锤上模锻工艺规程的制订
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铝、镁合金 钢、钛、耐热合 金 3°～5° 5°～7° 5°～7° 7°、10°、 12°
• 4．模锻圆角半径 • 模锻件上所有两平 面转接处均需圆弧过 渡，此过渡处称为锻 件的圆角。 • 圆弧过渡有利于 金属的变形流动，锻 造时使金属易于充满 模膛，提高锻件质量， 并且可以避免在锻模 上的内角处产生裂纹， 减缓锻模外角处的磨 损，提高锻模使用寿 命。
• 4．在零件结构允许的条件下，应尽量避免 有深孔或多孔结构。孔径小于30mm或孔 深大于直径两倍时，锻造困难。如图所示 齿轮零件，为保证纤维组织的连贯性以及 更好的力学性能，常采用模锻方法生产， 但齿轮上的四个Φ20mm的孔不方便锻造， 只能采用机加工成形。
• 5．对复杂锻件， 为减少敷料， 简化模锻工艺， 在可能条件下， 应采用锻造— 焊接或锻造— 机械联接组合 工艺
按上述原则综合分析，ｄ－ｄ面为分模面最合理。
2．加工余量和锻件公差 为了达到零件尺寸精度及表面粗糙度的要求 锻件上需切削加工而去除的金属层，称为锻件的加工余量。
锤上模锻水平方向尺寸公差
模锻件长（宽） 度 <50 +1.0 公 差 -0.5 -0.7 -1.0 -1.5 -2.0 -2.5 50~120 +1.5 120~260 +2.0 260~500 +2.5 500~800 +3.0 800~1200 +3.5
模锻件常用冲孔连皮
• 6.模锻图及锻件技术条件 • 上述各参数确定后，便可绘制锻件图。 模锻件图(冷锻图)也是在零件图的基础上,加上机械加工余量\余块或其 他特殊留量后绘制的. • 所示为齿轮坯模锻件图。图中双点划线为零件轮廓外形，分模面选在 锻件高度方向的中部。由于零件轮辐部分不加工，故无加工余量。图 中内孔中部的两条直线为冲孔连皮切掉后的痕迹。
锤上锻模 1－锤头 2－上模 3－飞边槽 4－下模 5－模垫 6、7、10－紧固楔铁 8－分模面 9－模膛
• • • • • •
1.热锻件图: 与冷锻件图形状一般一样,只不过考虑 一个冷缩量。 热锻件图以冷锻件图为依据，但又有区 别： (1)热锻件图的尺寸标注,高度方向尺寸 是以分模面为基准 (2)所有尺寸计入收缩率 设计终锻型槽的主要内容:是确定和绘 制热锻件图以及选择毛边槽
模锻圆角半径
钢的模锻件外圆角半径(ｒ)一般 取1.5mm～12mm， 内圆角半径(R)比外圆角半径大 2～3倍。模膛深度越深，圆角半 径值越大。 为了便于制模和锻件检测，圆角 半径尺寸已经形成系列，其标准 是1、1.5、2、2.5、3、4、5、6、 8、10、12、15、20、25和30等， 单位为mm。
内、外表面的加工余量Z1（单面） （mm） 外表面的加工余量Z1（单面） Z1
加工表面的最大长度或最大高度 加工表面最大 宽度或直径 大于 — 25 40 63 至 25 40 63 100 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 2.0 ≤63 >63~160 >160~250 >250~400 >400~1000 >1000~2500
带有飞边槽与冲孔连皮的模锻件 1—冲孔连皮 2—锻件 3—飞边 4—分模面
工字型截面锻件的折迭
• • • • • • • •
wenku.baidu.com
是否加预锻主要考虑: (1)设备类型: 锤上有时可不加预锻 锻压机上必须加预锻 (2)锻件复杂形状 (3)考虑生产批量 设计内容:(1)型腔 (2)钳口
• 四、制坯工步的选取及型槽设计 • 对于形状复杂的模锻件，为了使坯料基本接近模锻 件的形状，以便模锻时金属能合理分布，并很好地充满模 膛，必须预先在制坯模膛内制坯。 1．拔长模膛 减小坯料某部分的横截面积，以增加其长度
应使上下模沿分模面的模膛轮廓一致，
以便在安装锻模和生产中容易发现错模现 象。若选ｃ-ｃ面为分模面，就不符合此 原则。
（３）最好使分模面为一个平 面，并使上下锻模的模膛深度 基本一致，差别不宜过大，以 便于均匀充型。 （４）选定的分模面应使 零件上所加的敷料最少. 若将ｂ－ｂ面选作分模面， 零件中间的孔不能锻出， 其敷料最多，既浪费金属， 降低了材料的利用率，又 增加了切削加工工作量， 所以该面不宜选作分模面。 （５）最好把分模面选取在能使模膛深度最浅处， 这样可使金属很容易充满模膛，便于取出锻件，ｂ－ｂ面就不适合做分模面。
齿轮坯模锻件图
锤上模锻件的结构工艺性 设计模锻零件时，应根据模锻特点和工艺要 求，使其结构符合下列原则： 1．模锻零件应具有合理的分模面，以使金 属易于充满模膛，模锻件易于从锻模中取出， 且敷料最少，锻模容易制造。 2．模锻零件上，除与其它零件配合的表面 外，均应设计为非加工表面。模锻件的非加 工表面之间形成的角应设计模锻圆角，与分 模面垂直的非加工表面，应设计出模锻斜度。 3．零件的外形应力求简单、平直、对称， 避免零件截面间差别过大，或具有薄壁、高 肋、等不良结构。一般说来，零件的最小截 面与最大截面之比不要小于0.5，如图a所示 零件的凸缘太薄、太高，中间下凹太深，金 属不易充型。 如图b所示零件过于扁薄，薄壁部分金 属模锻时容易冷却，不易锻出，对保护设备 和锻模也不利。 如图c所示零件有一个高而薄的凸缘，使 锻模的制造和锻件的取出都很困难。改成如 图 d所示形状则较易锻造成形。
切断模膛
此外，还有成形模膛、镦粗台及击扁面等制坯模膛。
• 五、模锻锤吨位计算 • 方法(1)理论计算 • (2)经验公式 • (3)类比
3.钳口 (1)主要用来容纳夹持坯料的夹钳和 便于从型槽中取出锻件 (2)检验型腔
2.毛边槽尺寸 飞边槽用以增加金属从模膛中流出的阻 力，促使金属充满整个模膛，同时容纳多 余的金属，还可以起到缓冲作用，减弱对 上下模的打击，防止锻模开裂。飞边槽的 常见形式如图所示， 图a为最常用的飞边槽形式，图b用于不对 称锻件，切边时须将锻件翻转180°，图c 用于锻件形状复杂，坯料体积偏大的情况， 图d设有阻力沟，用于锻件难以充满的局 部位置。飞边槽在锻后利用压力机上的切 边模去除。 尺寸确定:吨位法,查表 计算法
二、终锻型槽设计
模锻型槽包括预锻型槽 和终锻型槽。 所有模锻件都要使用终 锻型槽，预锻型槽则要根 据实际情况决定是否采用。 终锻使型槽金属坯料最 终变形到所要求的形状与 尺寸，由于模锻需要加热 后进行，锻件冷却后尺寸 会有所缩减，所以终锻模 膛的尺寸应比实际锻件尺 寸放大一个收缩量， 因此,终锻型槽是根据 热锻件图来设计的。
第二节 锤上模锻工艺规程的制订
• 一、模锻件图设计
• 模锻件图是设计和制造锻模、计算坯料以及检验模锻件的依 据。根据零件图绘制模锻件图时，应考虑以下几个问题:
1．分模面 上下锻模的分界面。分模 面的选择应按以下原则进行。 （１）要保证模锻件能从模膛中顺利取 出，并使锻件形状尽可能与零件形状 相同，
一般分模面应选在模锻件最大水平投影尺 寸的截面上。 如图所示，若选ａ-ａ面为分模面，则无法 从模膛中取出锻件。 （２）按选定的分模面制成锻模后，
5．冲孔连皮 由于锤上模锻时不能靠上、下模的突起部 分把金属完全排挤掉， 因此不能锻出通孔，终锻后，孔内留有金 属薄层，称为冲孔连皮， 锻后利用压力机上的切边模将其去除。常 用的连皮形式是平底连皮， 连皮的厚度t通常在4～8mm范围内，可按 下式计算： t=0.45(d—0.25h—5)0.5+0.6h 0.5 (mm) 式中 d——锻件内孔直径，单位为mm； h——锻件内孔深度，单位为mm。 连皮上的圆角半径R1，可按下式确定： R1=R+0.1h+2 (mm) 孔径d＜25mm或冲孔深度大于冲头直径 的3倍时，只在冲孔处压出凹穴。
加工余量Z1 1.5 1.5 2.0 2.5 2.0 2.0 2.5 3.0 2.5 2.5 3.0 3.5
• 3．模锻斜度 为便于从模膛
中取出锻件，模锻件上平行于 锤击方向的表面必须具有斜度， 称为模锻斜度，一般为5°～ 15°之间。模锻斜度与模膛深 度和宽度有关，通常模膛深度 与宽度的比值（h／b）较大时， 模锻斜度取较大值。此外，模 锻斜度还分为外壁斜度α与内 壁斜度β，如图2-28所示。外 壁指锻件冷却时锻件与模壁离 开的表面；内壁指当锻件冷却 时锻件与模壁夹紧的表面。内 各种金属锻件常用的模锻斜度 壁斜度值一般比外壁斜度大 锻件材料 外壁斜度 内壁斜度 2°～5°。
拔长模膛 a）开式 b）闭式
• 2．滚挤模膛 减小坯料某部分的横截面积，以增大另一部 分的横截面积。主要是使金属坯料能够按模锻件的形状来 分布。滚挤模膛也分为开式和闭式两种，
滚挤模膛 a）开式 b）闭式
• 3．弯曲模膛 使坯料弯曲，
• 4．切断模膛
•
在上模与下模的 角部组成一对刃 口，用来切断金 属。可用于从坯 料上切下锻件或 从锻件上切钳口， 也可用于多件锻 造后分离成单个 锻件。
• 三、预锻工步的选取和型槽设计
预锻型槽用于预锻的模膛称为预锻型槽。 终锻时常见的缺陷有折迭和充不满等， 工字型截面锻件的折迭如图所示。这些 缺陷都是由于终锻时金属不合理的变形 流动或变形阻力太大引起的。 为此，对于外形较为复杂的锻件，常采 用预锻工步，使坯料先变形到接近锻件 的外形与尺寸，以便合理分配坯料各部 分的体积，避免折迭的产生，并有利于 金属的流动，易于充满模膛，同时可减 小终锻模膛的磨损，延长锻模的寿命。 预锻型槽和终锻的型槽主要区别是前者 的圆角和模锻斜度较大，高度较大，一 般不设飞边槽。 只有当锻件形状复杂、成形困难，且批 量较大的情况下，设置预锻型槽才是合 理的。
• 4．模锻圆角半径 • 模锻件上所有两平 面转接处均需圆弧过 渡，此过渡处称为锻 件的圆角。 • 圆弧过渡有利于 金属的变形流动，锻 造时使金属易于充满 模膛，提高锻件质量， 并且可以避免在锻模 上的内角处产生裂纹， 减缓锻模外角处的磨 损，提高锻模使用寿 命。
• 4．在零件结构允许的条件下，应尽量避免 有深孔或多孔结构。孔径小于30mm或孔 深大于直径两倍时，锻造困难。如图所示 齿轮零件，为保证纤维组织的连贯性以及 更好的力学性能，常采用模锻方法生产， 但齿轮上的四个Φ20mm的孔不方便锻造， 只能采用机加工成形。
• 5．对复杂锻件， 为减少敷料， 简化模锻工艺， 在可能条件下， 应采用锻造— 焊接或锻造— 机械联接组合 工艺
按上述原则综合分析，ｄ－ｄ面为分模面最合理。
2．加工余量和锻件公差 为了达到零件尺寸精度及表面粗糙度的要求 锻件上需切削加工而去除的金属层，称为锻件的加工余量。
锤上模锻水平方向尺寸公差
模锻件长（宽） 度 <50 +1.0 公 差 -0.5 -0.7 -1.0 -1.5 -2.0 -2.5 50~120 +1.5 120~260 +2.0 260~500 +2.5 500~800 +3.0 800~1200 +3.5
模锻件常用冲孔连皮
• 6.模锻图及锻件技术条件 • 上述各参数确定后，便可绘制锻件图。 模锻件图(冷锻图)也是在零件图的基础上,加上机械加工余量\余块或其 他特殊留量后绘制的. • 所示为齿轮坯模锻件图。图中双点划线为零件轮廓外形，分模面选在 锻件高度方向的中部。由于零件轮辐部分不加工，故无加工余量。图 中内孔中部的两条直线为冲孔连皮切掉后的痕迹。
锤上锻模 1－锤头 2－上模 3－飞边槽 4－下模 5－模垫 6、7、10－紧固楔铁 8－分模面 9－模膛
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1.热锻件图: 与冷锻件图形状一般一样,只不过考虑 一个冷缩量。 热锻件图以冷锻件图为依据，但又有区 别： (1)热锻件图的尺寸标注,高度方向尺寸 是以分模面为基准 (2)所有尺寸计入收缩率 设计终锻型槽的主要内容:是确定和绘 制热锻件图以及选择毛边槽
模锻圆角半径
钢的模锻件外圆角半径(ｒ)一般 取1.5mm～12mm， 内圆角半径(R)比外圆角半径大 2～3倍。模膛深度越深，圆角半 径值越大。 为了便于制模和锻件检测，圆角 半径尺寸已经形成系列，其标准 是1、1.5、2、2.5、3、4、5、6、 8、10、12、15、20、25和30等， 单位为mm。
内、外表面的加工余量Z1（单面） （mm） 外表面的加工余量Z1（单面） Z1
加工表面的最大长度或最大高度 加工表面最大 宽度或直径 大于 — 25 40 63 至 25 40 63 100 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 2.0 ≤63 >63~160 >160~250 >250~400 >400~1000 >1000~2500
带有飞边槽与冲孔连皮的模锻件 1—冲孔连皮 2—锻件 3—飞边 4—分模面
工字型截面锻件的折迭
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wenku.baidu.com
是否加预锻主要考虑: (1)设备类型: 锤上有时可不加预锻 锻压机上必须加预锻 (2)锻件复杂形状 (3)考虑生产批量 设计内容:(1)型腔 (2)钳口
• 四、制坯工步的选取及型槽设计 • 对于形状复杂的模锻件，为了使坯料基本接近模锻 件的形状，以便模锻时金属能合理分布，并很好地充满模 膛，必须预先在制坯模膛内制坯。 1．拔长模膛 减小坯料某部分的横截面积，以增加其长度
应使上下模沿分模面的模膛轮廓一致，
以便在安装锻模和生产中容易发现错模现 象。若选ｃ-ｃ面为分模面，就不符合此 原则。
（３）最好使分模面为一个平 面，并使上下锻模的模膛深度 基本一致，差别不宜过大，以 便于均匀充型。 （４）选定的分模面应使 零件上所加的敷料最少. 若将ｂ－ｂ面选作分模面， 零件中间的孔不能锻出， 其敷料最多，既浪费金属， 降低了材料的利用率，又 增加了切削加工工作量， 所以该面不宜选作分模面。 （５）最好把分模面选取在能使模膛深度最浅处， 这样可使金属很容易充满模膛，便于取出锻件，ｂ－ｂ面就不适合做分模面。
齿轮坯模锻件图
锤上模锻件的结构工艺性 设计模锻零件时，应根据模锻特点和工艺要 求，使其结构符合下列原则： 1．模锻零件应具有合理的分模面，以使金 属易于充满模膛，模锻件易于从锻模中取出， 且敷料最少，锻模容易制造。 2．模锻零件上，除与其它零件配合的表面 外，均应设计为非加工表面。模锻件的非加 工表面之间形成的角应设计模锻圆角，与分 模面垂直的非加工表面，应设计出模锻斜度。 3．零件的外形应力求简单、平直、对称， 避免零件截面间差别过大，或具有薄壁、高 肋、等不良结构。一般说来，零件的最小截 面与最大截面之比不要小于0.5，如图a所示 零件的凸缘太薄、太高，中间下凹太深，金 属不易充型。 如图b所示零件过于扁薄，薄壁部分金 属模锻时容易冷却，不易锻出，对保护设备 和锻模也不利。 如图c所示零件有一个高而薄的凸缘，使 锻模的制造和锻件的取出都很困难。改成如 图 d所示形状则较易锻造成形。
切断模膛
此外，还有成形模膛、镦粗台及击扁面等制坯模膛。
• 五、模锻锤吨位计算 • 方法(1)理论计算 • (2)经验公式 • (3)类比
3.钳口 (1)主要用来容纳夹持坯料的夹钳和 便于从型槽中取出锻件 (2)检验型腔
2.毛边槽尺寸 飞边槽用以增加金属从模膛中流出的阻 力，促使金属充满整个模膛，同时容纳多 余的金属，还可以起到缓冲作用，减弱对 上下模的打击，防止锻模开裂。飞边槽的 常见形式如图所示， 图a为最常用的飞边槽形式，图b用于不对 称锻件，切边时须将锻件翻转180°，图c 用于锻件形状复杂，坯料体积偏大的情况， 图d设有阻力沟，用于锻件难以充满的局 部位置。飞边槽在锻后利用压力机上的切 边模去除。 尺寸确定:吨位法,查表 计算法
二、终锻型槽设计
模锻型槽包括预锻型槽 和终锻型槽。 所有模锻件都要使用终 锻型槽，预锻型槽则要根 据实际情况决定是否采用。 终锻使型槽金属坯料最 终变形到所要求的形状与 尺寸，由于模锻需要加热 后进行，锻件冷却后尺寸 会有所缩减，所以终锻模 膛的尺寸应比实际锻件尺 寸放大一个收缩量， 因此,终锻型槽是根据 热锻件图来设计的。
第二节 锤上模锻工艺规程的制订
• 一、模锻件图设计
• 模锻件图是设计和制造锻模、计算坯料以及检验模锻件的依 据。根据零件图绘制模锻件图时，应考虑以下几个问题:
1．分模面 上下锻模的分界面。分模 面的选择应按以下原则进行。 （１）要保证模锻件能从模膛中顺利取 出，并使锻件形状尽可能与零件形状 相同，
一般分模面应选在模锻件最大水平投影尺 寸的截面上。 如图所示，若选ａ-ａ面为分模面，则无法 从模膛中取出锻件。 （２）按选定的分模面制成锻模后，
5．冲孔连皮 由于锤上模锻时不能靠上、下模的突起部 分把金属完全排挤掉， 因此不能锻出通孔，终锻后，孔内留有金 属薄层，称为冲孔连皮， 锻后利用压力机上的切边模将其去除。常 用的连皮形式是平底连皮， 连皮的厚度t通常在4～8mm范围内，可按 下式计算： t=0.45(d—0.25h—5)0.5+0.6h 0.5 (mm) 式中 d——锻件内孔直径，单位为mm； h——锻件内孔深度，单位为mm。 连皮上的圆角半径R1，可按下式确定： R1=R+0.1h+2 (mm) 孔径d＜25mm或冲孔深度大于冲头直径 的3倍时，只在冲孔处压出凹穴。
加工余量Z1 1.5 1.5 2.0 2.5 2.0 2.0 2.5 3.0 2.5 2.5 3.0 3.5
• 3．模锻斜度 为便于从模膛
中取出锻件，模锻件上平行于 锤击方向的表面必须具有斜度， 称为模锻斜度，一般为5°～ 15°之间。模锻斜度与模膛深 度和宽度有关，通常模膛深度 与宽度的比值（h／b）较大时， 模锻斜度取较大值。此外，模 锻斜度还分为外壁斜度α与内 壁斜度β，如图2-28所示。外 壁指锻件冷却时锻件与模壁离 开的表面；内壁指当锻件冷却 时锻件与模壁夹紧的表面。内 各种金属锻件常用的模锻斜度 壁斜度值一般比外壁斜度大 锻件材料 外壁斜度 内壁斜度 2°～5°。
拔长模膛 a）开式 b）闭式
• 2．滚挤模膛 减小坯料某部分的横截面积，以增大另一部 分的横截面积。主要是使金属坯料能够按模锻件的形状来 分布。滚挤模膛也分为开式和闭式两种，
滚挤模膛 a）开式 b）闭式
• 3．弯曲模膛 使坯料弯曲，
• 4．切断模膛
•
在上模与下模的 角部组成一对刃 口，用来切断金 属。可用于从坯 料上切下锻件或 从锻件上切钳口， 也可用于多件锻 造后分离成单个 锻件。
• 三、预锻工步的选取和型槽设计
预锻型槽用于预锻的模膛称为预锻型槽。 终锻时常见的缺陷有折迭和充不满等， 工字型截面锻件的折迭如图所示。这些 缺陷都是由于终锻时金属不合理的变形 流动或变形阻力太大引起的。 为此，对于外形较为复杂的锻件，常采 用预锻工步，使坯料先变形到接近锻件 的外形与尺寸，以便合理分配坯料各部 分的体积，避免折迭的产生，并有利于 金属的流动，易于充满模膛，同时可减 小终锻模膛的磨损，延长锻模的寿命。 预锻型槽和终锻的型槽主要区别是前者 的圆角和模锻斜度较大，高度较大，一 般不设飞边槽。 只有当锻件形状复杂、成形困难，且批 量较大的情况下，设置预锻型槽才是合 理的。