塑性成形工艺第十一章 锤上模锻工艺及模具设计
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。
锤上模锻工艺及模具设计
二、飞边槽的确定
开式模锻的终锻型腔周边必需有飞边槽，其形式及尺寸大小
对锻件成形影响很大。
1、金属变形分析：
第一阶段：从开始模压到金属与模具侧壁接触为止的镦粗变形 阶段。高度减小，径向尺寸逐渐变大，变形力不是 太大。
第二阶段：飞边形成阶段：金属一方面充填模腔，一方面由桥 口处流出形成飞边，并逐渐减薄。这时由于模壁阻 力，特别是飞边桥口部分的阻力作用，迫使金属充 满型腔。金属处于三向压应力状态，变形抗力迅速 增大。
模壁产生一个脱模分力P型Sin 来抵消模壁 对锻件的摩擦阻力Tcos ，从而减小取出
锻件所需的力P取出：
P取出 Sin
= Tcos
），
- P 型 Sin =P 型 （ Cos – 越大，P取出就越小，大到一
定值后锻件会自行从型槽中脱开。
3、常用斜度：锻件冷却后，其外壁因收缩而离开型腔，容易出模， 而内壁收缩，则使锻件包住型腔突出部分，出模困难，因此，内斜 度应比外斜度大一级。
⑴ 锻件热处理及硬度要求，测试硬度的位置；
⑵、未注明的模锻斜度和园角半径；
⑶、允许的表面缺陷深度（包括加工表面和非加工表面）；
⑷、允许的错移量和残余毛边的宽度；
⑸、需要取样进行金相组织和机械性能实验时，应注明锻
件上的取样位置；
⑹、表面清理方法；
⑺、其他特殊要求，如同心度，弯曲度等。
第四节 终锻型腔的设计
⑵、当设备吨位不足产生模锻不足（打不靠），可适当减小 锻件的高度尺寸（因为锻件在高度方向有个打不靠的值），其值 可接近负偏差；相反，当设备吨位偏大或锻模承击面不够时，易 产生承击面塌陷时，可适当增加热锻件图的高度尺寸，其值可接 近正公差；
塑性成形工艺第十一章锤上模锻工艺及模具设计
第三节 终锻型腔的设计
四、飞边槽的确定
1）容纳多余的金属； 2）增加金属流入型腔的阻力，迫使金属更好地充满型 腔； 3）起缓冲作用，减轻上下模打击，防止锻模早期破裂 和压塌； 4）容易切边。
第三节 终锻型腔的设计
四、飞边槽的确定 1.飞边槽的形式
第三节 终锻型腔的设计
五、钳口的选定
钳口是供放置钳子夹持毛坯用，当浇型检验型腔 时，钳口可作浇型的浇口。在终锻型腔和预锻型腔的 前端一般要设计钳口。
β＝Lj/dP越大，金属沿轴向移动的距离越大，应采用 拔长效率较高的制坯工步； 锥度K=(dk-dmin)/Lg越大，金属在制坯型腔中变形时 作用在金属上的水平分力越大；
锻件的质量M越大，标志着流动金属的体积越大；
第四节 预锻型腔的设计
2、制坯工步的确定 需综合考虑如下因素：
第五节 其它腔的设计
第四节 预锻型腔的设计
一、预锻型腔的设计
2.型腔的宽与高；
预锻后的毛坯在终锻过程中应以镦粗成形为主。 因此，预锻型腔的高度应比终锻型腔的大2～5mm， 宽度则比终锻型腔小1～2mm；横断面积应比终锻 型腔稍大一些，即预锻型腔的容积略大于终锻型腔， 预锻型腔不设飞边槽。
第四节 预锻型腔的设计
一、预锻型腔的设计 3.模锻斜度；
第十一章 锤上模锻工艺及模具设计
锤上模锻的特点：
4.由于无顶出装置，锻 件出模困难，模锻斜 度可适当大些；
5.生产操作方便，劳动 强度比自由锻小。
第一节 模锻件的分类
按照锻件分模线和主轴线的形状，以及锻件在平 面图上轮廓尺寸比例，将模锻件分为三类：
第二节 模锻件图的制定
模锻件图是确定模锻工艺和设计锻模的依据，它又 是指导模锻工进行生产和检验人员验收锻件的主要技术 文件。
塑性成形工艺与模具设计(最简明)
第一章塑性成形（塑性加工、压力加工）：金属材料在一定的外力作用下，利用金属的塑性而使其成形为具有一定形状及一定力学性能的加工方法。
塑性成形工艺与其他加工工艺相比，特点：1、材料利用率高2、力学性能好3、尺寸精度高4、生产效率高塑性成形工艺的分类按加工对象的属性：一次塑性加工（轧制、挤压、拉拔等）、二次塑性加工按塑性成形毛坯特点：体积成形（块形成形）、板料成形轧制：纵轧、横轧、斜轧挤压（坯料后端施加压力）：正挤压、反挤压、复合挤压拉拔（坯料前端施加压力）板料成形（冲压、冷冲压、板料冲压），按性质分为：分离工序（落料、冲孔、切断、切边、剖切等）、成形工序（弯曲、拉深、翻边、胀形、扩口、缩口、旋压等）体积成形，分为锻造（自由锻、模锻）、挤压（开式模锻、闭式模锻）自由锻，主要用于单件、小批量生产、大锻件生产或冶金厂开坯。
冲压工艺分类按变形性质分类：1、分离工序2、成形工序*按基本变形方式分类：1、冲裁2、弯曲3、拉深4、成形*按工序组合形式分类1、简单工序2、组合工序（1、复合冲压2、连续冲压3、连续-复合冲压）板料成形的失稳现象：拉伸失稳（板料在拉应力作用下局部出现缩颈或断裂）压缩失稳（板料在压应力作用下出现起皱）*板料冲压成形性能影响较大的力学性能指标：1、屈服强度σs(小好)2、屈强比σs/σb（小好）3、伸长率4、硬化指数n硬化指数：单向拉伸硬化曲线可写成σ=cε^n，其中指数n即为硬化指数，表示在塑性变形中材料的硬化程度。
*Q：什么叫加工硬化和硬化指数?加工硬化对冲压成形有有利和不利的影响？A：加工硬化：指随着冷变形程度的增加，金属材料的强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降的现象。
优：由于加工过硬化使变形抗力提高，又提高了材料承载能力。
缺：加工硬化变形越大，会使断面在局部地方易形成缩颈，容易被拉断不利于成形。
5、厚向异性系数γ（大好）厚向异性系数越大，表示板料越不易在厚度方向上产生变形，不易出现变薄和增厚。
塑性成形工艺第十一章锤上模锻工艺及模具设计
塑性成形工艺第十一章锤上模锻工艺及模具设计锤上模锻工艺是一种常见的金属塑性成形工艺，通过锤击和挤压金属材料，使其在锻模的作用下得到塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的零件。
本文将从锤上模锻工艺及模具设计两个方面进行详细介绍。
一、锤上模锻工艺锤上模锻工艺是将预热好的金属坯料放置于模具中，通过锤击和挤压使其在模具的作用下得到塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的零件。
具体的工艺流程如下：1.材料选择：根据零件的要求选择合适的金属材料，并对其进行预热处理，以提高其塑性和可锻性。
2.模具设计：根据零件的形状和尺寸要求，设计和制造适用的锻模。
3.预热坯料：将金属坯料放入预热炉中对其进行预热处理，使其达到适合锻造的温度。
4.放料：将预热好的金属坯料取出，放置于模具中。
5.锤击和挤压：用锤子对金属坯料进行锤击和挤压，使其在模具的作用下得到塑性变形，并逐渐冷却固化。
6.去毛刺：在锻造后对零件进行去除表面的毛刺处理。
7.检验和整形：对锻造后的零件进行质量检验，如尺寸、表面质量等，并进行修整和整形。
二、模具设计模具是实现锤上模锻工艺的重要工具，合理的模具设计能够保证锻件的形状和质量。
以下是模具设计的一些要点：1.模具材料：模具需要具有足够的硬度和耐磨性，常用的模具材料有合金工具钢、合金炉电极材料等。
2.模具结构：模具应具有足够的强度和刚度，能够承受锻造过程中的冲击和挤压力。
模具的结构应尽可能简单，易于制造和安装。
3.模具尺寸：模具的尺寸应根据零件的形状和尺寸要求进行合理确定。
模具的开裂数量和形式、上、下模的高度和准确度等都需要进行细致的计算和设计。
4.模具润滑：模具表面应涂抹适当的润滑剂，以减小模具与金属之间的摩擦力，提高成形性能。
5.模具冷却：模具内部应设置冷却装置，以保持模具在工作过程中的合适温度，减少模具磨损和延长使用寿命。
总之，锤上模锻工艺及模具设计是塑性成形工艺中的重要环节。
通过合理的工艺流程和模具设计，可以获得形状和尺寸精确的零件，并满足各种机械零件的使用要求。
连杆零件锤上锻模工艺及模具设计
2.7 热锻件图 2.8 飞边槽 作用:容纳多余金属，对锻造时飞边起缓冲作用
飞边槽设计
2.9 钳口 2.10 吨位计算 2.11 终段 型腔建模
选取最大截面处分模 2.2 余量及公差 由《模锻简明设计手册》可确定模锻件长度，宽度，高度的公差 长度公差：+1.3������������ − 0.7������������ 宽度公差：+1.1������������ − 0.5������������ 高度公差：+1.2������������ − 0.6������������ 大小头的加工余量为：1.7~2.8������������ 水平尺寸加工余量为：2.0~2.5������������ 2.3 拔模斜度 查设计手册可得本次零件的拔模斜度为7° 2.4 冲孔连皮 一般情况下孔径大于 30mm 的时就需要考虑冲孔连皮，连皮厚度可按以下 操作
ℎ < 0.4������������ = 0.12������ + ������������������������������ = 1.35������������ ������������������������ = 0.65������������
2.5 圆角 一般锻件圆角为 1mm,1.5mm,2mm,2.5mm 等数值 该锻件大段去 2mm 圆角 小端部位取 3mm 圆角 2.6 终段件与零件之间的比较“连杆零件来自上锻模工艺及模具设计”基本流程
“连杆零件锤上锻模工艺及模具设计”基本流程
1. 连杆零件分析 1.1 锤上模锻的特点及设计方法 特点: ①工艺灵活， 适应性广， 可以生产各类复杂锻件； 可单型槽模锻， 也可多型槽模锻；可单件模锻，还可多件模锻或一料多件连续 模锻； ②锤头的行程、打击速度和打击能量均可调节； ③冲填型槽能力强； ④可以提高零件的使用寿命； ⑤生产效率高； ⑥模锻件机械加工余量小，材料利用率高，锻件生产成本较低； 设计方法：1.锻件图设计；2.计算锻件的主要参数；3.锻锤吨位的确定；4.确定 飞边槽的形式和尺寸；5.终锻模膛的设计；6.预锻模膛设计； 7.绘制计算毛胚图；8.制胚工步选择；9.确定胚料尺寸；10. 其他模膛设计；11.模锻结构设计；12.模锻工艺流程设计。 1.2 零件的基本特征 连杆: 作用是传递活塞与曲轴间的作用力，并将活塞的往复运动变成曲 轴的旋转运动。 连杆为模锻件， 由连杆小头、 杆身和连杆大头组成，
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。
39
(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。
15
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。
11
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。
29
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。
30
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。
第十一章自由锻和模锻
第十一章自由锻和模锻第一节自由锻自由锻是利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁之间产生变形，从而获得所需形状及尺寸的锻件。
1.自由锻的优缺点2.自由锻的设备一、自由锻工序自由锻的工序可分为基本工序、辅助工序和精整工序三大类。
1．基本工序它是使金属坯料实现主要的变形要求，达到或基本达到锻件所需形状和尺寸的工艺过程。
如镦粗、拔长、弯曲、冲孔、切割、扭转和错移等。
实际生产中常采用的是镦粗、拔长和冲孔三个工序。
2．辅助工序是指进行基本工序之前的预变形工序。
如压钳口、倒棱、压肩等． 3．整理工序它是在完成基本工序之后，用以提高锻件尺寸及位置精度的工序。
二、自由锻工艺规程的制订制订自由锻的工艺规程包括绘制锻件图，确定变形工步，计算坯料的重量和尺寸，选定设备和工具，确定锻造温度范围和加热、冷却及热处理的方法和规范等。
1．绘制锻件图绘制锻件图应考虑以下几个因素．(1)(1)敷料如图1l—1(a)所示(2)加工余量(3)锻件公差锻件图的画法如图11—1(b)所示，2．坯料质量及尺寸计算坯料质量可按下式计算；G坯料=G锻件+G烧损+ G烧损式中 G坯料——坯料质量；G锻件——锻件质量；G烧损——加热时坯料表面氧化而烧损的质量．第一次加热取被加热金属的2～3％，以后各次加热取1.5～2.0％，G烧损——在锻造过程中冲掉或被切掉的那部分金属的质量．如冲孔时坯料中部的料芯．修切端部产生的料头等．当锻造大型锻件采用钢锭作坯料时，还要考虑切掉的钢锭头部和钢锭尾部的质量。
3．选择锻造工序选择自由锻造工序，主要是根据工序特点和锻件形状来确定，对一般锻件的大致分类及所采用的工序如表11-1所示。
三，自由锻锻件结构工艺性1．1．锻件上具有锥体或斜面的结构，从工艺角度衡量是不合理的如图11—2(a)。
因为锻造这种结构，必须制造专用工具，锻件成形也比较困难，使工艺过程复杂化，操作很不方便，影响设备的使用效率，所以要尽量避免。
应改进设汁，如图ll--2(b)。
塑性成形工艺与模具设计自由锻造工艺PPT课件
第19页/共41页
第二节 自由锻基本工序分析
三、冲孔 1.实心冲孔
第20页/共41页
第二节 自由锻基本工序分析
三、冲孔 2.空心冲子冲孔 3.在垫环上冲孔
第21页/共41页
第二节 自由锻基本工序分析
四、扩孔 1. 冲子扩孔 2.芯轴扩孔
第22页/共41页
第二节 自由锻基本工序分析
五、芯轴拔长
第一节自由锻工序分类
可分为基本工序、辅助工序和修整工序： 基本工序主要有： 镦粗、拔长、冲孔、芯轴扩孔、芯轴拔长、弯曲、 切割、错移、扭转、锻接
辅助工序：为了完成基本工序而使毛坯预先产生某一变形的工序。
修整工序：用来精整锻件尺寸和形状，消除锻件表面不平、歪曲等，使锻件达到锻 件图的要求。
第1页/共41页
三、胎模锻造实例
第40页/共41页
感谢您的欣赏！
第41页/共41页
五、制定自由锻工艺规程卡
第34页/共41页
第三节 自由锻工艺的制定
五、制定自由锻工艺规程卡
第35页/共41页
第三节 自由锻工艺的制定
五、制定自由锻工艺规程卡
第36页/共41页
第四节 胎模锻造
一、胎模锻造及工艺特点 在自由锻锤上采用活动模具成形锻件的方法称为胎模锻造，其主要工艺特点是：
锻造锤上模锻工艺模锻
锤上模锻不能(难以)直接锻出通孔，孔内必须留有一定厚度的金属层，此层即为冲孔连皮。
连皮太薄，锤击力太大；连皮太厚，锻件变形。
一般孔径d=25～80 mm时，连皮厚度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。
技术要求
齿轮坯模锻件图
1
2
3
4
5
模锻零件的结构工艺性
感谢观看
THANK FOR YOU WATCHING
演讲人姓名
演讲时间
第二节 锻造方法-模锻** Forging
模锻：是使金属在冲击力或压力作用下，在模锻模膛内变形，从而获得锻件的工艺方法。
模锻分类： 锤上模锻、曲柄压力机上模锻、摩擦压力机上模锻、胎膜锻
生产效率高。一般比自由锻高出3~4倍，甚至十几倍。
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。
确定变形工步
锻锤吨位的确定 锻锤吨位根据锻件的重量确定 模锻件的精整 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 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。
模锻的特点与应用
锤上模锻 Die Forging 锻模结构
一、锤上模锻工艺 Die Forging 1、模锻的变形工步和模锻模膛
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
模锻成形工艺及模具设计特点
模锻成形工艺及模具设计特点锻锤的优点在于打击速度快，因而模具接触时间短，适合要求高速变形来填充模具的场合。
由于其快速、灵活的操作特性，其适应性非常强，有人成为“万能”设备，因而特别适用于多品种、小批量的生产。
模锻锤属于力大能小，能量可以累积，强冲击负荷和没有固定下死点的定能设备，锻锤的强冲击负荷和多次锻击成形特点，使金属在高度方向流动和填充良好，特别适用于生产薄平带筋的锻件。
锤锻主要工作特点（1）靠冲击力使金属变形，锤头在行程的最后，速度约4-9m/s（2）受力系统不是封闭的，冲击力通过下砧传给基础（3）单位时间内的打击次数多（1～10t模锻锤为40～100次/min）（4）锤头行程不固定（5）承受偏载能力和导向精度均较差（6）无顶出装置模锻工艺和模具设计特点（1）金属在各模膛中的变形是锤头的打击下逐步完成的，锤头的打击速度虽然快，但在打击中每一次的变形量较小（2）由于考冲击力使金属变形，可以利用金属的流动惯性，有利于金属填充模膛。
锻件上难充满的部分应尽量放在上模（3）在锤上可实现多种模锻工步，特别是对长轴类锻件进行滚压，拔长等制坯工步非常方便（4）由于模锻锤的导向精度不太高，工作时的冲击性质和锤头行程不固定等，因此模锻件的尺寸不太高（5）由于无顶出装置，锻件起模较困难，模锻斜度应适当大些（6）由于冲击力使金属变形，模具一般采用整体结构（7）由于靠冲击力使金属变形和锤头行程速度快，通常才用锁扣装置导向，较少采用导柱导套。
典型的锤模锻经过6个工序①镦粗：用来以减小坯料高度，增大横截面积（图中无镦粗工序）。
②拔长：将坯料绕轴线翻转并沿轴线送进，用来减小坯料局部截面，延长坯料长度。
③滚压：操作时只翻转不送进，可使坯料局部截面聚集增大，并使整个坯料的外表圆浑光滑。
④弯曲：用来改变坯料轴线形状。
⑤预锻：改善锻件成形条件，减少锻模膛的磨损。
⑥终锻：使锻件最终成形，决定锻件的形状和精度。
第十一章 锤上模锻工艺及模具设计
2、圆角半径的取法： 较大的圆角半径有利于金属充满型腔、提高锻件质量和模具寿命。
外圆角半径r ＝余量＋c。 内圆角半径R应比外圆角半径r大，一般可取：
R＝（2～3）r
五、冲孔连皮
定义： 具有通孔的零件，在模锻时不能直接锻出通孔，仅能冲出一个具有一定
厚度的盲孔即孔内还留有一定厚度的金属层，称为冲孔连皮。
型式Ⅱ：切边时须将锻件翻转或者整个型腔都设在下模的情况时采用。
型式Ⅲ：用于锻件尺寸大而形状较复杂，在算料时不太准确，采用这种 飞边型式，飞边仓部能容纳更多的金属。
型式Ⅳ：为了更大的增加金属外流的阻力，迫使金属更好地充满深而复 杂的型腔，多用于型腔的局部地方。
型式Ⅴ ：主要用于提高模具使用寿命，并便于将锻件放在切边凹模 的细颈上的情况。
维方向。
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）保证锻件能从型腔中取出，锻件的侧表面上不得有内凹的形状；
（2）分模的位置要尽量使型腔的深度最小和宽度最大，使金属容易 充满型腔。
（3）容易发现锻件的错移，分模面应尽量使上、下两部分对称，避 免分模面选择在端面上；
图11-17 ａ）预锻 ｂ）终锻
图11-18 预锻型腔水平面上拐角处的圆角型式
（2）型槽的宽与高： 预锻型槽的高度应比终锻型槽的大2～5mm，宽度则比终锻型
腔小1～2mm；横断面面积比终锻型腔稍大些。 预锻型槽不设飞边槽。
（3）模锻斜度：与终锻型槽的相同
图11-19 预锻与终锻的尺寸关系
（4）特殊剖面 锻件个别部位需特殊设计时，以剖面的形式画出。下面介绍 几种特殊剖面 。
1）叉形劈开部分：劈开台的形式有两种（图11-20）。
摇臂”锤模锻工艺及模具设计课程设计报告
摇臂”锤模锻工艺及模具设计课程设计报告前言本文主要介绍了锤上模锻锻件设计及工艺设计的相关内容。
通过零件分析、材料特性分析、尺寸精度及表面粗糙度分析等，确定了基本工艺方案。
在锤上模锻锻件设计中，确定了分模位置、锻件公差及加工余量等参数，并计算了锻件的主要参数。
最后，通过模锻件的技术条件确定了锤上模锻锻件的工艺设计。
1 零件分析及基本工艺方案确定1.1 零件分析首先对锤上模锻锻件进行了分析，确定了其结构特点、零件形状和尺寸等信息，为后续的工艺设计提供了基础。
1.2 零件材料特性分析在零件分析的基础上，对锻件所用的材料进行了特性分析，包括其化学成分、物理性质、力学性能等方面的特点，以便在后续的工艺设计中能够更好地选择合适的工艺参数。
1.3 零件尺寸精度及表面粗糙度分析为了确保锤上模锻锻件的质量，对其尺寸精度和表面粗糙度进行了分析，以便在后续的工艺设计中能够更好地控制这些参数。
1.4 零件基本工艺方案确定通过对零件的分析和材料特性分析，确定了锤上模锻锻件的基本工艺方案，包括锻造工艺、热处理工艺等方面的内容。
2 锤上模锻锻件设计2.1 确定分模位置在锤上模锻锻件设计中，首先需要确定分模位置，以便在后续的工艺设计中能够更好地控制锻件的形状和尺寸。
2.2 确定锻件公差及加工余量2.2.1 确定材质系数、复杂系数、零件的机械加工精度在确定锻件公差及加工余量时，需要考虑材质系数、复杂系数和零件的机械加工精度等因素，以便在后续的工艺设计中能够更好地控制这些参数。
2.2.2 确定锻件公差和余量通过对锻件的分析和材料特性分析，确定了锻件的公差和余量，以便在后续的工艺设计中能够更好地控制这些参数。
2.2.3 确定模锻斜度在锤上模锻锻件设计中，还需要考虑模锻斜度的问题，以便在后续的工艺设计中能够更好地控制锻件的形状和尺寸。
2.2.4 确定圆角半径在锤上模锻锻件设计中，还需要考虑圆角半径的问题，以便在后续的工艺设计中能够更好地控制锻件的形状和尺寸。
塑性成形工艺与模具设计
绪论 第一篇 冲压工艺与模具设计 第二篇 热锻工艺与模锻设计 第三篇 冷锻工艺与模具设计
退出
冲压工艺概述 冲裁工艺与模具设计 弯曲工艺与模具设计 拉深工艺与模具设计 其他成形工艺与模具设计 多工位级进模具设计 简易冲模设计
氮气弹簧在冲压模具中的应用
3返回
热锻工艺概述 自由锻造工艺 锤上模锻工艺及模具设计 压力机模锻工艺及模具设计 模锻件的后续工作 特种模锻
返回
冷锻工艺概述 冷锻工艺的择
冷锻工艺过程的设计 冷锻模具设计
返回
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第四节 预锻型腔的设计
1、计算毛坯 （1）计算毛坯的长度 计算毛坯的长度等于锻件的长度，即L计=L锻 弯曲锻件计算毛坯的长度分三种情况： A.弯曲时毛坯无拉长现象
第四节 预锻型腔的设计
1、计算毛坯 B.弯曲时毛坯拉长现象严重
可近似地取锻件水平投影的长度。
第四节 预锻型腔的设计
1、计算毛坯 （2）计算毛坯的各截面与 计算毛坯截面图
第三节 终锻型腔的设计
四、飞边槽的确定 1）容纳多余的金属； 2）增加金属流入型腔的阻力，迫使金属更好地充满型 腔； 3）起缓冲作用，减轻上下模打击，防止锻模早期破裂 和压塌；
4）容易切边。
第三节 终锻型腔的设计
四、飞边槽的确定 1.飞边槽的形式
第三节 终锻型腔的设计
五、钳口的选定 钳口是供放置钳子夹持毛坯用，当浇型检验型腔 时，钳口可作浇型的浇口。在终锻型腔和预锻型腔的 前端一般要设计钳口。
第四节 预锻型腔的设计
二、模锻工步的选择 合理的模锻工步能使毛坯符合金属的变形规律， 得到良好质量的锻件，同时操作安全，金属消耗少， 生产效率高。选择模锻工步时除主要考虑锻件的形状 特征外，还应考虑生产条件和生产批量等情况。
第四节 预锻型腔的设计
二、模锻工步的选择 （一）短轴类锻件 该类锻件的模锻工步一般采用镦粗、终锻或者镦 粗、成形、终锻。
第四节 预锻型腔的设计
1、计算毛坯 （5）计算毛坯的头部和杆部
第四节 预锻型腔的设计
1、计算毛坯 （6）计算毛坯形状的简化
第四节 预锻型腔的设计
1、计算毛坯 （7）简单/复杂计算毛坯
第四节 预锻型腔的设计
2、制坯工步的确定 需综合考虑如下因素： α＝dmax/dP越大，挤到头部的金属就越多，应采用聚 料效果较高的制坯工步；
1.热锻件图的尺寸应比冷锻件图的相应尺寸增加一个收 缩率。一般收缩率为1.5％，细长件或终锻温度较低的锻 件可取1.2％～1.3％。 2.当吨位不足产生模锻不足(打不靠)，可适当减小锻件 的高度尺寸，其值可接近负偏差；当型腔承击面不足， 易产生承击面塌陷时，可适当增加热锻件的高度尺寸， 其值可接近正偏差。
第二节 模锻件图的制定
一、分模面位置的选择 4）为了使模具制造方便，尽量 采用平面分模，凸出部分也尽量 不要高出分模面； 5）金属容易充满上模型腔．锻 件较复杂部分应尽量安排在上模。
第二节 模锻件图的制定
二、加工余量的确定 1）确定加工余量的原则：在不影响产品零件加工的前提 下，应尽量选用小加工余量。加工余量的大小取决于零件 的轮廓尺寸、重量大小、精度和表面粗糙度等。 2）在模锻过程中，由于欠压、错模、锻模磨损、锻件表 面氧化及锻件冷却收缩不均等原因，使锻件尺寸在一定 的范围内上下波动。其大小取决于锻件外形尺寸、精度、 表面粗糙度等级等。
第三节 终锻型腔的设计
五、钳口的选定
第四节 预锻型腔的设计
对于形状复杂的锻件需经预锻方能成形。 预锻型腔的作用 1. 预锻可以改善金属在终锻型腔中的流动情况；
2. 避免在锻件上形成折伤；
3. 更好地充满型腔；
4. 减少终锻型腔的磨损，提高锻模的使用寿命。
第四节 预锻型腔的设计
对于形状复杂的锻件需经预锻方能成形。 设计预锻型腔后，产生的问题 1. 终锻型腔不能设计在锻模中心，产生偏心打击，引 起上下模产生偏移； 2. 增加了模块尺寸；
第十一章 锤上模锻工艺及模具设计
锤上模锻的特点：
1.金属在型腔中的变形是在锤头的多次打击下逐步完 成的，锤头的冲击力使金属变形，可以利用金属的 流动惯性，有利于金属充填型腔； 2.在锤上可实现多种工步成形，锤头打击速度快，生 产效率高； 3.由于模锻锤的导向精度不高，锤头行程不固定，模 锻件的尺寸精度不高；
三、开式模锻的应力应变分析 1.镦粗变形；
2. 飞边形成；
3. 型腔充满；
第三节 终锻型腔的设计
三、开式模锻的应力应变分析 4. 打靠；
第三节 终锻型腔的设计
四、飞边槽的确定 开式模锻的终锻型腔周边必需设置飞边槽，其形式 及尺寸大小对锻件成形影响很大： 1.飞边槽的影响因素与作用 根据飞边对锻件质量、模具寿命、材料消耗、能量 消耗等可能引起的影响及锻件成形的难易程度，选用合 理的飞边槽结构。其作用如下：
第四节 预锻型腔的设计
二、模锻工步的选择 （一）短轴类锻件 该类锻件的 模锻工步一般采 用镦粗、终锻或 者镦粗、成形、 终锻。
第四节 预锻型腔的设计
二、模锻工步的选择 （二）长轴类锻件 该类锻件的模锻工步一般采用制坯、预锻、终锻。 制坯工序包括：拔长、滚挤、弯曲、压肩等。在选择 制坯工步时，应考虑以下几点： 1.毛坯的长度和截面与预锻件相近时，采用压肩、预 锻、终锻； 2.毛坯的长度和截面与预锻件相差较大或锻件有枝牙， 金属沿轴线的分布不对称时，采用拔长、滚挤、预锻、 终锻；
第二节 模锻件图的制定
三、模锻斜度的选择
1）锻件冷却时，其外壁因收缩而离开型腔，容易出模， 而锻件内壁收缩．则使锻件包住型腔突出部分，出模困难。 因此，内斜度应比外斜度大一级。但为了减少材料损耗和 机加工余量，应尽量选择小的模锻斜度。 2）常用斜度：当锻件为钢、钛耐热合金时，外模锻斜度 取5° ～ 7 °，内模锻斜度取7 °、10 °、12 °；当锻件 为铝、镁合金时，外模锻斜度取3 ° ～5 °，内模锻斜度 取5 ° ～7 °。
第二节 模锻件图的制定
四、圆角半径的确定 r=余量+c R=(2~3) r 为了便于选用标准刀具， 对于同一锻件上不采取过多不 同的圆角半径；对于以压人法 成形和金属流动特别剧烈的部 位，应适当加大圆角半径。
第二节 模锻件图的制定
五、冲孔连皮
具有通孔的零件，在模锻时不能直接锻出通孔，仅能 冲出一个盲孔，即孔内还留有一层具有一定厚度的金属层， 称为冲孔连皮。 模锻时采用冲孔连皮的目的是为了使锻件更接近于零 件形状，减少金属消耗，缩短机加工工时。同时，冲孔连 皮可以减轻锻模的刚性接触，起缓冲作用，避免锻模的损 坏。
第二节 模锻件图的制定
五、冲孔连皮 1）冲孔连皮的形式
第二节 模锻件图的制定
五、冲孔连皮 2）冲孔连皮的尺寸的确定 （1）平底连皮 （2）斜底连皮
第二节 模锻件图的制定
六、锻件的技术要求 一般说来，技术条件中包含以下内容：未注明的模锻 斜度和圆角半径、锻件沿中心线的错移量、允许表面缺陷 值、锻件允许翘曲范围、允许残留飞边和毛刺的大小、锻 件壁厚差的规定、热处理硬度值、锻件的清理方法、印记 项目和位置，以及其他特殊要求等。
第四节 预锻型腔的设计
二、模锻工步的选择 （二）长轴类锻件 3.带叉口的锻件均采用预锻，并在叉口部门设计劈料 台； 4.弯曲轴线锻件应采用弯曲、终锻；
制坯工步的作用是初步改变原毛坯的形状，合理 地分配金属，以适应锻件横截面面积要求，使金属能 较好地采用弯曲、终锻。
第四节 预锻型腔的设计
二、模锻工步的选择 （二）长轴类锻件 毛坯沿轴向的金属分配对不同锻件要求是不一样， 合适的形状应该是: 在保证型腔充满的条件下，在模锻之后，锻件各 处飞边均匀，亦即应使毛坯上各截面的面积等于锻件 长度上各相应截面面积加上飞边的面积。 按这一要求得到的毛坯，通常称为计算毛坯。计 算毛坯是拔长、滚挤、压肩工步设计的基础。
第三节 终锻型腔的设计
终锻型腔是锻件最后成形的型腔，通过它获得带飞
边的锻件，终锻型腔是按照热锻件图设计的，因此，终
锻型腔设计的主要内容是如何绘制热锻件图和确定飞边 槽尺寸。
第三节 终锻型腔的设计
一、热锻件图的制定和绘制
热锻件图是根据冷锻件图制定的，但又不完全一样。 在制定和绘制热锻件图时应注意以下几点：
第三节 终锻型腔的设计
一、热锻件图的制定和绘制 3.型腔容易磨损处，应在锻件负公差的范围内增加一定 磨损量，以提高锻模寿命。 4. 锻件上形状复杂且较高的部分应尽量放在上模。
第三节 终锻型腔的设计
二、开式模锻成形过程 1.镦粗变形；
2. 飞边形成；
3. 型腔充满；
4. 打靠；
第三节 终锻型腔的设计
第四节 预锻型腔的设计
一、预锻型腔的设计 （2）工字形断面设计 h<2b B`=B-(2~3) h>2b B`=B-(1~2)
第四节 预锻型腔的设计
一、预锻型腔的设计 （2）工字形断面设计 生产中常有的设计方法
B1=B+(10~20)mm
A=(1.0~1.1)A`
第四节 预锻型腔的设计
一、预锻型腔的设计 （2）高肋 生产中常有的设计方法
第四节 预锻型腔的设计
一、预锻型腔的设计 3.模锻斜度； 预锻型腔的模锻斜度与 终锻相同。 筋的尺寸设计。
第四节 预锻型腔的设计
一、预锻型腔的设计 4.特殊剖面 对锻件个别部位需进行特殊设计，并以 剖面的形式画出。 （1）叉形劈开部分
第四节 预锻型腔的设计
一、预锻型腔的设计 4.特殊剖面 对锻件个别部位需进行特殊设计，并以 剖面的形式画出。 （2）工字形断面设计
第十一章 锤上模锻工艺及模具设计
锤上模锻的特点：
4.由于无顶出装置，锻 件出模困难，模锻斜 度可适当大些； 5.生产操作方便，劳动 强度比自由锻小。
第一节 模锻件的分类
按照锻件分模线和主轴线的形状，以及锻件在平 面图上轮廓尺寸比例，将模锻件分为三类：
第二节 模锻件图的制定
模锻件图是确定模锻工艺和设计锻模的依据，它又 是指导模锻工进行生产和检验人员验收锻件的主要技术 文件。 模锻件图分为冷锻件图和热锻件图。冷锻件图用于 锻件的检验；热锻件图用于锻模设计与加工。
β＝Lj/dP越大，金属沿轴向移动的距离越大，应采用 拔长效率较高的制坯工步；
锥度K=(dk-dmin)/Lg越大，金属在制坯型腔中变形时 作用在金属上的水平分力越大； 锻件的质量M越大，标志着流动金属的体积越大；