锻造模具设计
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。
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。
13
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
14
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
15
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
16
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。
33
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
34
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。
42
18
二、开式模锻各阶段的应力应变分析
●
第Ⅱ阶段
19
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
●
20
二、开式模锻各阶段的应力应变分析
6
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
7
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
锻造工艺是一种通过加热金属材料并施加压力来改变其形状的制造过程。
锻造工艺可以用于制造各种金属制品，包括汽车零件、航空零件、建筑材料等。
在锻造工艺中，模具设计是非常重要的一环，因为模具
的设计直接影响到锻造工艺的效率和质量。
锻造工艺的过程通常分为以下几个步骤：首先，将金属材料加热到一
定温度，使其变得柔软并易于加工。
然后，将金属材料放入模具中，
并施加压力，使其变形。
最后，将金属材料冷却，使其保持所需的形状。
在锻造工艺中，模具的设计是非常重要的。
模具的设计应该考虑到以
下几个方面：首先，模具应该具有足够的强度和硬度，以承受高压和
高温的影响。
其次，模具应该具有良好的导热性能，以便快速传递热量。
最后，模具应该具有良好的耐磨性能，以便长时间使用。
在模具的设计中，还需要考虑到以下几个因素：首先，模具的形状应
该与所需的产品形状相匹配。
其次，模具的尺寸应该与所需的产品尺
寸相匹配。
最后，模具的表面应该光滑，以便制造出光滑的产品表面。
总之，锻造工艺是一种非常重要的制造工艺，可以用于制造各种金属
制品。
在锻造工艺中，模具的设计是非常重要的，因为模具的设计直
接影响到锻造工艺的效率和质量。
模具的设计应该考虑到强度、硬度、导热性能和耐磨性能等因素，并且应该与所需的产品形状、尺寸和表
面光滑度相匹配。
锻造模具设计说明书
锻造模具设计说明书班级：学号：姓名：指导老师：目录1、绘制冷锻件图 (2)2、计算锻件主要参数 (3)3、确定锻锤吨位 (3)4、确定毛边槽形状和尺寸 (4)5、确定终锻型槽 (4)6、设计预锻型槽 (4)7、绘制计算毛坯图 (6)8、制坯工步选择 (8)9、确定下料尺寸 (8)9.1 坯料截面积 (8)9.2 坯料直径 (8)9.3 坯料体积 (9)9.4 坯料长度： (9)10、制坯型槽设计 (9)⑴滚挤型槽设计 (9)⑵拔长型槽设计 (10)11、锻模结构设计 (12)12、拔叉件模锻工艺流程 (12)13、附录 (13)参考文献 (14)1、绘制冷锻件图零件为接线盘拨叉，是汽车的主要零件之一，工作时在高速下运转，工作条件比较繁重，绘制锻件图过程如下：（1）确定分模位置根据零件形状，采用上下对称的直线分模。
（2）确定公差和加工余量估算锻件质量约为0.4kg,材料为45钢，密度7.85g/cm3，材质系数为M1 。
锻件的形状复杂系数：SW锻=630，为 4 级复杂系数S4。
W外廓包容=0.1518.3 3.4 8.4 7.85拔叉冷锻件图由有关手册查得：高度公差为0.6mm ；长度公差为0.9 mm；宽度公1.4 mm 1.9 mm差为 1.0.57mm mm。
（3）模锻斜度零件图上的技术条件已注明模锻斜度为7 。
（4）圆角半径锻件高度余量为 0.75+0.4=1.15mm；则需倒角的叉内圆角半径为 1.15+2=3.15mm;取 3mm,其余部位的圆角半径取1.5mm。
（5）技术条件：2、计算锻件的主要参数（1）锻件在平面上的投影面积 8000mm2 ;（2）锻件周边长度为 576mm;（3）锻件体积为 80255mm3 ;（4）锻件质量为 0.63Kg 。
3、确定锻锤吨位总变形面积为锻件在平面上的投影面积与毛边面积之和，参考表 4-14 按 1t 模锻锤毛边槽考虑，假定毛边桥部宽度为23mm,总面积 F=8000+576*23=21248mm 2，按双作用模锻锤吨位确定的经验公式 G=（3.5~6.3）kF 确定锻锤吨位，取较大的系数 6.3，取k=1.0，于是G=6.3* 1.0* 212.48=1338Kg选用 1.5t 锤。
《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1. 引言锻造是一种通过对金属材料施加压力，使其产生塑性变形，从而得到所需形状和性能的工艺方法。
锻造工艺及模具设计在制造业中具有广泛的应用。
本文将介绍锻造的工艺过程和模具设计的基本原理和方法。
2. 锻造工艺过程2.1 热锻工艺热锻是指在高温下进行的锻造工艺。
其基本过程包括预热、装料、锻造和冷却四个步骤。
2.1.1 预热预热是将锻造原料加热至一定温度，以提高其塑性和降低锻造压力。
预热温度的选择取决于材料的类型和要求。
2.1.2 装料装料是将预热好的原料放置在锻造模具上，以准备进行下一步的锻造操作。
装料时需要考虑材料的定位和固定，确保锻造过程中的准确性和一致性。
2.1.3 锻造锻造是通过对装料施加压力，使其发生塑性变形，从而得到所需形状和性能的过程。
在锻造过程中，需要控制加压力、防止材料裂纹和变形等问题。
2.1.4 冷却冷却是将锻件从锻造中取出后，使其慢慢冷却，以缓解残余应力和提高材料的硬度和强度。
2.2 冷锻工艺冷锻是指在室温下进行的锻造工艺。
与热锻相比，冷锻可以更好地控制材料的性能和形状，并且不需要进行预热和冷却，节约能源。
2.2.1 材料的选择冷锻对材料的要求较高，一般选用具有良好塑性和变形能力的材料，如铝、铜等。
2.2.2 模具的设计冷锻模具的设计需要考虑以下几个方面：模具材料的选择、模具结构的设计、模具的可制造性和可维修性等。
3. 模具设计3.1 模具的分类模具按照其所用材料的不同可以分为金属模具、木模具和塑料模具等。
其中金属模具是最常用的一种，具有强度高、耐磨性好的特点。
3.2 模具结构的设计模具的结构设计包括上模、下模和侧模的设计。
上模是与锻件上表面接触的模具，下模是与锻件下表面接触的模具，侧模用于锻造中需要有孔的部位。
3.3 模具材料的选择模具材料的选择需要考虑模具的使用寿命、成本和性能要求等。
常用的模具材料有工具钢、合金钢和铸铁等。
3.4 模具的制造工艺模具制造工艺包括模具的加工和装配过程。
锻造工艺与模具设计
锻造工艺与模具设计一、引言锻造是一种重要的金属加工方法，通过将金属材料加热至可塑状态后，使用力量施加在材料上，从而改变其形状和结构。
模具设计是锻造工艺中的关键环节，合理的模具设计可以提高锻造产品的质量和生产效率。
本文将全面、详细、完整且深入地探讨锻造工艺与模具设计的相关内容。
二、锻造工艺的分类根据加热方式和施加力量的方式，锻造工艺可分为以下几类：2.1 自由锻造在自由锻造中，加热后的金属材料放置在锻造台上，通过锤击或压力的施加来改变其形状。
自由锻造适用于简单形状的锻件制造，如棒状、环状等。
2.2 模具锻造在模具锻造中，金属材料通过模具的形状来决定其最终形态。
模具可以分为两部分：上模和下模。
金属材料在加热后放置在模具中，上下模通过压力施加力量，使金属材料按照模具的形状进行变形。
2.3 冷锻冷锻是在常温下进行的锻造过程，适用于对材料进行塑性变形的锻造工艺。
冷锻可以提高材料的成形性能，使其获得更高的强度和韧性。
2.4 热锻热锻是在高温下进行的锻造过程，通过加热金属材料可以提高其塑性，使其变形更容易。
热锻适用于制造复杂形状的锻件，如汽车曲轴、航空发动机零件等。
三、模具设计的要点模具设计在锻造工艺中起到了至关重要的作用，以下是模具设计的一些要点：3.1 材料的选择模具应选择适合锻造材料的耐热、耐磨损的材料。
常用的模具材料有优质碳素结构钢、合金结构钢等。
3.2 模具的结构设计模具的结构设计应尽可能简单，易于制造和维修。
同时，模具应具有足够的刚性和强度，以承受锻造过程中的力量和热应力。
3.3 模具的热处理模具在使用前需要进行热处理，以提高其硬度和耐磨性。
常见的热处理方法有淬火、回火等。
3.4 模具的涂层处理为了减少模具的磨损和增加其使用寿命，可以对模具进行涂层处理。
常见的涂层材料有硬质合金、陶瓷等。
四、锻造工艺与模具设计的应用锻造工艺与模具设计在各个领域都有广泛的应用，以下是几个常见的应用领域：4.1 汽车制造锻造工艺在汽车制造中有重要的地位，汽车的关键部件如曲轴、连杆等都是通过锻造工艺制造而成的。
锻造工艺与模具设计
锻造工艺与模具设计一、锻造工艺概述锻造是指通过施加压力将金属材料变形成所需形状的一种加工方法。
锻造工艺包括预制备、加热、锤击、冷却等多个环节。
通过不同的锻造工艺，可以生产出各种形状和尺寸的零件。
二、模具设计概述模具是指用于制造产品的专用工具，通常由上下两个部分组成。
模具设计需要考虑到产品的尺寸、形状等因素，以及生产效率和成本等因素。
合理的模具设计可以提高生产效率和产品质量。
三、锻造前准备1. 材料选择：根据零件要求选择适当的材料。
2. 钢坯切割：根据零件图纸进行钢坯切割，并进行初步加工。
3. 热处理：对钢坯进行热处理，使其达到适当的温度。
4. 模具准备：根据零件要求设计并制作合适的模具。
四、加热将钢坯放入电阻炉中进行加热，使其达到适当温度。
加热温度应该控制在合适范围内，以免影响零件质量。
五、锤击将加热后的钢坯放入模具中，进行锤击。
锤击力度应该适当，以免过度变形或破裂。
在锤击过程中要注意调整温度和压力，以保证零件的质量。
六、冷却在锻造完成后，需要对零件进行冷却。
冷却速度应该适当，以避免产生裂纹或变形。
七、模具设计要点1. 模具结构：模具应该采用合理的结构设计，以便于生产操作和维护。
2. 材料选择：选择合适的材料可以提高模具的使用寿命和生产效率。
3. 模具加工精度：模具加工精度应该达到要求，以保证产品质量。
4. 模具调试：在使用前需要对模具进行调试，并根据实际情况进行调整。
5. 模具维护：定期对模具进行维护和保养，可以延长其使用寿命和提高生产效率。
八、总结通过合理的锻造工艺和模具设计，可以生产出高质量的零件，并提高生产效率和降低成本。
在实际生产中，需要根据具体情况进行调整和改进，以达到最佳效果。
锻造模具的优化设计
随着汽车、航天、造船等工业的不断发展，锻造部件正被越来越广泛的采用，然而我们现有锻造水平与国外发达国家相比还有很大的差距，。
本人结合自己多年在中重型汽车曲轴模具方面的一点设计经验，浅谈一下锻造模具设计的一些优化设计思路，主要围绕以下几方面展开：1）型腔锻件的减肥；2）模块结构的优化；3）模具分型的调整；4）模具三维造型中曲面造型质量的提升。
在经历了以上几方面的改进，锻造模具寿命会得到明显提高，材料利用率进一步提升，在节约了大量生产成本的同时，产品质量也得到了巩固和提升，对企业来说很好的实现了毛坯生产部门与成品机加工部门双赢的需求。
1分析问题的切入点一提起毛坯给人的感觉好像是多一毫米不多，少一毫米不少的那种粗糙活的感觉，然而随着企业节能增效意识的不断增强，在实际的生产过程中毛坯的设计是有许多学问值得深究的，毛坯的质量又与模具的设计是息息相关的，其设计的合理性直接影响到锻造成本和加工成本的控制。
如果毛坯余量较大，余量分布又不合理，会使锻造用原材料增加，机加工费用提高，反之余量较小会让锻造废品率增加。
因此锻造模具的优化设计首先应该考虑到锻造与加工对余量需求的一个最佳平衡点——即在保证加工余量最小化的同时，又要保证毛坯因加工量不足而产生的废品率在一个可控的合理范围以内。
2制定改善目标由于我们锻造毛坯的主成型设备为对击锤，设备在工作过程中上下锤头磨合间隙较大，容易引起锻件错模，故模具型腔设计时主轴径和连杆径不易做过大减肥处理，由于设备自身特点决定无法实现在模具型腔内加装顶出装置，因此锻件拔模角不能进一步减小。
这样减肥的重点只能放在锻件曲柄侧面的加工量方面。
主轴单边余量连杆单边余量曲柄主轴侧余量曲柄连杆侧余量锻件补焊率模具平均寿命锻件重量成型打击次数改造前551.51.52%2717减少2~3Kg减少1~2次改造目标44.510.51%29003确定重点改善对象曲面分型锻造主要生产工艺为：辊锻、预锻、终锻、切边、校正，各工序之间是一个连续和关联的的过程，其任何一个环节的变动都会引起其它环节的联动，正所谓牵一发而动全身。
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通过对金属材料进行加热和塑性变形来制造零件的工艺。
它广泛应用于航空航天、汽车制造、机械制造等领域。
锻造工艺过程中，模具设计起着至关重要的作用。
本文将介绍锻造工艺的基本过程，并探讨模具设计的要点和技巧。
一、锻造工艺过程锻造工艺过程通常包括以下几个步骤：材料准备、加热、装料、锻造、冷却和后处理。
1. 材料准备：选择合适的金属材料是成功进行锻造的关键。
常用的锻造材料有碳钢、不锈钢、铜合金等。
在材料准备阶段，需要对材料进行清洁和切割，以便于后续的加工操作。
2. 加热：将金属材料加热至适当的温度，使其达到塑性变形的状态。
不同的金属材料需要加热到不同的温度范围，以确保其具有足够的可塑性。
3. 装料：将预热好的金属材料放入模具中。
模具是用来限制和塑性变形金属材料的工具，它的设计和制造直接影响着锻造零件的质量和形状。
4. 锻造：在加热和装料后，施加压力使金属材料发生塑性变形。
锻造可以分为冷锻和热锻两种方式。
冷锻适用于低碳钢等硬度较低的金属材料，热锻适用于高碳钢等硬度较高的金属材料。
5. 冷却：锻造完成后，将锻造件从模具中取出，进行冷却。
冷却的目的是使锻造件快速降温，以增加其强度和硬度。
6. 后处理：锻造件经过冷却后，还需要进行后处理。
后处理可以包括修整、抛光、热处理等工序，以进一步提高锻造件的性能和表面质量。
二、模具设计要点和技巧模具是锻造工艺中不可或缺的工具，其设计和制造直接关系到锻造件的质量和形状。
以下是一些模具设计的要点和技巧：1. 合理选材：模具的材料应具有足够的硬度和耐磨性，以承受锻造过程中的高温和高压。
常用的模具材料有合金工具钢、合金铸钢等。
2. 结构简单：模具的结构应尽可能简单，便于制造和维修。
过于复杂的结构会增加制造难度，降低模具的使用寿命。
3. 合理布局：模具的布局应合理，使得锻造过程中的力分布均匀。
同时，还要考虑模具的强度和刚度，以避免变形和破坏。
4. 充分利用材料：在模具设计中，应尽量减少废料的产生，充分利用材料。
锻造模具课程设计报告
“摇臂”锤模锻工艺及模具设计
4.2.2 滚挤模膛宽度· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·18 4.2.3 钳口、毛刺槽等尺寸· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·18 4.3 模膛结构设计· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·18 4.3.1 模膛布置· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·18 4.3.2 锁扣尺寸· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·19 4.3.3 模壁厚度确定· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·19 4.4 模具结构设计· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·20 4.4.1 检验角、燕尾和键槽尺寸确定· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·20 4.4.2 模块尺寸· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·20 4.5 模具参数校核· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·21 5 总结· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·23 参考文献· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·24
锻造模具设计
宁德职业技术学院
27
二.模锻件旳分类
1.圆盘类
宁德职业技术学院
28
宁德职业技术学院
29
2.长轴类
宁德职业技术学院
30
宁德职业技术学院
31
三.锻模设计环节
（1）设计锻件图； （2）设计终锻模镗； （3）拟定模锻设备吨位； （4）设计制坯模镗； （5）拟定坯料长度； （6）绘出锻模装配总图，给出锻模技术条件，再绘制
宁德职业技术学院
49
二.预锻模镗设计
1.预锻模镗仅用来降低终锻模镗旳磨损
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。
2.预锻模镗主要用来改善终锻时成型条件
这种情况下预锻模镗设计与终锻模镗有较大区别。能够从 这三个方面考虑其设计：
（1）模镗旳宽和高； （2）模锻斜度； （3）外圆角半径。
除上述切割措施外，还有等离子切割法、电子束切割法、阳极切割法等。
宁德职业技术学院
4
三.锻前加热、锻后冷却和热处理
（一）锻前加热旳目旳与措施
1.锻前加热旳目旳 提升金属旳塑性，降低变形力； 以利于铸造和取得良好旳锻后组织； 降低设备吨位，降低燃料消耗。
2.锻前加热旳措施 根据热源不同，在铸造生产中金属旳加热可分为两大类：
四.圆角半径
在制件公差允许条件下，圆角半径应尽量大。 1.外圆角半径r
一般情况下r值按下式拟定： 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旳 纤维被割断甚至产生折叠。
宁德职业技术学院
38
五.冲孔连皮
对内孔不小于25mm旳锻件模锻时不能直接锻出通孔，在 分模面上留有较薄旳一层金属称为连皮。常用连皮有四种形式：
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。
锻造工艺学与模具设计
2.优势： • 生产率高 • 锻件的形状、尺寸稳定性好 • 最佳的综合力学性能
锻造工艺学与模具设计
主要内容
一、锻造加工金属零件的优势 二、锻造方法分类、锻造工艺的 作用及锻件应用范围（重点） 三、锻造业的历史沿革及发展 四、锻压技术面临的任务与挑战
锻造工艺学与模具设计
锻造方法分类
• 自由锻 • 定义：一般是指借助简单工具，如锤、砧 、型砧、摔子、冲子、垫铁等对铸锭或棒 材进行镦粗、拔长、弯曲、冲孔、扩孔等 方式生产零件毛坯。 • 设备
锻造工艺学与模具设计
2）感应加热 a. 工作原理 b. 分类 c. 特点
锻造工艺学与模具设计
2.2 金属加热时产生的变化
• 金属在加热过程中由于原子在晶格中相对位置的 强烈变化，以及原子的振动速度和电子运动的自 由行程的改变，还有周期介质的影响等因素，金 属将产生以下的变化： • 组织结构方面 • 力学性能方面 • 物理性能方面 • 化学变化方面
锻造工艺学与模具设计
绪论
主要内容
一、锻造加工金属零件的优势 二、锻造方法分类、锻造工艺的 作用及锻件应用范围 三、锻造业的历史沿革及发展 四、锻压技术面临的任务与挑战
锻造工艺学与模具设计
绪论
一、锻造加工金属零件的优势
1.定义 锻造是一种借助工具或模具在冲击或压力 作用下加工金属机械零件或零件毛坯的方法。
锻造工艺学与模具设计
二、冷折法 三、锯切法 四、砂轮片切割法 五、气割法 六、其它下料方法 1.电机械锯割法 2.电火花切割
锻造工艺学与模具设计
第二章 锻前加热
主要内容： 2.1 锻前加热的目的及方法 2.2 金属加热时产生的变化 2.3 金属锻造温度范围的确定 2.4 金属的加热规范 2.5 金属的少无氧化加热
锻造工艺及模具设计资料
锻造工艺及模具设计资料1. 引言锻造工艺及模具设计在制造业中起着重要的作用。
锻造是一种通过将金属材料加热到可塑性状态并施加压力来改变其形状的金属加工方法，而模具是锻造工艺中的重要工具。
本文将全面、详细地探讨锻造工艺及模具设计，以提供有效的资料和指导。
2. 锻造工艺2.1 锻造的分类根据锻造过程中金属加工状态的不同，锻造可以分为以下几种分类：1.自由锻造：也称为自由落锻，金属材料在锻造过程中在模具中自由地变形。
适用于简单的锻件制造。
2.模具锻造：又称闭口锻造，金属材料在锻造过程中被模具部分包围，形成所需的形状。
适用于复杂的锻件制造。
3.模锻：将已锻造好的零件放入模具中，再施加压力进行二次锻造，用于提高锻件的精度和表面质量。
2.2 锻造工艺的步骤锻造工艺通常包括以下几个步骤：1.材料的准备：选择合适的金属材料，并进行预处理，如清洗、切割等。
2.加热：将金属材料加热到适当的温度，以使其具有足够的塑性。
3.锻造：将加热后的金属材料放入模具中，并施加一定的压力，使其变形成所需的形状。
4.冷却和退火：锻造完成后，对锻件进行冷却和退火处理，以消除应力和提高材料的性能。
5.后续处理：根据需要，对锻件进行表面处理、加工和装配等。
3. 模具设计3.1 模具结构模具是锻造工艺中用于成型金属材料的工具，其设计应满足以下要求：1.结构合理：模具结构应合理设计，以保证锻件的形状、尺寸和性能。
2.耐用性：模具应具有足够的强度和硬度，以保证长时间使用而不产生损坏。
3.操作性：模具的拆装、调整和维护应方便、简单。
4.生产效率：模具应具备高效生产的能力，降低生产成本。
3.2 模具材料选择模具的材料选择要根据锻造材料的特性和锻造工艺的要求来确定。
常用的模具材料包括：1.铸铁：具有良好的切削性和耐磨性，适用于生产批量较大的模具。
2.铸钢：具有较高的强度和硬度，适用于生产要求较高的模具。
3.合金钢：具有优良的耐磨性和热强度，适用于特殊要求的模具。
锻造模具造型设计方案
锻造模具造型设计方案设计方案一：设计理念：简洁、现代化1. 模具外形设计：采用流线型设计，外形光滑、简洁，呈现现代感。
2. 材质选择：选用高强度铝合金作为模具材质，既保证了模具强度，又减轻了模具自重。
3. 部件结构设计：通过分析模具的使用情况，采用可拆卸的模具结构设计，方便模具的维护和更换。
4. 贴合度优化：通过CAD技术对模具内外表面进行精确设计，确保模具各部件之间的贴合度，从而提高模具制造效率。
5. 细节设计：在模具的易损部位加入抗磨擦材料，延长模具寿命；同时，在模具表面进行喷砂处理，增加模具的使用稳定性。
6. 安全措施：在模具设计过程中，考虑到操作人员的安全，添加防护措施，如防滑手柄和自动关断装置，确保操作的安全性。
7. 技术创新：引入先进的热传导技术，提高模具制造过程中的加热效率，提高生产效率。
设计方案二：设计理念：经典、实用性强1. 模具外形设计：以整体稳定为设计理念，采用四方形结构，增加了模具的稳定性和刚性。
2. 材质选择：根据模具使用环境和使用寿命要求，选择耐磨、耐腐蚀、高强度的钢材作为模具材料。
3. 结构创新：通过应用仿生工程学原理，设计模具外形结构，提高了模具的抗压能力和抗疲劳能力。
4. 模具表面处理：采用高精度数控加工技术对模具表面进行精细处理，提高模具的平整度和表面质量。
5. 节能环保：在模具制造过程中，注重减少能量消耗，避免使用有害物质，保护环境。
6. 操作便捷性：通过模具内部结构的优化设计，确保模具的装拆过程简单方便，提高操作的便捷性。
7. 模具标识：在模具设计过程中，考虑到模具的管理和使用方便，添加模具标识，便于模具识别和跟踪。
设计方案三：设计理念：个性化、艺术性1. 模具外形设计：采用独特的造型设计，将模具打造成艺术品，增加模具的审美价值。
2. 材质选择：根据模具的艺术风格，选择质感好、色彩丰富的材料，如有机玻璃、陶瓷等，增加模具的观赏性。
3. 艺术元素融入：在模具的设计中融入艺术元素，如雕刻、图案等，增加模具的个性化和独特性。
锻造模具设计课程设计
锻造模具设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握锻造模具设计的基本概念、原理及流程。
2. 学习并掌握锻造模具设计中常用的材料、结构及参数选择。
3. 了解锻造模具设计在制造业中的应用及发展趋势。
技能目标：1. 能够运用CAD软件进行锻造模具的设计与绘制。
2. 学会分析锻造模具在实际生产中的性能及优化方法。
3. 培养学生独立思考、团队协作解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对锻造模具设计学科的兴趣和热情，提高学生的专业认同感。
2. 培养学生严谨、细致、勇于创新的学习态度，增强学生的自信心和成就感。
3. 强化学生的质量意识、环保意识和工匠精神，使学生具备良好的职业素养。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在使学生掌握锻造模具设计的基本知识和技能，培养学生在实际生产中解决问题的能力，同时注重培养学生的情感态度价值观，使学生在知识、技能和素质方面得到全面发展。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续的教学设计和评估提供明确方向。
二、教学内容1. 锻造模具设计基础理论：包括锻造模具的定义、分类、设计原理及流程，对应教材第一章。
2. 锻造模具材料及结构设计：学习锻造模具常用材料性能、选材原则，以及模具结构设计方法，对应教材第二章。
3. 锻造模具参数设计：介绍模具设计中的关键参数，如模具尺寸、形状、间隙等，对应教材第三章。
4. 锻造模具CAD设计：学习CAD软件在模具设计中的应用，掌握模具绘制方法与技巧，对应教材第四章。
5. 锻造模具性能分析及优化：分析模具在实际生产中的性能，探讨优化方法，对应教材第五章。
6. 锻造模具设计实例分析：通过实际案例，使学生学会运用所学知识解决实际问题，对应教材第六章。
本教学内容根据课程目标制定，具有科学性和系统性。
教学大纲明确，教学内容的安排和进度合理，确保学生在掌握基本理论知识的基础上，能够实际运用到模具设计中，培养解决实际问题的能力。
教学内容与教材紧密关联，便于学生和教师在教学过程中查找和使用。
- 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)。
时应采用拱底连皮，其尺寸计算如下：
宁德职业技术学院 机电工程系
42
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。
宁德职业技术学院 机电工程系 43
锻造与压铸模
第四章 锻前准备
宁德职业技术学院 机电工程系
1
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
宁德职业技术学院 机电工程系
2
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。
10
宁德职业技术学院 机电工程系
11
宁德职业技术学院 机电工程系
12
宁德职业技术学院 机电工程系
13
第三节 锻造设备简介
一.锻造设备分类
锻造设备种类很多，按照工作部分运动方式不同，锻造设 备可分为直线往复运动和相对旋转运动两大类。
（一）直线往复运动的锻造设备
（1）动载撞击的锻造设备； （2）动、静载联合的锻造设备； （3）高效能冲击的锻造设备。
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。
宁德职业技术学院 机电工程系
24
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。
宁德职业技术学院 机电工程系
47
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。
宁德职业技术学院 机电工程系
48
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；
二.下料
在锻造前，一般要在专门的下料设备上把金属棒料切成所 需长度。常用的下料方法介绍如下： 1.锯切； 2.剪切；
3.冷折下料；
4.砂轮切割； 5.气割； 6.精密剪切下料。
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。
宁德职业技术学院 机电工程系
4
三.锻前加热、锻后冷却和热处理
宁德职业技术学院 机电工程系
37
三.模锻斜度
为便于模具制造，模具斜度可按下列数值选用：0°15′， 0 °30′， 1°，1°30′，3°，5°，7°，10°，12°，15°。 在同一锻模上不宜选用过多中模锻斜度。
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。
（1）容易脱模； （2）成形良好； （3）平衡侧压力； （4）保证承力面强度； （5）便于检查错移；
（6）简化锻模制造。
宁德职业技术学院 机电工程系 33
宁德职业技术学院 机电工程系
34
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 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：
宁德职业技术学院 机电工程系 7
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。
宁德职业技术学院 机电工程系
8
宁德职业技术学院 机电工程系
9
宁德职业技术学院 机电工程系
15
2.热模锻曲柄压力机
热模锻曲柄压力机又称锻
压机，其结构如图所示。电动 机通过带轮、传动轴和一对齿 轮带动曲柄连杆机构，使滑块 作上、下往复运动。
宁德职业技术学院 机电工程系
16
三.锻造设备吨位的确定
各种锻造工序在变形过程中所需的锻压力，主要取决于两个
因素：坯料屈服强度σs和锻件在与锻压力垂直的平面上的投影A。
（二）旋转运动的锻造设备
这类设备运转时，锻模分别安装在两个或两个以上作相对 旋转运动的辊轴上。
宁德职业技术学院 机电工程系 14
二.主要锻造设备的结构原理和应用
1.锻锤
利用蒸汽或液压等传动机构，使落
下部分产生运动并积蓄动能，将此动能
施加到锻件上，使锻件产生变形的锻压 机器称为锻锤。
宁德职业技术学院 机电工程系
1.锻造用钢
钢材按化学成分可分为碳素钢和合金钢。 碳素钢按质量分数高低可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢。 按合金元素总的质量分数的多少，合金钢可分为低、中、高合 金钢。
2.锻造用有色金属
锻造用有色金属主要有铜、铝及其合金等。 （1）铜及铜合金 纯铜、黄铜、青铜。 （2）铝及铝合金 纯铝、铝合金。
宁德职业技术学院 机电工程系 3
2.增大了模块尺寸；
3.预锻、终锻若用两套ห้องสมุดไป่ตู้具分别在两台设备上联合捶打，成本高； 4.降低了生产率。
22
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。
宁德职业技术学院 机电工程系
23
2.锤锻模
第三节 终锻模镗设计
一.热锻件图
1.收缩率
为保证锻件冷却后符合冷锻件图的要求，热锻件图上尺寸
均在冷锻件图基础上加放收缩率。
2.绘制热锻件图
通常热锻件图形状和冷锻件图相似。热锻件图上圆角半径、 模锻斜度同于冷锻件图，锻件若有内孔，要在热锻件图上绘出 连皮形状并标明尺寸。在热锻件图上不绘出制件轮廓线，也不
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。
宁德职业技术学院 机电工程系 35
2.模锻件公差
模锻件公差主要由锻件质量、锻件形状复杂系数、材质系 数和分模面形状确定，同时要考虑锻造工艺、锻造设备和加热 方法等。 （1）分模线形状 锻件分模线分为两类，一类是平直或对称的，另一类是不对 称的。
标注锻件公差。
宁德职业技术学院 机电工程系 44
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。
宁德职业技术学院 机电工程系
45
2.飞边槽的作用
（1）造成足够大的水平方向的阻力；
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）。
宁德职业技术学院 机电工程系
6
（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。 锻件最常采用的热处理方法有退火、正火、调质等。
，根据能量守恒定律得：
宁德职业技术学院 机电工程系
18
（三）工厂中常见的简便公式
1.胎模锻
2.模锻 （1）模锻锤吨位经验公式 （2）布留哈诺夫和列别尔斯基公式 圆形锻件： 非圆形锻件： 3.热模锻曲柄压力机和锻锤换算公式
自由锻： 模 锻：
宁德职业技术学院 机电工程系 19
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。
（2）容纳多余的金属； （3）承受冲击力，起缓冲作用。
3.飞边槽形式
常见的飞边槽形式如图所示：
宁德职业技术学院 机电工程系
46
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。
宁德职业技术学院 机电工程系
宁德职业技术学院 机电工程系
38
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：
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：
宁德职业技术学院 机电工程系
39
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
宁德职业技术学院 机电工程系
27
二.模锻件的分类
1.圆盘类