模锻
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第五章 模锻
二、模锻件的成形方式
在制定模锻工艺时，应根据零件的复杂程度，使用性能等来 选择模锻的成形方式。 按模具件成形方式，可将模锻分为带飞边的开式模锻和不带 飞边的闭式模锻。
三、锻件的分类 形状相似的模锻件，其模锻工艺及所用 的锻模结构基本相同。为便于制定模锻工艺， 可将不同形状的锻件进行分类，一般将锻件 分成短轴线类和长轴线类，再按锻件的复杂 程度，将各类锻件分成简单形状、较复杂形 状和复杂形状。
(4) 拱底连皮
若锻件内孔很大（d>15h），而高 度又很小，采用拱底连皮，或预锻时采 用平底连皮，终锻时采用拱底连皮。可 以容纳更多的金属，冲切连皮也比较省 力，同时，可以避免产生折迭或穿筋裂 纹。 拱底连皮厚度h1= 0.4 d R2=5h1 R1由作图选定
(5) 压凹
当锻件内孔直径较小（d<25mm）时， 考虑到凸模的强度不宜锻出连皮，应采 用压凹形式冲出盲孔。压凹的目的不只 在于节省金属，而是通过压凹变形，迫 使金属向变形区外产生流动，以便充模 膛，特别是易于是锻件的外角充满。
一、热锻件图
热锻件图依据冷锻件图设计，是冷锻件图的基础上加上金 属的冷缩量制定。具体尺寸计算：
④ 匹配斜度 为了使上下模膛的斜度在分模面交合，上下模膛的 斜度可以取得不一样。 ⑤ 自然斜度 锻件本身有斜度，且可以脱模，则不设模锻斜度， 称为自然斜度。若自然斜度太小，不足以脱模时，应增加模锻斜 度。
六、圆角半径
1. 圆角半径 为便于金属在模膛内流动，提高模具使用寿命，锻 件上所有尖锐棱角都做成圆弧，圆弧的半径叫做园角半径。 锻件圆角半径
九、锻件图的绘制
模锻件图的绘制与自由锻件图的绘制方法一样。成形工序带 连皮的锻件，在后道工序连皮已冲去，在锻件图上不需要画出连 皮的形状和尺寸，可在模锻的工序图中反映出来。
模锻工艺
形。
D计＝1.08(V坯/m)1/3
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
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。
•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
– 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
D计＝1.08(V坯/m)1/3
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
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。
•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
– 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
锻压：模锻
材
料
成
形
基 础第四节 模 锻锻 压返回主页
材 料
第四节
模锻
成
形 基
模锻——将加热后的坯料放在模膛内受压
础
变形而获得锻件的一种加工方法。
锻 压
材 料
模锻件的特点及应用
成
形 特点：
基
尺寸精度高；
础
锻件形状复杂；
操作简单，生产效率高；
流线完整、性能好。
锻 应用： 中、小型锻件的成批和大量生产
确定加工余量和锻造公差（加工表面）
模锻斜度
锻
圆角半径
压
冲孔连皮
材
料 成
选定分模面的原则
形
基
础
齿轮坯锻件分 模面的选择
能从模膛中顺利取出；
金属易于充满模膛；
简化模具制造；
锻
能及时发现错模；
压
减少余块节约金属。
材 料
3、变形工步的确定
成
形
短轴类锻件：
基
镦粗制坯和终锻 成形。
滑块行程、打击能量 可自动调节。
锻 压
材 料
摩擦压力机
成
形
基
础
锻 压
材 料
二、锤上模锻工艺
成 形
1、模锻的变形工步和模锻模膛
基
弯曲连杆的多
础
模膛锻模
制坯工步，制坯模膛 （锻件初步成形）
锻 压
模锻工步，模锻模膛 （锻件最终成形）
材
料
成 2、模锻件图的制订
形
基
齿轮坯模锻件图
础
模锻件图包括的内容：
选定分模面
础 长轴类锻件：
拔长、滚挤、弯曲制坯和
料
成
形
基 础第四节 模 锻锻 压返回主页
材 料
第四节
模锻
成
形 基
模锻——将加热后的坯料放在模膛内受压
础
变形而获得锻件的一种加工方法。
锻 压
材 料
模锻件的特点及应用
成
形 特点：
基
尺寸精度高；
础
锻件形状复杂；
操作简单，生产效率高；
流线完整、性能好。
锻 应用： 中、小型锻件的成批和大量生产
确定加工余量和锻造公差（加工表面）
模锻斜度
锻
圆角半径
压
冲孔连皮
材
料 成
选定分模面的原则
形
基
础
齿轮坯锻件分 模面的选择
能从模膛中顺利取出；
金属易于充满模膛；
简化模具制造；
锻
能及时发现错模；
压
减少余块节约金属。
材 料
3、变形工步的确定
成
形
短轴类锻件：
基
镦粗制坯和终锻 成形。
滑块行程、打击能量 可自动调节。
锻 压
材 料
摩擦压力机
成
形
基
础
锻 压
材 料
二、锤上模锻工艺
成 形
1、模锻的变形工步和模锻模膛
基
弯曲连杆的多
础
模膛锻模
制坯工步，制坯模膛 （锻件初步成形）
锻 压
模锻工步，模锻模膛 （锻件最终成形）
材
料
成 2、模锻件图的制订
形
基
齿轮坯模锻件图
础
模锻件图包括的内容：
选定分模面
础 长轴类锻件：
拔长、滚挤、弯曲制坯和
模锻(72)讲解
终锻模膛，和热锻件图上相应部分的形状、尺寸一 致。模膛周围设飞边槽，通孔锻件需留冲孔连皮。
A飞边槽 飞边槽由飞边桥和飞边仓组成。飞边 桥是飞边模中和模膛紧相联接的间隙面,多余金属 越过该间隙面挤出而形成飞边，它可产生阻力使金 屑充满模膛； 飞边仓是围绕着飞边桥外周的凹槽， 用于容纳多余的金属材料。飞边槽在模锻时还可起 缓冲作用，减弱上、下模模具间的打击力，防止模 具压塌和开裂。
锤上模锻使用的 锻模是由带燕尾的上、 下模组成，分别用镶 条固定在锤头和模座 上。上、下模接触时， 其接触面上所形成的 空间为模膛。具有一 个模膛的锻模称为单 模膛模锻，具有两个 以上模膛的锻模称为 多模膛模锻。
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
B 冲孔连皮 许多模锻件都具有孔形，当模锻件 的孔径大于 25mm时，应将该孔形锻出。但由于模 锻无法锻出通孔，需在孔中留出冲孔连皮，其厚度 依孔径而定。通孔内留有部分金属薄层，起缓冲作 用，减轻锻模刚性碰撞，避免锻模损坏使金属易于 充满模膛，减少打击力。
2）预锻模膛 预锻模膛的作用是使坯料变形 到接近于锻件的形状和尺寸，这样再进行终锻时， 金属容易充满终锻模膛。
同常用的蒸汽-空气 自由锤的工作原理基本相 同。
双柱拱式蒸－空模锻锤
模锻锤的机架直接与砧座联接，形成封闭的 刚性系统，可提高冲击效率；而且锤头与导轨间 的间隙比自由锻锤的小．保证了上下模的对中及 锤头运动精度，使锻件的形状和尺寸精度提高。
模锻锤的吨位为lt—16t，可锻制 150 kg以下 的锻件。
模锻的分类
模锻按模具类型模锻可分为开式模锻（有飞边 模锻）、闭式模锻（无飞边模锻）和多向模锻等 。
第七章 模锻工艺
二、模锻工艺方案的选择 基本原则：保证锻件生产的技术可行性和经济合理性。 在工艺上应满足对锻件质量和数量的要求； 在经济上应使锻件生产成本低，经济效益好。
1．模锻工艺的选择 ①较大批量生产，采用模锻锤或热模锻压力机； ②中小批量生产，采用螺旋压力机或在自由锻锤上胎 模锻及固定模模锻。 工艺方案的选择： ①必须保证锻件的质量要求。 ②必须考虑工厂的具体条件，根据工厂的设备状况选 择合理的工艺方案。
二、热模锻压力机上模锻件图设计要点 热模锻压力机上模锻件图设计的原则、内容、方法 与锤上模锻基本相同。 根据热模锻压力设备特点，锻件图设计有以下要求： ①热模锻压力机有顶出装置，锻件可以顺利地从较深的 模膛内取出，分模面选择较灵活。
头部沿轴向的内孔无 法锻出，飞边体积较 多，金属浪费大。
②热模锻压力机上模锻不用顶杆时，模锻件斜度与锤 上模锻相同。若采用顶杆顶出锻件，则模锻斜度一 般比锤上模锻件小一级。外斜度为3°～7°，一般 常用5°；内斜度为7°～l0°。
锻件技术条件：锻件图无法表示的锻件质量和检验要求 的内容，均应列入技术条件中加以说明。
包括内容：
①未注明的模锻斜度和圆角半径。 ②允许错移量和残余飞边的宽度。 ③允许的表面缺陷深度。 ④锻后热处理方法及硬度要求。 ⑤表面清理方法。 ⑥需要取样进行金相组织和力学性能试验时， 应注明在锻件上的取样位置。 ⑦其他特殊要求，如直线度、平面度等。
非圆形锻件的外廓包容体重量Gb和体积Vb(图7-9)为： Vb lbh Gb lbh
表7-1锻件形状复杂程度等级 级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 代号 S1 S2 S3 S4 形状复杂系数值 0.63～1 0.32～0.63 0.16～0.32 ≤0.16 形状复杂程度 简单 一般 比较复杂 复杂
金属工艺学--模锻(PPT59张)
17
例
18
齿轮锻件图
19
2）加工余量、公差、余块和冲孔连皮
★加工余量和公差：只在锻后需机加工之处添加。
★余块（为简化形状而增加的料块）:窄槽、齿形、小
孔（孔径小于25mm）、深孔（深度大于3倍直径）、 横向孔以及其它妨碍出模的凹部均不锻出。
★冲孔连皮（为避免上、下冲头对撞损坏模具而在模锻
通孔时留下的金属层）: 连皮厚度一般为4～8 mm， 锻后再由冲孔切边模切除。
三 模锻
一、模锻特点 模锻：利用模具使 毛坯变形获得锻件 的方法。常用的模 锻设备有蒸汽-空 气模锻锤、压力机 等。
锤锻模具由带有燕尾的上模、 下模组成。下模固定在模座上， 上模固定在锤头上，并随锤头作 上下往复锤击运动使锻坯在模膛 中成形。 制坯模膛（体积分配） 模膛 ● 种类
镦粗 拔长 滚挤★ 弯曲 … 预锻→初步成形 终锻→最终成形
45
•
•
(1)扣模 扣模由上、下扣组成(图2.28a)或上扣由上砧代替(图2.28b)。 锻造时锻件不转动，初锻成形后锻件翻转90°在锤砧上平整 侧面。扣模常用来生产长杆非回转体锻件的全部或局部扣形， 也可用来为合模制坯。
46
• (2)套筒模(套模) • 分开式和闭式
开式套模只有下模， 上模用上砧代替(图 2.29a)。主要用于回转体 锻件(如法兰盘、齿轮)的 最终成形或制坯。当用于 最终成形时，锻件的端面 必须是平面。 闭式套模由模套(模 筒)、上模垫及下模垫组成， 下模垫也可由下砧代替(图 2.29b)。主要用于端面有 凸台或凹坑的回转体类锻 件的制坯和最终成形，有 时也用于非回转体类锻件。
★模锻斜度:锻件上与分模面相垂直的表面上增加的斜度。
内斜度β大于外斜度α在一级.
模锻课件
17
例
18
齿轮锻件图
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2）加工余量、公差、余块和冲孔连皮 ）加工余量、公差、
★加工余量和公差：只在锻后需机加工之处添加。 加工余量和公差：只在锻后需机加工之处添加。 ★余块（为简化形状而增加的料块）:窄槽、齿形、小 余块（为简化形状而增加的料块） 窄槽、齿形、
孔径小于25mm） 深孔（深度大于3倍直径） 25mm 孔（孔径小于25mm）、深孔（深度大于3倍直径）、 横向孔以及其它妨碍出模的凹部均不锻出。 横向孔以及其它妨碍出模的凹部均不锻出。
12
根据锻件复杂程度，锻模又分为单膛锻模和 根据锻件复杂程度， 多膛锻模两种。 多膛锻模两种。
• 单膛锻模是在一副锻模上只有终锻模膛；多 单膛锻模是在一副锻模上只有终锻模膛；
膛模膛则有两个以上模膛( 2.17)。 膛模膛则有两个以上模膛(图2.17)。为操作 方便，制坯模膛常分布在终锻膛的两侧。 方便，制坯模膛常分布在终锻膛的两侧。 • 终锻模膛位于锻模中心，这是因为这里的变 终锻模膛位于锻模中心， 形力最大。 形力最大。产生最小变形的模膛位于锻模边 缘处，以减少作用在模锻设备上的偏心载荷。 缘处，以减少作用在模锻设备上的偏心载荷。
13
弯曲连杆锻造过程
14
实际锻造时应根据锻件的复杂程度相应选用 单模膛锻模或多模膛锻模。 单模膛锻模或多模膛锻模。 一般形状简单的锻件采用仅有终锻模膛的单 形状简单的锻件采用仅有终锻模膛的 一般形状简单的锻件采用仅有终锻模膛的单 模膛锻模， 形状复杂的锻件（如截面不均匀、 模膛锻模，而形状复杂的锻件（如截面不均匀、 轴线弯曲、不对称等）则需采用具有制坯、 轴线弯曲、不对称等）则需采用具有制坯、预锻 多个模膛的锻模逐步成形 、终锻等多个模膛的锻模逐步成形。 终锻等多个模膛的锻模逐步成形。
第8.3章模锻
金属工艺学
1．错模 ． 锤头导轨的间隙过大、模具缺少 锤头导轨的间隙过大、 平衡导锁以及模具安装不合理等原因 都可能产生错模，如图所示。 都可能产生错模，如图所示。 2．欠压 ． 即上、下模分模面未打靠， 即上、下模分模面未打靠，也称 锻不足” “锻不足”。 3．局部充不满 ． 由于坯料体积过小或坯料放偏等原因致使 锻件上的凸筋、 锻件上的凸筋、外圆角等部位因模槽未充满 而欠缺，这种缺陷一般无法修正。 而欠缺，这种缺陷一般无法修正。 金属工艺学
图8-25 胎模示意图
金属工艺学
8.3.2胎模锻 胎模锻
胎模锻造成型是在自由锻设备上， 胎模锻造成型是在自由锻设备上，使用可移动 是在自由锻设备上 的胎模具生产锻件的锻造方法。 的胎模具生产锻件的锻造方法。 胎模成型与自由成型相比，具有较高的生产率， 胎模成型与自由成型相比，具有较高的生产率， 锻件质量好，节省金属材料，降低锻件成本。 锻件质量好，节省金属材料，降低锻件成本。 与固定模膛成型相比，不需要专用锻造设备， 与固定模膛成型相比，不需要专用锻造设备，模具 简单，容易制造。 简单，容易制造。 锻件质量不如固定模膛成型的锻件高， 锻件质量不如固定模膛成型的锻件高，工人劳 动强度大，胎模寿命短，生产率低。 动强度大，胎模寿命短，生产率低。 胎模成型只适用于小批量生产， 胎模成型只适用于小批量生产，多用在没有模 锻设备的中小型工厂中。 锻设备的中小型工厂中。 金属工艺学
标注模锻圆角半径
锻件上所有转角处都应做成圆角(图8-10)。一般内圆角半径（R） 锻件上所有转角处都应做成圆角 图 。一般内圆角半径（ ） 应大于其外圆半径（ ）。 应大于其外圆半径（r）。
留出冲孔连皮
锻件上直径小于25mm的孔，一般不锻出，或只压出球形凹穴。大 的孔，一般不锻出，或只压出球形凹穴。 锻件上直径小于 的孔 的通孔， 于25mm的通孔，也不能直接模锻出通孔，而必须在孔内保留一层连皮。 的通孔 也不能直接模锻出通孔，而必须在孔内保留一层连皮。 冲孔连皮的厚度s与孔径 有关， 与孔径d有关 冲孔连皮的厚度 与孔径 有关，当d =30～80mm时，s =4～8mm。 ～ 时 ～ 。
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二
模 锻
模锻设备 锤上模锻工艺 胎膜锻
模 锻
模锻:使加热到锻造温度的金属坯料在锻模模膛内一次或 多次承受冲击力或压力的作用，而被迫流动成形以获得锻 件的压力加工方法。
模锻件的特点及应用
特点： 操作简单，易于实现机械化自动化， 生产率较高； 尺寸精度高，加工余量小，材料利用 率高； 锻件形状复杂； 应用： 流线完整、性能好。
长 轴 类 锻 件
短 轴 类 锻 件
蒸汽—空气模锻锤
锤上模锻
锤上模锻
锻模结构
终锻模膛
模锻模膛 预锻模膛 拔长模膛 制坯模膛 滚压模膛 弯曲模膛 切断模膛
模膛
锤上模锻
锤上模锻
锻模结构
锤上模锻
锻模结构
拔长模膛
开 式
闭 式
锤上模锻
锻模结构
滚压模膛
开 式
闭 式
锤上模锻
锻模结构
弯曲模膛
锤上模锻
锻模结构
切断模膛
锤上模锻
锻模结构
预锻模膛
预锻模膛与终锻模膛 的区别是前者的圆角 和斜度较大，没有飞 边槽。
锤上模锻
切边和冲孔 校正
模锻工艺规程
修整工序
热处理
清理 精压
锤上模锻工艺
模锻的变形工步和模锻模膛
弯曲连杆的多 模膛锻模 制坯工步，制坯模膛 （锻件初步成形） 模锻工步，模锻模膛 （锻件最终成形）
2、胎膜锻的工艺过程 胎膜锻工艺过程包括制订工艺规程、制造胎 膜、备料、加热、锻制及后续工序等。
法兰盘胎膜锻造过程，所用胎膜为套筒模，它由模筒、模 垫和冲头组成。原始坯料加热后，先用自由锻锻粗，然后 将模垫和模筒放在下砧铁上，再将镦粗的坯料平放在模筒 内，压上冲头后终锻成形，最后将连皮冲掉。
模锻件经常出现的质量问题：
模锻件的结构工艺性
自由锻件上不应设计 出加强筋、凸台、工字形截面
截面变化大的锻件，
采用组合连接
模锻件的结构工艺性
模锻件结构设计注意的问题
★ 零件外形力 求简单、平直 和对称
不合理
合理
模锻件的结构的工艺性
模锻件结构设计注意的问题
★ 避免有深孔或多孔结构
模锻件的结构的工艺性
模锻件结构设计注意的问题 ★ 采用锻-焊组合工艺
模锻设备
平锻机
坯料为棒材或管材，只进行局部变形 加工；锻模有两个分模面，可完成不 同方向上带有凸台或凹槽的锻件。
平锻机演示
平锻机上模锻过程 及其锻件
模锻设备
摩擦压锻机
螺杆与滑块非刚性连接， 承受偏心能力差； 摩擦传动效率低； 滑块行程、打击能量 可自动调节。
摩擦压力机上模锻
摩擦压力机
摩擦压力机的特点:
ห้องสมุดไป่ตู้
中、小型锻件的成批和大量生产
答案：1）受模锻设备吨位的限制； 2）锻模成本高。
为什么？
模
锻
典型模锻件
模锻示意图
模锻
1、模锻设备
模锻设备 锤上模锻
曲柄压力机 平锻机 摩擦压力机
锻造力性质 冲击力
压力 压力
锻件精度 较低
较高 较高
生产率 较低
较高 较高 较低
冲击力~压力 较高
锤上模锻
可以镦粗、拔长、 滚挤、弯曲、成形、 预锻、终锻。
模锻工艺规程
制定模锻件图
齿轮坯锻件分 模面的选择
•要保证模锻件能从 模 膛 中 取 出
1.分模面
•上下两模沿分模面 的模膛轮廓一致
•分模面能使模膛深 度 最 浅 •分模面应使零件上 所加的敷料最少 •分模面为平面，使 上下锻模的模膛深 度 一 致
x
x x
√
模锻工艺规程
制定模锻件图
2.余量、公差、敷料、冲孔连皮
5．凹坑 由于模槽中未吹除的氧化皮被压入锻 件中，锻件清理后氧化皮脱落即形成凹坑 或麻点。 6．残留毛刺 由于切边模的间隙过大或间隙不均以 及切边凹模刃口变钝等原因常导致锻件切 边后在分模面处出现残留毛刺。残留毛刺 过大时需要砂轮磨掉。
思考题：
1.连杆和齿轮采用锤上模锻时，各有哪些可供选择的分 模面？试比较各自的优缺点。 2.连杆和齿轮，若由模锻改为自由锻，零件结构应如何 改变？
做成圆角
模锻工艺规程
制定模锻件图
留出冲孔连皮 锻件上直径小于25mm的孔，一般不锻出， 或只压出球形凹穴。大于25mm的通孔，也不 能直接模锻出通孔，而必须在孔内保留一层 连皮。 冲孔连皮的厚度s与孔径d有关，当d =30～ 80mm
锤上模锻
模锻工艺规程
制定模锻件图
例
分模面
a
a
锤上模锻
模锻工艺规程
(1) 滑块行程不固定,具有一定的冲击 作用. (2) 滑块运动速度低,金属变形过程中 的再结晶可以充分进行. (3) 滑块打击速度低,设备本身具有顶 料装置,可采用特殊结构的组合式模具. (4)摩擦压力机承受偏心载荷的能力差, 通常只适用于单膛模进行模锻.
模锻设备
热模锻压力机
行程不能调节；不能拔长和滚挤； 每个变形工步在 一次行程中完成； 锻件精度比锤上模锻件高；作用在金属 上是静压力，噪声小工作条件好。
余量：1~4mm
公差： (0.3 ~ 3)mm
冲孔连皮：d>25mm
模锻工艺规程
制定模锻件图
内壁斜度α2应比外壁 3.模锻斜度:平行于锤击方向(垂直于分模 斜度α大一级
面)的表面必须具有斜度.
模锻工艺规程
制定模锻件图
内圆角半径R 是外圆角半径 r的３－４倍
4.模锻圆角半径:所有两平面的交角均需
余量
制定模锻件图
例
锤上模锻
模锻工艺规程
模锻斜度
制定模锻件图
例
锤上模锻
模锻工艺规程
圆 角
制定模锻件图
例
二、坯料重量和尺寸的确定
锻件坯料重量可按公式: 锻件坯料重量=锻件重量+烧损重
量+料头重量.
坯料的尺寸应根据锻件坯料的
重量和几何形状来确定.
三、锻造工序(工步)的确定
短轴类锻件： 镦粗制坯和终锻 成形。 长轴类锻件： 拔长、滚挤、弯曲制坯和 预断、终锻成形。
第三节
锻件结构工艺性
自由锻件的结构工艺性
避免锥体和斜面结构
几何体间的交接处 不应形成空间曲线
模锻件的结构工艺性
应具有合理的分型面； 锻件上与分型面垂直的非加工表面应设 计有结构斜度； 在满足使用要求的前提下，锻件形状应 力求简化； 应尽量避免窄沟、深槽和深孔、多孔结 构； 可采用锻-焊组合工艺，简化模锻工艺。
模锻件图包括的内 容：
选定分模面 确定加工余量和锻造公差（加工表面） 模锻斜度 圆角半径 冲孔连皮
模锻锻件图的制定
选择模锻件的分模面
分模面即是上下锻模在模锻件上的分界面。制订模锻锻件图时， 必须按以下原则确定分模面位置： 要保证模锻件能从模膛中取出，分模面应选在模锻件最大尺寸的 截面上。 按选定的分模面制成锻模后，应使上下两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，及时调整锻模 位置。 最好把分模面选在模膛深度最浅的位置处。这样可使金属很容易 充满模膛，便于取出锻件，并有利于锻模的制造。 选定的分模面应使零件上所加的敷料最少。 最好使分模面为一个平面，使上下锻模的模膛深度基本一致，差 别不宜过大，以便于制造锻模。
1．错模 锤头导轨的间隙过大、模具缺少 平衡导锁以及模具安装不合理等原因 都可能产生错模，如图所示。 2．欠压 即上、下模分模面未打靠，也称 “锻不足”。 3．局部充不满 由于坯料体积过小或坯料放偏等原因致使 锻件上的凸筋、外圆角等部位因模槽未充满 而欠缺，这种缺陷一般无法修正。
4．折纹 由于操作不当或模槽设计不合理等原因，锻件 表面产生金属重叠称为折纹。由于折纹处之金属 已经氧化，因此一般无法修正。
曲柄压力机上模锻
曲柄压力机上模锻
特点：
滑块行程固定
采用组合模
有导向、顶杆装置
可以一次成形
适用于大批量生产
热模锻压力机
第二节
锻造工艺规定的制订
锻造的技术准备工作:
制订工艺规程 编写工艺卡片 绘制锻件图 锻件图=零件图+加工余量+锻件公差+敷料
一 、绘制锻件图
齿轮坯模锻件图
3.下图齿轮采用模锻制坯，设计上有哪些不合理的地方？ 为什么？
胎模的结构及应用
胎膜不固定在锤头和砧座上，需要时放在 下砧铁上。按其结构可大致分为扣模、合模 和套筒模三种主要类型。
（１）扣模 用来对坯料进行全部或局部口形，主 要生产杆状非回转体锻件
（2）套筒模 锻模成套筒形，主要用于锻造齿轮、法兰 盘等回转体锻件
（3）合模 通常由上模和下模两部分组成。为了使上下 模吻合及不使锻件产生错移，经常用导柱等 定位。合模多用于生产形状较复杂的非回转 体锻件，如连杆、叉形件等锻件。
模锻件
焊合件
问题：
小型锻件的中、小批量生产应采用 自由锻还是模锻？
答案：胎膜锻
在自由锻设备上使用非固定模具（胎膜） 生产模锻件的工艺方法。
特点：
与自由锻相比：生产率高，精度高（余量小），
与模锻相比： 成本低（设备、模具）。
3、胎膜锻
组 合 筒 模
合模
扣 模
胎模锻
胎模锻是介于自由锻与模锻之间的锻造方法。 胎模锻是在自由锻设备上使用可移动模具生产模 锻件的一种锻造方法。所用模具称为胎膜。 胎模 锻一般先用自由锻制坯，再在胎膜中最后成形 。 与自由锻相比，胎模锻生产率和锻件尺寸精度高、 表面粗糙度值小、节省金属材料、锻件成本低。 与模锻相比，胎模制造简单，成本低，使用方便； 但所需锻锤规格和操作者劳动强度大，生产率和 锻件尺寸精度不如锤上模锻高。
模 锻
模锻设备 锤上模锻工艺 胎膜锻
模 锻
模锻:使加热到锻造温度的金属坯料在锻模模膛内一次或 多次承受冲击力或压力的作用，而被迫流动成形以获得锻 件的压力加工方法。
模锻件的特点及应用
特点： 操作简单，易于实现机械化自动化， 生产率较高； 尺寸精度高，加工余量小，材料利用 率高； 锻件形状复杂； 应用： 流线完整、性能好。
长 轴 类 锻 件
短 轴 类 锻 件
蒸汽—空气模锻锤
锤上模锻
锤上模锻
锻模结构
终锻模膛
模锻模膛 预锻模膛 拔长模膛 制坯模膛 滚压模膛 弯曲模膛 切断模膛
模膛
锤上模锻
锤上模锻
锻模结构
锤上模锻
锻模结构
拔长模膛
开 式
闭 式
锤上模锻
锻模结构
滚压模膛
开 式
闭 式
锤上模锻
锻模结构
弯曲模膛
锤上模锻
锻模结构
切断模膛
锤上模锻
锻模结构
预锻模膛
预锻模膛与终锻模膛 的区别是前者的圆角 和斜度较大，没有飞 边槽。
锤上模锻
切边和冲孔 校正
模锻工艺规程
修整工序
热处理
清理 精压
锤上模锻工艺
模锻的变形工步和模锻模膛
弯曲连杆的多 模膛锻模 制坯工步，制坯模膛 （锻件初步成形） 模锻工步，模锻模膛 （锻件最终成形）
2、胎膜锻的工艺过程 胎膜锻工艺过程包括制订工艺规程、制造胎 膜、备料、加热、锻制及后续工序等。
法兰盘胎膜锻造过程，所用胎膜为套筒模，它由模筒、模 垫和冲头组成。原始坯料加热后，先用自由锻锻粗，然后 将模垫和模筒放在下砧铁上，再将镦粗的坯料平放在模筒 内，压上冲头后终锻成形，最后将连皮冲掉。
模锻件经常出现的质量问题：
模锻件的结构工艺性
自由锻件上不应设计 出加强筋、凸台、工字形截面
截面变化大的锻件，
采用组合连接
模锻件的结构工艺性
模锻件结构设计注意的问题
★ 零件外形力 求简单、平直 和对称
不合理
合理
模锻件的结构的工艺性
模锻件结构设计注意的问题
★ 避免有深孔或多孔结构
模锻件的结构的工艺性
模锻件结构设计注意的问题 ★ 采用锻-焊组合工艺
模锻设备
平锻机
坯料为棒材或管材，只进行局部变形 加工；锻模有两个分模面，可完成不 同方向上带有凸台或凹槽的锻件。
平锻机演示
平锻机上模锻过程 及其锻件
模锻设备
摩擦压锻机
螺杆与滑块非刚性连接， 承受偏心能力差； 摩擦传动效率低； 滑块行程、打击能量 可自动调节。
摩擦压力机上模锻
摩擦压力机
摩擦压力机的特点:
ห้องสมุดไป่ตู้
中、小型锻件的成批和大量生产
答案：1）受模锻设备吨位的限制； 2）锻模成本高。
为什么？
模
锻
典型模锻件
模锻示意图
模锻
1、模锻设备
模锻设备 锤上模锻
曲柄压力机 平锻机 摩擦压力机
锻造力性质 冲击力
压力 压力
锻件精度 较低
较高 较高
生产率 较低
较高 较高 较低
冲击力~压力 较高
锤上模锻
可以镦粗、拔长、 滚挤、弯曲、成形、 预锻、终锻。
模锻工艺规程
制定模锻件图
齿轮坯锻件分 模面的选择
•要保证模锻件能从 模 膛 中 取 出
1.分模面
•上下两模沿分模面 的模膛轮廓一致
•分模面能使模膛深 度 最 浅 •分模面应使零件上 所加的敷料最少 •分模面为平面，使 上下锻模的模膛深 度 一 致
x
x x
√
模锻工艺规程
制定模锻件图
2.余量、公差、敷料、冲孔连皮
5．凹坑 由于模槽中未吹除的氧化皮被压入锻 件中，锻件清理后氧化皮脱落即形成凹坑 或麻点。 6．残留毛刺 由于切边模的间隙过大或间隙不均以 及切边凹模刃口变钝等原因常导致锻件切 边后在分模面处出现残留毛刺。残留毛刺 过大时需要砂轮磨掉。
思考题：
1.连杆和齿轮采用锤上模锻时，各有哪些可供选择的分 模面？试比较各自的优缺点。 2.连杆和齿轮，若由模锻改为自由锻，零件结构应如何 改变？
做成圆角
模锻工艺规程
制定模锻件图
留出冲孔连皮 锻件上直径小于25mm的孔，一般不锻出， 或只压出球形凹穴。大于25mm的通孔，也不 能直接模锻出通孔，而必须在孔内保留一层 连皮。 冲孔连皮的厚度s与孔径d有关，当d =30～ 80mm
锤上模锻
模锻工艺规程
制定模锻件图
例
分模面
a
a
锤上模锻
模锻工艺规程
(1) 滑块行程不固定,具有一定的冲击 作用. (2) 滑块运动速度低,金属变形过程中 的再结晶可以充分进行. (3) 滑块打击速度低,设备本身具有顶 料装置,可采用特殊结构的组合式模具. (4)摩擦压力机承受偏心载荷的能力差, 通常只适用于单膛模进行模锻.
模锻设备
热模锻压力机
行程不能调节；不能拔长和滚挤； 每个变形工步在 一次行程中完成； 锻件精度比锤上模锻件高；作用在金属 上是静压力，噪声小工作条件好。
余量：1~4mm
公差： (0.3 ~ 3)mm
冲孔连皮：d>25mm
模锻工艺规程
制定模锻件图
内壁斜度α2应比外壁 3.模锻斜度:平行于锤击方向(垂直于分模 斜度α大一级
面)的表面必须具有斜度.
模锻工艺规程
制定模锻件图
内圆角半径R 是外圆角半径 r的３－４倍
4.模锻圆角半径:所有两平面的交角均需
余量
制定模锻件图
例
锤上模锻
模锻工艺规程
模锻斜度
制定模锻件图
例
锤上模锻
模锻工艺规程
圆 角
制定模锻件图
例
二、坯料重量和尺寸的确定
锻件坯料重量可按公式: 锻件坯料重量=锻件重量+烧损重
量+料头重量.
坯料的尺寸应根据锻件坯料的
重量和几何形状来确定.
三、锻造工序(工步)的确定
短轴类锻件： 镦粗制坯和终锻 成形。 长轴类锻件： 拔长、滚挤、弯曲制坯和 预断、终锻成形。
第三节
锻件结构工艺性
自由锻件的结构工艺性
避免锥体和斜面结构
几何体间的交接处 不应形成空间曲线
模锻件的结构工艺性
应具有合理的分型面； 锻件上与分型面垂直的非加工表面应设 计有结构斜度； 在满足使用要求的前提下，锻件形状应 力求简化； 应尽量避免窄沟、深槽和深孔、多孔结 构； 可采用锻-焊组合工艺，简化模锻工艺。
模锻件图包括的内 容：
选定分模面 确定加工余量和锻造公差（加工表面） 模锻斜度 圆角半径 冲孔连皮
模锻锻件图的制定
选择模锻件的分模面
分模面即是上下锻模在模锻件上的分界面。制订模锻锻件图时， 必须按以下原则确定分模面位置： 要保证模锻件能从模膛中取出，分模面应选在模锻件最大尺寸的 截面上。 按选定的分模面制成锻模后，应使上下两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，及时调整锻模 位置。 最好把分模面选在模膛深度最浅的位置处。这样可使金属很容易 充满模膛，便于取出锻件，并有利于锻模的制造。 选定的分模面应使零件上所加的敷料最少。 最好使分模面为一个平面，使上下锻模的模膛深度基本一致，差 别不宜过大，以便于制造锻模。
1．错模 锤头导轨的间隙过大、模具缺少 平衡导锁以及模具安装不合理等原因 都可能产生错模，如图所示。 2．欠压 即上、下模分模面未打靠，也称 “锻不足”。 3．局部充不满 由于坯料体积过小或坯料放偏等原因致使 锻件上的凸筋、外圆角等部位因模槽未充满 而欠缺，这种缺陷一般无法修正。
4．折纹 由于操作不当或模槽设计不合理等原因，锻件 表面产生金属重叠称为折纹。由于折纹处之金属 已经氧化，因此一般无法修正。
曲柄压力机上模锻
曲柄压力机上模锻
特点：
滑块行程固定
采用组合模
有导向、顶杆装置
可以一次成形
适用于大批量生产
热模锻压力机
第二节
锻造工艺规定的制订
锻造的技术准备工作:
制订工艺规程 编写工艺卡片 绘制锻件图 锻件图=零件图+加工余量+锻件公差+敷料
一 、绘制锻件图
齿轮坯模锻件图
3.下图齿轮采用模锻制坯，设计上有哪些不合理的地方？ 为什么？
胎模的结构及应用
胎膜不固定在锤头和砧座上，需要时放在 下砧铁上。按其结构可大致分为扣模、合模 和套筒模三种主要类型。
（１）扣模 用来对坯料进行全部或局部口形，主 要生产杆状非回转体锻件
（2）套筒模 锻模成套筒形，主要用于锻造齿轮、法兰 盘等回转体锻件
（3）合模 通常由上模和下模两部分组成。为了使上下 模吻合及不使锻件产生错移，经常用导柱等 定位。合模多用于生产形状较复杂的非回转 体锻件，如连杆、叉形件等锻件。
模锻件
焊合件
问题：
小型锻件的中、小批量生产应采用 自由锻还是模锻？
答案：胎膜锻
在自由锻设备上使用非固定模具（胎膜） 生产模锻件的工艺方法。
特点：
与自由锻相比：生产率高，精度高（余量小），
与模锻相比： 成本低（设备、模具）。
3、胎膜锻
组 合 筒 模
合模
扣 模
胎模锻
胎模锻是介于自由锻与模锻之间的锻造方法。 胎模锻是在自由锻设备上使用可移动模具生产模 锻件的一种锻造方法。所用模具称为胎膜。 胎模 锻一般先用自由锻制坯，再在胎膜中最后成形 。 与自由锻相比，胎模锻生产率和锻件尺寸精度高、 表面粗糙度值小、节省金属材料、锻件成本低。 与模锻相比，胎模制造简单，成本低，使用方便； 但所需锻锤规格和操作者劳动强度大，生产率和 锻件尺寸精度不如锤上模锻高。