的部位，需要在锻后进行机械加 工，这些部位应预留加工余量。
模锻件的加工余量要大小恰当。 精密模锻的目的是在不影响零件加工品质的前 提下模锻出小余量或者无余量精锻件。
形状尽可能与零件形状相同，以及锻件容易 从锻模模膛中取出。
确定分模面时，应以镦粗成形为主，还 应考虑材料利用率。
分模面的位置与模锻方法直接有关，它 决定着锻件内部金属纤维方向。
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锻件分模位置一般都选择在具有最大轮廓 线的地方。此外，还应考虑下列要求：
（1）尽可能采用直线分模，使锻模结构简单， 防止上下模错移。
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4、压凹 当锻件内孔直径较小，不易锻出连皮，应改为压凹形式， 通过压凹变形有助于小头部分饱满成形。
压凹
带连皮的模锻件，不需绘出连皮的形状和尺寸。产品 图的主要轮廓线要用点划线在模锻件图上表示，便于表示 各部分的加工余量。
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6.3.6 锻件图和锻件技术条件
锻件图(冷)是在零件图基础上，加上余量、余块 或其它特殊留量后绘制的图，图中锻件外形用 粗实线表示，零件外形用双点划线表示。
一般情况下，热锻件图形状与锻件图形状完全相 同。但在某些情况下，需将热锻件图尺寸作适当 的改变以适应锻造工艺过程要求。
模具概论第二节锻造工艺及模具结构
第四章 其他模具第二节 锻造工艺及模具结构中国古代锻造史一、锻造工艺（一）锻造工艺概述1.锻造概念对坯料施加外力，使其产生塑性变形、改变尺寸、形状及改善性能，用以制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方式，如图4-15所示图4-15锻造零件2.锻造成型分类：按所用的工具不同，锻造可分为自由锻和模锻两大类。
3.锻造生产的工艺进程为：下料—加热—锻造—热处置—查验。
（二）自由锻（open die forging ）自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而取得所需形状及尺寸和必然机械性能的锻件的一种加工方式，称为自由锻。
早在3000多年前，我国劳动人民就已熟练地应用锻造方法制造生产工具和各类兵器。
河北藁城出土商代遗址中有兵器、金丝、金箔。
1.自由锻分类手工锻造和机械锻造两种。
手工锻造只能生产小型锻件，生产率也较低。
机械锻造是自由锻的主要方式。
2.自由锻特点（1)金属坯料可朝各个方向自由流动，不受限制；（2)所用工具简单，设备和工具通用性强，本钱低；（3)锻件精度较低，生产率低；（4)其形状和尺寸主要由操作者的技术来控制。
自由锻主要用于品种多，产量不大的单件小批量生产，也可用于模锻前的制坯工序。
3.自由锻设备：锻锤（包括空气锤、蒸汽－空气锤），如图4-16(a)所示；液压机，如图4-15(b)所示。
图4-16（a）空气锤图4-16（b）液压机4.自由锻工序（1）大体工序：锻造进程中直接改变坯料形状和尺寸的工序。
如镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、锻接等，如图4-17所示。
图4-17大体工序（2）精整工序：修整锻件最终形状和尺寸、消除表面不平和歪斜的工序。
如修整鼓形、校平、校直等，如图4-18所示。
图4-18精整工序 （3）辅助工序：为方便大体工序的操作而预先进行局部小变形的工序。
如倒棱、压肩等，如图4-19所示。
图4-19辅助工序5.典型自由锻工序加工及应用压肩倒棱 预压钳把 修整鼓形 断面校平弯曲校正（1）镦粗：是使坯料的截面增大，高度减小的锻造工序。
锻造工艺及模具设计资料
锻造工艺及模具设计资料大家好，我是一名大学教授，今天我来给大家介绍关于锻造工艺及模具设计的资料，希望对大家有所帮助。
1.锻造工艺锻造是将金属材料在一定的温度下通过压力变形达到所需形状的一种工艺。
锻造的主要特点是它是以固态变形为主要手段，对金属材料进行加工，锻件具有纤维结构，具有高的强度、韧性和可靠性。
锻造过程中需要注意以下几点：（1）选材锻造工艺的原料材料主要是金属材料，因此需要选用具有一定延展性、塑性、韧性和可锻性的金属材料进行锻造。
（2）加热锻造过程中需要对金属材料进行加热处理，使其达到适宜的塑性状态。
（3）锻造在适宜的温度下，使用锻压机等设备对金属材料进行锻造，以达到所需形状和尺寸。
（4）退火锻造后的金属材料需要进行退火处理，以恢复其塑性和韧性，保证其使用性能。
2.模具设计模具是锻造工艺中非常重要的工具，其设计质量将直接影响到锻造件的质量和成本。
模具设计需要考虑以下几点：（1）选材模具材料需要具有高强度、高韧性、高耐磨性和高温稳定性。
常用的模具材料有合金钢、合金铸铁、电熔钢等。
（2）结构设计模具结构需要合理设计，以保证锻造件的精度和质量。
通常包括上下模、内芯、外壳、挡料等部分。
（3）冷却设计在锻造过程中，模具需要耐受高温和高压的腐蚀和磨损，因此需要合理设计冷却系统，以提高模具的使用寿命和稳定性。
（4）应力分析在模具设计过程中需要进行应力分析，以确保模具在使用中不会破裂或变形，同时需要加强模具的强度和稳定性。
以上就是关于锻造工艺及模具设计的简单介绍，感谢大家的阅读。
除了以上介绍的基本知识外，我们还可以探讨一些更深入的问题和技术。
1.锻造工艺的分类锻造工艺可以根据材料的状态和加工方式进行分类。
常见的分类有：（1）按材料状态分类：①冷锻：在材料不加热或温度较低时进行的锻造。
②热锻：在材料加热到适宜温度时进行的锻造。
热锻可以分为碳素钢热锻、合金钢热锻、铝合金热锻、镁合金热锻等。
（2）按加工方式分类：①自由锻造：将金属材料置于锻造机上，通过锤击、撞击等方式进行锻造。
第五章 锻造模具
1.什么是锻造模具？
锻造是一种通过模具和工具利用压力使工件成型 的工艺方法，它是最古老的金属加工方法之一， 可以追溯到公元前4000年——甚至8000年。 锻造生产广泛应用于机械、冶金、造船、航空、 航天、兵器以及其它许多工业部门。
航空航天
武器装备
交通运输
中国动车组列车
全铝汽车
曲轴
一般来说，大型锻件的锻造比在2～6的范围内。
三.模锻
（一）模锻特点 定义：把加热好的坯料放在固定于模锻设备上的模
具内进行锻造的方法称为模锻。模锻是使用专用锻
模进行锻造来获得所需形状和尺寸锻件的主要工艺 方法。 模锻的特点是：在锻压机器动力作用下，热透坯 料在锻模型腔中被迫塑性流动成形，从而获得比自
2.3自由锻件的分类及变形方案的确定
为了便于制订工艺规程，自由锻件可分为 以下几类： 1．轴杆类锻件：轴向尺寸远大于横截面尺 寸。基本工序为：拔长或镦粗＋拔长 2．矩形断面锻件：可归为轴杆类 3．曲轴类锻件：不仅沿轴线有截面形状和 面积变化，而且轴线有多方向弯曲。 基本工序为：拔长、错移、扭转。
齿轮
连杆
锻造目的和实质
锻造目的：锻造的根本目的是利用外加载 荷（冲击载荷或静载荷）通过锻压设备或 模具使金属毛坯产生塑性变形，从而获得 所需形状和尺寸的锻件，同时使锻件机械 性能和内部组织符合一定的技术的要求。 锻造实质：锻造工艺的实质是如何利用金 属的塑性使金属毛坯改变形状和性能而成 为合格锻件的加工过程。
5．锻造对锻件性能的影响 经锻造压实、再结晶 后，致密性、均匀性都大有提高，综合力学性能
相应提高。而锻造比的大小对锻件力学性能影响
最大。 随着锻比的增加，纵向和横向的塑性和强度 指标均有明显增长。继续增大锻造比，则增长缓 慢，并形成纤维组织，横向塑性、韧性指标开始
锻造模具设计知识点
锻造模具设计知识点锻造模具设计是机械设计中的重要内容，是实现金属锻造工艺的关键环节。
本文将介绍锻造模具设计的基本知识点，包括模具类型、设计要点和注意事项等。
一、锻造模具类型1.顶料模具顶料模具用于产生从上模到下模胚料的压力。
它由上部和下部两个模块组成，上部用于提供锻后凸轮面的形状，下部用于支撑、定位和组合。
2.剪断模具剪断模具用于将锻造过程中的多余材料切割、去除，使锻件得到所需形状。
它由切断刃和切割装置组成，能够实现高效率、高精度的切断。
3.胀圈模具胀圈模具用于在锻件上形成圆形凸台或凹槽。
通过胀圈模具的运动，使锻件发生径向变形，从而实现凸台或凹槽的形成。
4.内外圆模具内外圆模具用于锻造圆形截面的工件，如轴、套筒等。
内圆模具用于锻造内圆形工件，外圆模具用于锻造外圆形工件。
它们通过模具的闭合来实现锻造成形。
二、锻造模具设计要点1.材料选择锻造模具需要具备高强度、高硬度和高抗磨损性能。
常用的材料有工具钢、合金钢和硬质合金等。
根据具体工件的需求，选择适合的模具材料。
2.结构设计模具结构设计要考虑锻造工艺的要求，包括模具的拆卸和组合、导向和定位等。
模具结构应合理布局，方便操作和维护。
3.尺寸精度模具设计应考虑锻件的尺寸精度要求，包括锻件的公差限制、收缩率等。
模具尺寸要根据锻件的实际情况进行调整。
4.冷却系统设计模具设计要考虑冷却系统的设置，以提高锻件的冷却速度和均匀性。
合理的冷却系统可以降低模具温度，延长模具使用寿命。
三、锻造模具设计注意事项1.模具寿命模具设计应预留足够的寿命，避免频繁更换和修理。
根据不同工件的锻造次数和要求，选择合适的模具材料和热处理工艺。
2.模具加热锻造模具在使用前需要进行预热。
加热温度和时间要根据模具材料和尺寸进行控制，以免造成热应力和热裂纹。
3.模具维护锻造模具在使用过程中需要进行定期维护，包括模具清洁、润滑和尺寸检查等。
及时发现并修复模具的损坏和磨损问题，以保证模具的正常使用。
锻件模具的加工工艺
锻件模具的加工工艺
锻件模具加工工艺是指利用锻造方法制造锻件的工艺过程。
一般包括以下几个步骤：
1. 材料准备：选择合适的锻造材料，并对其进行清洁、预加热等处理，以提高锻件的质量和性能。
2. 锻模设计：根据锻件的形状和尺寸要求，设计锻模的结构和形状，并确定锻模的尺寸和材料。
3. 锻件预制：将锻造材料加热到适当的温度，然后放入预制模具中，通过锻造操作使材料变形为粗锻件。
4. 精锻：对预制的锻件进行精密锻造，通过锤击、加压等方式，将锻件完全变形为指定形状和尺寸的锻件。
5. 修整：对锻件进行修整和整形，去除外表面的凸起部分，使锻件的表面光滑、平整。
6. 热处理：对锻件进行热处理，以改善其材料的力学性能和组织结构。
7. 加工和修正：对锻件进行必要的加工和修正，如修整尺寸、加工孔、切割等。
8. 表面处理：根据锻件的要求，进行表面处理，如喷涂、镀层、热处理等。
9. 检验和测试：对锻件进行各种检验和测试，以验证锻件的质量和性能是否符合要求。
10. 包装和运输：对合格的锻件进行包装和运输，确保锻件安全到达使用地点。
以上是锻件模具加工工艺的一般步骤，具体的工艺流程会根据不同的锻件形状和要求而有所差异。
锻模设计PPT课件
表面处理主要包括涂装、电镀、化学镀、热喷涂、渗碳、渗氮等工艺。
表面处理效果
表面处理可以增强金属表面的抗腐蚀能力、耐磨性能和装饰性能，提高金属制 品的使用寿命和外观质量。
热处理与表面处理的结合应用
结合应用方式
在金属制品的生产过程中，通常会将热处理与表面处理结合起来，以获得更好的 综合性能。例如，在钢铁制品的表面进行涂装前，需要进行预处理和防锈处理， 以增强涂层的附着力和耐久性。
实例二：航空零件的锻模设计
总结词
材料强度高、精度要求极高
详细描述
航空零件的锻模设计需要考虑到材料的高强度和极高的精度要求。这类零件通常采用高强度合金钢或 钛合金等材料，需要采用特殊的加工工艺和热处理技术来确保模具的硬度和精度。同时，还需要在设 计中充分考虑模具的冷却和加热问题，以确保生产出的零件具有优良的性能和稳定性。
特点
锻模设计需要综合考虑材料、工 艺、热处理、机械加工等多个方 面，具有技术性强、精度要求高 、制造难度大等特点。
锻模设计的重要性
1 2
3
提高产品质量
通过合理的锻模设计，可以保证产品形状、尺寸和性能的稳 定，提高产品质量。
降低生产成本
合理的锻模设计可以减少模具的制造成本、缩短制造周期， 同时降低生产成本。
实例三：工具与刀具的锻模设计
总结词
批量小、品种多、精度要求高
详细描述
工具与刀具的锻模设计需要面对批量小、品种多、精度 要求高的特点。这类零件通常采用高碳钢或合金钢等材 料，需要采用特殊的加工工艺和热处理技术来确保模具 的硬度和精度。在设计中，还需要充分考虑模具的快速 装夹和调整问题，以提高生产效率和降低生产成本。同 时，对于一些复杂的刀具，还需要采用高速铣削技术来 加工模具型腔，以确保生产出的刀具具有优良的切削性 能和稳定性。
锻压工艺讲解
开裂
是什么原因导致这么严重的开裂不良呢？ 我们的开裂QC小组和关心产品品质的领导和员工分析了许多的原因，想了许多的方法，也 进行了各种各样的验证：
•是材料的不良导致产品品质不稳定？其中是紫铜配加量比例不足？是何种微量原素 未控制？是铜棒熔炉时未搅拌充分？是……
•是下料时有飞边？ •是煤油炉加热得不充分和不均匀性？
◎技改方案确认： 形成锻压开裂的因素很多，但我们解决问题要抓 主要矛盾，寻找规律性和共性的东西。目前截止阀座的 开裂90%发生在切边痕线上，开裂方向为轴线走向。针 对上述开裂原因分析，我们采取以下技改方案进行验证： 1）四条棱毛坯验证: 在毛坯阀身盖帽端、气门咀螺纹端，外圆柱面上 增加四条轴向棱角凸筋，目的：一、根据应力分布的特性， 让其在各条棱中分布，当其在应力释放开裂时使其大部分 在棱筋上发生，不影响主体阀座的品质；如图9示 图8
•是下料的坯料斜使放置时不正，冲压有切料的现象？
•是加热温度未控制到最适合的范围内？ •是回料再加热次数多导致晶粒结构变形致使开裂？ •是回冲导致开裂？ •是冲压放料位置未很好地受限制？ •是焊接加热火焰位置不按要求，应力加大导致？ •是中频炉推料杆不平稳，一下推出的第二个料温度不正确？ •是振光的时间不够？ •是锻压引起的应力未采取退火等措施完全消除，在机加工后得到释放形成开裂？ •是加脱模油未受控致使油皱开裂？ •是切边模刃口不锋利导致撕裂？
铜合金存在中温脆性区。以黄铜为例，在20～200℃和650～900℃两个温度范围内有很高 的塑性，而在250～650℃之间是一个脆性区，合金的塑性显著降低，很容易锻裂。其原因是合 金中有铅、铋等杂质存在，它们的溶解度极小，与铜形成低熔点的共晶体，呈网状分布晶界上， 从而削弱了铜晶粒之间的联系，当加热到500℃以上时，铅和铋溶于溶体中，于是塑性提高。
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第一节 锻模的分类及特点
一.锻模的分类
锻模的种类很多，通常锻模是按制造设备来分类，可分为 胎膜、锤锻模、机锻模、平锻模、辊锻模等。
1.胎膜
胎模锻是在自由锻设备上，利用不固定于设备上的专用胎 膜，进行模锻件生产的一种工艺。适于小型锻件、中小批量生 产。
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四.圆角半径
在制件公差允许条件下，圆角半径应尽可能大。 1.外圆角半径r
一般情况下r值按下式确定： 2.内圆角半径R
R太小，会使脱模困难，还会造成模锻时金属流动形成的 纤维被割断甚至产生折叠。
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五.冲孔连皮
对内孔大于25mm的锻件模锻时不能直接锻出通孔，在分 模面上留有较薄的一层金属称为连皮。常用连皮有四种形式：
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第四节 预锻模镗设计
一.预锻模镗作用
1.改善金属的流动条件； 2.使坯料易于充满型腔，避免充不满的缺陷； 3.减少终锻模镗磨损，提高锻模寿命。 采用预锻模镗后也会产生如下缺点： 1.使终锻时产生偏心打击，上下模容易错移； 2.增大了模块尺寸； 3.预锻、终锻若用两套模具分别在两台设备上联合捶打，成本高； 4.降低了生产率。
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（三）锻件的冷却和锻后热处理
1.锻件的锻后冷却方法 常用的锻件冷却方法，按其冷却速度的由快到慢的顺序分
为空冷、堆冷、坑冷（或箱冷）、灰冷（或沙冷）、炉冷等。 2.锻件的锻后热处理
锻件的锻后热处理目的是调整锻件的硬度，以利于锻件切 削加工； 调整锻件内应力，避免在机械加工时变形； 改善锻 件内部组织，细化晶粒； 对于不再进行最终热处理的锻件，应 保证达到规定的力学性能要求。
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总结
本章主要讲述锻造工艺的基础知识、锻造的工艺过程和工 艺方法，以及常用锻造设备的构造、原理和应用。重点掌握锻 造材料、下料方法和锻造温度的确定及锻造设备的选用。
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锻造与压铸模
第七章 锻模设计
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目录
• 第一节 锻模的分类及特点 • 第二节 锻件图设计 • 第三节 终锻模镗设计 • 第四节 预锻模镗设计 • 第五节 制坯模镗设计 • 第六节 锤锻模结构设计 • 第七节 机锻模设计
1.锻前加热的目的 提高金属的塑性，降低变形力； 以利于锻造和获得良好的锻后组织； 减少设备吨位，降低燃料消耗。
2.锻前加热的方法 根据热源不同，在锻造生产中金属的加热可分为两大类：
火焰炉加热，电加热。比较速热、控温、条件、成本等。
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（二）锻造温度范围的确定
锻造温度范围是指始锻温度和终 锻温度间的一段温度间隔。钢料在 高温单相区具有良好的塑性，所以 锻造温度范围最好在这个区间。如 图是在铁碳合金基础上制订的碳钢 锻造温度范围（3）。
带仓连皮尺寸计算和终锻模飞边槽设计一致：连皮厚度为 飞边槽桥部高度h飞，b为飞边槽桥部宽度。
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4.拱底连皮
锻打直径大而高度低的内孔时金属流动很困难。当d/h＞15 时应采用拱底连皮，其尺寸计算如下：
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六.绘制锻件图
一般锻件图上技术条件内容如下： 1.锻件热处理及硬度要求； 2.未注圆角半径和模锻斜度； 3.允许表面缺陷深度； 4.允许错差量和残余飞边量； 5.标出试验取样的位置； 6.表面清理方法； 7.其它要求。
（一）热模锻曲柄压力机、螺旋压力机、液压机吨位的确定
1.所需锻压力F0
2.公称吨位F
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（二）锻锤吨位的确定
锻锤是利用下落部分在高速下落时和锻模模腔内坯料发生 撞击而使坯料成形的。它的打击力随着坯料抵抗情况而变化， 空击或冷击时，打击力最大。所以它不是按打击力来选择设备， 而是一次打击时能释放出的最大能量来确定锻锤吨位的。
锻件最常采用的热处理方法有退火、正火、调质等。
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第二节 锻造工艺的基本工序和工步
一.锻造工艺的种类和特点
锻造工艺按加工方法的不同，又可分为自由锻、胎模锻和模锻。
二.锻造工序和工步的内容
一般情况下锻件生产流程为：备料－加热－锻造工序－后续工序。
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标注锻件公差。
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二.飞边槽设计
1.飞边形成过程
坯料在锤上模锻时，金属在终锻模镗内成形有如下四个阶段：
（1）自由墩粗变形阶段； （2）形成飞边阶段；
（3）充满模镗阶段；
（4）最好锻足阶段。
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2.飞边槽的作用
（1）造成足够大的水平方向的阻力； （2）容纳多余的金属； （3）承受冲击力，起缓冲作用。
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第四章 锻前准备
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目录
• 第一节 锻造前的准备和锻后热处理 • 第二节 锻造工艺的基本工序和工步 • 第三节 锻造设备简介
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第一节 锻造前的准备和锻后热处理
一.锻造生产用的原材料
锻造生产用的原材料可分为锻造用钢和锻造用有色金属。
1.锻造用钢
（5）便于检查错移；
（6）简化锻模制造。
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二.确定机械加工余量和锻件公差
1.机械加工余量和工艺余块
加工余量主要由锻件质量、零件机加工精度和锻件复杂程度查表确定或 与加工部门协商。 （1）锻件质量mf
按锻件基本尺寸进行计算的质量。 （2）零件机加工精度
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4.平锻模
在水平锻造机上使坯料成形为模锻件或其半成品的模具称 平锻模。平锻机的工作特点是有两个分型面，主滑块在水平方 向运动，有坯料夹持定位装置。
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5.滚锻模
在辊锻机上将坯料纵轧成形的扇形 模具称为滚锻模。辊锻工艺的生产特点 是生产率比锤上模锻高5~10倍，节约金 属材料，劳动条件好，比较容易实现机 械化、自动化。
3.飞边槽形式
常见的飞边槽形式如图所示：
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4.确定飞边槽尺寸
设计飞边槽目前有计算法和吨位法两种方法。 （1）计算法
按经验公式计算飞边桥h飞：
（2）吨位法 在生产中，常根据锻锤吨位确定飞边槽尺寸。
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三.钳口
根据钳口不同的功能可分为常用钳口、特殊钳口、圆形钳 口、共享钳口等形式。
锻模零件图。
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第二节 锻件图设计
一.确定分模面
1.分模面与分模线
锻模的分模面是指上下模的分接面。分模轮廓线是指终锻模镗分模面与 锻件轮廓的交线。分模轮廓线在视图平面上的投影称为分模线。
2.确定分模面的原则
（1）容易脱模；
（2）成形良好；
（3）平衡侧压力；
（4）保证承力面强度；
一般情况下，表面粗糙度值分成Ra ＜ 1.6μm和Ra≥1.6μm两档。 （3）锻件形状复杂系数S
锻件形状复杂系数是锻件质量mf与相应的锻件外廓包容体质量mN之比：
根据S值的大小，锻件形状复杂系数分为4级：
S1级（简单）：0.63 ＜S≤1；
S2级（一般）：0.32 ＜S≤0.63；
S3级（较复杂）：0.16 ＜S≤0.32； S4级（复杂）：0 ＜S≤0.16。
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2.锤锻模
在模锻锤上使坯料成行为模锻件或其半成品的模具称锤锻 模。锤锻的特点是在锻压设备动力作用下，毛坯在锻模模镗中 被迫塑性流动成形，从而获得比自由锻质量更高的锻件。
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3.机锻模
在机械压力机上使坯料成形为模锻件或其半成品的模具称 为机械压力机锻模，简称机锻模。
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二.预锻模镗设计
1.预锻模镗仅用来减少终锻模镗的磨损
这种情况下，基本和终锻模镗一样，只有外圆角半径比终 锻模镗相应处大，分模面出圆角也大些。
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二.模锻件的分类
1.圆盘类
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2.长轴类
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三.锻模设计步骤
（1）设计锻件图； （2）设计终锻模镗； （3）确定模锻设备吨位； （4）设计制坯模镗； （5）确定坯料长度； （6）绘出锻模装配总图，给出锻模技术条件，再绘制
1.平底连皮
连皮厚s可按下式计算：
连皮内圆角半径R1可按下式取值：
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39机Leabharlann 工程系2.斜底连皮当锻件内孔直径d与孔深h之比大于2.5或d＞60mm时，应 采用斜底连皮。各尺寸计算如下：
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3.带仓连皮
为了解决切除连皮的困难，对内孔较大的锻件最好预锻时 采用斜底连皮，终锻时采用带仓连皮。
锻锤一次打击能量为 ，一次打击下坯料变形功
为
，根据能量守恒定律得：