锻模结构设计
第十二章 压力机模锻工艺及模具设计

(2)锻件图的制订 确定锻件图的原则和内容与锤上模锻相同,不同点如下: 1)热模锻压力机有顶出装置,锻件能方便地从深型腔内取出,分模面可 以灵活地选择。 2)锻件拔模斜度一般比锤上模锻件小一级。外斜度为3°~7°,内斜度 为7°~10°,或视孔的相对深度而定。当h>0.75d时,采用两级拔模 斜度。
5)飞边槽的型式与锤上模锻相似,不同之处在于 仓部是开通的。如图12-4
图12-4 飞边槽的形式 a) 用于形状较复杂锻件 b)用于形状较简单锻件
(2)预锻工步设计:预锻工步设计原则与锤上模锻相似。设计时应着 重考虑以下几点:
1)预锻工步图的高度尺寸相应要比终锻大2~5mm,宽度尺寸比 终锻要小0.5~1mm,对高筋和凸出部分,取较大差值。
之比大于1.6~2时,应增加压扁工步。 (2)对断面有一定变化的锻件:断面变化不超过10%~15%时,采用压
肩~终锻或压肩~预锻~终锻。 (3)对截面变化大的锻件:采用其它设备制坯(辊锻、平锻、楔横轧、
空气锤等)或采用成型毛坯。 (4)对弯曲类锻件,是否需要采用弯曲工步与锤上模锻相同。 在热模锻压力机上模锻质量和尺寸较小的锻件时,可以采用多件模锻。
图12-18 整体式模锻
组合式锻模或镶块锻模结构,便于实现模具零件的标准化,中小批 量的生产多用此种形式。
图12-19 镶块式锻模
图12-20 用楔紧固模块
摩擦压力机上模锻,上下模的导向方式见图12-21、图12-22。
图12-21用导销导向
图12-22 凸凹模导向的结构型式 a) 圆柱面导向 b) 圆锥面导向 c) 喇叭形导向
(1)终锻工步设计:根据热锻件图设计的。与锤 上模锻相似,不同之处有以下几点:
1)上下模充满的难易程度差别不大,应考虑锻件 的定位和取出方便。
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
连杆零件的锻模设计

连杆零件的锻模设计目录一.设计锻件图 (3)二.绘制锻件图 (8)三.设计终锻模膛 (9)四.确定锻造设备吨位 (13)五.设计预锻模膛 (14)六.绘制计算毛坯图 (15)七.确定坯料尺寸 (25)八.制坯模膛设计 (26)九.连杆锤锻模结构设计 (31)总结 (33)参考文献 (35)一.设计锻件图1.确定分模面分模面选在最大直径中部,如图下图所示。
把复杂形状放在上模,利用锻锤打击惯性使上模成型饱满,又可以利用锻件自重从上模容易脱出。
根据零件图很容易确定上下模对称直线分模。
分模面零件图2.确定加工余量和公差初估算锻件的质量为1.4kg;经查表40钢材质系数为M1;形状复杂系数属s3级。
S= mfmn=140024⨯⨯4⨯7.8510=0.19,查表5—3得水平方向和厚度方向的单边加工余量为 1.7~2.2mm,取2mm。
经查表5—4得高度公差为2.0 1.40.6+-mm,长度公差为2.8 1.90.9+-mm,宽度公差为2.2 1.50.7+-mm,错差公差为0.6mm残留飞边公差为0.7mm。
厚度公差经查表5—5,为2.0 1.50.6+-mm。
因该连杆机械加工时以大小头断面为定位基准,为保证平面度锻件在热处理、清理后要增加一道压印工序(平面冷精压)。
压印后机加工余量单边取0.75mm压印所需余量单边为0.4mm,则压印后大小头高度为(38+2×0.75)mm=39.5±0.2mm,模锻后大小头高度为(38+2×0.75+2×0.4)mm=40.3mm,考虑到保证压印有余量,模锻后厚度公差调整为1.3 1.00.3+-mm.考虑到大头叉部成型困难,故宽度公差增加,压印后,水平方向压印略有增加,故加工余量可适当减少,表现在宽度公差取3.5 2.51.0+-mm,长度公差取1.5 1.50+mm.表2-6 锤上模锻水平方向尺寸公差(mm)表2-7 内、外表面的加工余量Z1(单面)(mm)3.确定模锻斜度为了使锻件易于从模堂中取出,一般锻件与模堂壁接触部分须带一定的斜度,这斜度称为模锻斜度。
6105QA连杆锤锻模具设计

6105QA连杆锤锻模具设计作者:龙洪州来源:《城市建设理论研究》2014年第06期摘要:本文介绍了锻造的重要性及锤锻在现代锻造工业技术发展中的地位及适应性。
通过对零件进行了分析及计算,确定了加工余量及公差,设计出了终锻型槽、预锻型槽、锻模结构设计等。
保证了锻件的外廓尺寸和精度要求,成本低生产率高符合实际生产要求。
关键词:锻造;锤上模锻;加工工序;终锻型槽;预锻型槽中图分类号:V261.3+2文献标识码:A1 引言“锻造”作为金属加工的主要方法和手段之一,在国民经济中占有举足轻重的地位,是装备制造业,特别是机械、汽车行业,以及军工、航空航天工业中的不可缺少的主要加工工艺。
锻锤的突出优点在于打击速度快,因而模具接触时间短,特别适合要求高速变形来充填模具的场合。
例如带有薄筋板、形状复杂的而且有重量公差要求的锻件。
由于其快速、灵活的操作特性,其适应性非常强,有人称之为“万能”设备,因而特别适合多品种、小批量的生产。
2连杆锻锤设计流程锻模设计是为了实现一定的变形工艺而进行的。
因此,在生产中应首先根据零件的尺寸、形状、技术要求、生产批量大小和车间的具体情况确定变形工艺和模锻设备、然后再设计锻模。
锻模设计的程序如下:1.零件分析;2.根据零件图设计锻件图;3.根据锻件图计算锻件主要参数;4.确定锻锤吨位;5.考虑收缩率绘制热锻件图;6.连杆模锻工艺流程(拔长-滚挤-预锻-终锻);7.设计终锻型槽;8.设计预锻型槽;9.绘制计算毛坯图;10.制坯工步的选择;11.确定坯料尺寸;12.制坯型槽设计;13.连杆锤锻模结构设计。
锻模的设计3.1零件分析连杆是汽车发动机中的零件,主要用来连接活塞和曲轴。
其功能是将活塞承受的燃油爆发力传递给曲轴,使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。
汽车发动机转速很高,连杆在高速运动中将承受很大的交变应力。
3.2确定分模位置分模面一般应该设置在锻件的最大轮廓处,在本设计中如图1所示A-A截面为最大截面,所以A-A截面为分模面。
热模锻工艺及模具设计

模具下压, 坯料产生变 形抗力
2.4)镦粗制坯
易出现问题: 镦粗后坯料理论为圆饼状坯料,实际生 产坯料不一定是完整的圆形;
原因分析: 1.棒料剪切后,端面有斜度,锻造生产 以料径(剪切端面)为定位,容易造成 材料镦粗后偏向一边,使材料分布不均 匀, 2.镦粗过程中,坯料侧面金属向上流动 变形不均匀,产生变形抗力不均.
2)在实际生产中压力机负载工作状况总 是存在偏载现象;
3)偏载现象与模具制造、装配等累积误 差必然影响到锻件的错差,工步间错 差过大,后续锻压易出现折叠。
4)在模座导柱导向之外,增加预锻工步 与终锻工步的模具结构导向。 依靠合模初期,上下模外衬啮合,对 工步模具起导向作用,右图示
合模时, 上下模 啮合面
镦粗圆饼状坯料 落入本区域
下模浮 动顶出
二.模具结构设计(闭式) - 预锻模腔
设计要点:
2.5预防终锻成型时产生错差/折叠:
1)因热模锻压力机为多工位进级方式, 很难保证使模腔布局于压力机工作压 力中心位置,并且因各个工位金属流 动变形量不同,产生变形抗力也不同, 各个工位变形所需要的设备压力也不 同。
- 压机滑块行程固定,载荷为静压力,锻件精度高,能较
好控制锻件高度公差;但不便于进行制坯.
- 大尺寸工作台面,可多工位布局,如:镦粗/预锻/终锻/
冲孔;模具结构复杂,初次投资大.
- 设备有顶料机构, 实现自动化生产,生产效率高
- 模具模块可按工步单独设计/制造/安装,调整/更换/
维修方便.
- 热模锻压力机因各个工位金属流动变形量不同,产生
2.2预锻件放置及定位: 因终锻模腔与锻件成品有直接关联,终锻模腔不 易采用浮动接送料的方式,且终锻模腔是各个工 步中变形受力最大的工步,下模多采用热态紧配 合,改善模具受力状态,以增强抗打击能力; 预锻件的放置完全依靠自由落体进入模腔, 预锻件靠其与终锻模腔相近的下模外形定位.
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
锻造模具简介讲解

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机电工程系
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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机电工程系
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。
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻工艺

第7章
模锻工艺过程
3.模锻斜度的选择 为了便于将成形后的锻件从模膛中取出,在锻件上与分模面 相垂直的平面或曲面上必须加上一定斜度的余料,这个斜度就称 为模锻斜度。 外模锻斜度α和内模锻斜度β(图7.11)。在同一锻件上内
模锻斜度β比外模锻斜度α大。 锻件成形后,外模锻斜度有助于锻件出模,内模锻斜度的金 属由于收缩反而将模膛的突起部分夹得更紧。
第7章
模锻工艺过程
锻件的精度可用锻成尺寸与锻件公称尺寸的 偏差判定。锻件图上的公称尺寸所允许的偏差 范围称为尺寸公差,简称公差。
(1)锻件的形状
锻件形状的复杂程度由形状复杂系数S表示。 S是锻件质量或体积(Gd,Vd)与其外廓包容体 的质量或体积(Gb,Vb)的比值,即: S=Gd/Gb= Vd/ Vb
第7章
模锻工艺过程
热模锻压力机模锻工艺过程具有下列特点: 1、对于横截面形状复杂、分模面接近圆形或方形 的锻件(例如薄辐齿轮),必须正确设计预锻工步。 2、对于截面相差很大的长毛坯,一般需要用其它 设备制坯。 3、最好使用电加热及其它少无氧化加热,或在热 坯料送进压力机前有效清除氧化皮。 4、热模锻压力机导向精度较高,工作方式和普通 冲床相近。
第7章
模锻工艺过程
7.2.2 长轴类锻件
按外形、主轴线、分模线特征,长轴类 锻件可分为: 1.直长轴锻件 :一般采用拔长制坯或 滚挤制坯。 2.弯曲轴锻件:除了可能要拔长制坯或 拔长加滚挤制坯外,还要有弯曲制坯或成型 制坯。
第7章
模锻工艺过程
3.枝芽类锻件:带有突出部分。除了需拔 长制坯或拔长加滚挤制坯外,还要有成 型制坯或预锻制坯。 4.叉类锻件:头部呈叉状。若杆部较短, 除拔长制坯或拔长加滚挤制坯外,还要 进行弯曲制坯;若杆部较长,需用带劈 料台的预锻制坯工步,不需弯曲制坯。
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锻模结构设计:模架
热模锻压力机滑块速度低,工作平衡,所以其上锻模多数采用在通用模架上装置模膛镶块的组合式结构。
每台设备一般配置数套通用模架,根据不同的锻件设计具有相应模膛的标准镶块,以适应生产的需要。
组合式锻模由两部分组成:第一部分由模座、垫板、镶块紧固零件、导柱导套及顶料装置等构成,通常称为模架;第二部分是带模膛的镶块。
1.模架
模架的种类很多,可按不同的工艺要求设计。
但应在结构上食品店镶块拆装、调整方便及坚固可靠,各种镶块的通用性要好,应尽可能允许镶块多次翻新使用,最后,还应便于加工制造。
目前常用的模架结构形式有压板式模架和定位键式模架。
(1)模架结构形式
1)压板式模架:这类模架采用斜面压板压紧镶块,具有坚固刚性大、结构简单、允许镶块多次翻新使用的优点,但镶块的长度和宽度尺寸不允许过大,压紧斜面的加工要求较高,镶块安装调整较困难,因此它适用于大批量少品种的圆饼类锻件或长度较短的长轴类锻件生产。
2)定位键式模架:这类模架的特点是镶块、垫板和模座之间均用十字形布置的键实现前后左右方向定位,用螺栓将三者紧固成一体。
与预锻和终锻镶块相应的垫板彼此分开。
新的镶块直接由压板压紧在垫板上,翻新后的镶块在安装时,则需要再加一块垫板,以保证模具封闭高度不变。
垫板制成不同的厚度,以便适应镶块的多次翻修。
当需要在水平方向上调整久违位置时,高将定位键更换成不同规格的偏心键。
(2)导向装置:模架导向装置由导柱、导套等零件组成。
一般模架用两副导柱导套,分立于模架后部;必要时亦可采用三或四副导柱导套,分立于模架的三角或四角。
工作时,导柱导套不脱离。
(3)顶料装置:顶料装置的作用是把热模锻压力机顶杆的动作传递给锻模镶块中的顶杆。
一般设备上的顶杆数在5个以内,而每个预锻或终锻镶块中有1到2个顶杆。
当设备上的顶杆在数量和上与镶块中顶杆不相符合时,可以采用各种形式的顶料装置,把设备上顶杆的动作均匀地分配并传送到各镶块的顶杆上去。
热模锻压力机锻模的第二个组成部分是可更换的镶块。
镶块上开有模膛。
预锻和终锻镶块中装有顶料的顶杆。
当预锻和终锻模膛有较深的型腔时,为了食品店在模锻过程中顺利地排出其中的空气,以得金属充满模膛,应在预锻和终锻模膛中的金属最后充满处开设排气孔。
斜面压板模架与定位键式模架用的镶块外形有较大的差别。
用于前者的镶块,其侧面制成70~100的斜面,以便与斜面压板相配合;用于后者的镶块,其侧面制成5~10mm的凸肩,供压板压紧用,对于圆形镶块,在镶块侧面或底面开有防止镶块旋转的键槽。
1.镶块
镶块的尺寸取决于模膛尺寸和模壁厚度。
模壁厚度按下式确定:
t=(1.0~1.5)h>=40mm
式中t ——模壁厚度;
h ——模膛最宽处的深度;
..。