模锻件的技术要求
模锻件的结构工艺性
模锻件的结构工艺性模锻主要靠锻模模膛使坯料成形，锻件形状比较复杂。
但为减少制模成本和简化模锻工艺，设计模锻零件时，应根据模锻特点和工艺要求，使零件结构符合下列原则，以便于模锻生产和降低成本。
(1)模锻零件必须具有一个合理的分模面，以保证模锻件易于从锻模中取出，又利于金属充填、减少余块和敷料，锻模容易制造。
(2)与分模面垂直的非加工面应设计出模锻斜度，以利于从模膛中取出锻件。
非加工面的交接处应采用圆角过渡，以利于金属在模膛中流动充填和防止产生应力集中。
(3)应避免筋的设置过密或高宽比过大，以利于金属充填模膛。
(4)为了减小变形抗力，使金属容易充满模膛和减少工序，零件外形力求简单、平直和对称，尽量避免零件截面间差别过大，腹板过薄(如图5—50所示)，或具有薄壁、高筋、凸起等结构。
图5—50a所示零件的最小截面与最大截面之比如小于O.5就不宜采用模锻方法制造。
此外，该零件的凸缘薄而高，中间凹下很深也难于用模锻方法锻制。
图5—50b所示零件扁而薄，模锻时薄的部分金属容易冷却，不易充满模膛。
(5)在零件结构允许的条件下，设计时应尽量避免深孔或多孔结构，以利于制模和减少余块，如图5—51所示的四个Φ20mm的孔就不能锻出，只能用机械加工成形。
(6)形状复杂件宜采用锻—焊、锻—螺纹连接等组合结构，以简化模具和减少余块，简化模锻工艺，如图5—52所示。
(7)由于模锻件尺寸精度高和表面粗糙度值低，因此零件上只有与其他机件配合的表面才需进行机械加工，其他表面均应设计为非加工表面。
压力机上模锻进行模锻生产的压力机有热模锻压力机、螺旋压力机和平锻机等。
(1) 热模锻压力机上模锻热模锻压力机采用整体床身或有预应力的框架式机身，通过曲柄连杆机构使滑块往复运动进行模锻，如图5—23所示。
模锻
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。
模锻件的机械加工余量和公差
模锻件的机械加工余量和公差1.机械加工余量锻造过程中由于锻模磨损、上下模具错移、模具的斜度及其毛坯体积的变化、加热过程产生氧化、脱碳及终锻温度的波动等，使得锻件的形状和尺寸发生变化，尺寸在一定范围波动。
在锻后锻件的全部或局部表面，还需要机械加工，因此这些表面在设计时留有供机械加工用的金属层，称为机械加工余量。
机械加工余量设计目的是为提高表面质量及保证尺寸，锻件图上凡是需要机械加工的表面，都留有余量。
加工余量的大小与锻件的形状复杂程度、尺寸精度、表面光洁度、锻件材料和模锻设备等有关。
2.锻件公差锻造过程中，由于欠压、金属不充满型槽、模具磨损或变形、模具设计时锻件收缩率选取不准确、终锻型槽制造公差、锻造设备精度变化、模具错移、人工操作误差等原因，锻件的实际尺寸不可能准确无误地达到锻件的公称尺寸，应该留有一定的尺寸误差，称为锻件公差。
锻件上无论是否进行机械加工，都应设计和注明锻件的公差。
锻件的公差主要包括长度、高度、宽度方向的公差、厚度公差、直线度和平面度公差、中心距尺寸公差、同轴度公差、残留横向毛边公差及切入锻件深度公差、纵向毛刺及冲孔变形量公差等。
模锻工艺设计过程中，对于零件图上较小的小孔、狭窄的沟槽、直径差较小的台阶等难以锻造的部位，可以设计锻造余块。
锻造余块设计可以简化锻件形状，减少模锻难度，但会增加机械加工量和金属消耗。
余块的设计要根据零件形状、模锻水平、加工难易程度等综合考虑，对于有些要求组织和力学性能检测的锻件，需要设计试样余块，以便用来进行锻件组织和力学性能检测，对于热处理和机械加工时有特殊要求的锻件，需要设计夹头余块。
确定加工余量和公差的方法主要有两种：一种是按照锻件形状和尺寸大小査表确定，一种是根据模锻锤吨位大小确定，具体加工余量和公差确定可査阅GB/T12362—2003“钢质模锻件公差及其机械加工余量”。
锻件的公差可分为尺寸公差、形状位置公差和表面技术要求公差。
尺寸公差主要包括长度、厚度、宽度、中心距、角度、锻模斜度、圆角半径和圆弧半径等公差。
DIN 7526 钢模锻件 尺寸公差
参照标准和其它文件DIN 6930第1部分 钢印；技术条件 DIN 6932 设计钢印规则 DIN6935 扁钢产品的冷弯DIN 8588 分离制造工艺；分类和概念ISO 1101 技术图纸；几何公差；形状，方向，位置和跳动公差；概论，定义，图纸上的符号和表示VDI 3345 精密冲压以前版本修改1983年1月版本做了以下修改： a) 表4和5中一些数值b) 对标准在编辑上做了修改解释注释为了将表3中的角度尺寸转换成可测量的线性尺寸，表7中给出了相切值，如下： 表7. 角度和相切值国际专利分类 B 21 D 28/00 B 26 F 1/38角度相切相切相切角度角度页码页码7.1.锻件定形件..................................................10 9.2.4.4. 剪切端的允许变形 (15)7.2. 有两个定形件的锻件.................................10 9.2.4.5. 表面缺陷的允许深度.. (15)7.3. 锻件非定形件..........................................11 9.2.4.6. 表面斜率公差 (15)8.平锻机中制成的落锻公差的判定数据............11 10. 利用表格判定落锻公差. (15)8.1. 定形件的重量..............................................11 10.1. 表1 (15)8.2. 材料，钢号难易程度..................................... 11 10.2. 表3.. (17)8.3. 锻件复杂性...................................................... 11 10.3. 表5 (17)9. 平锻机中制成的锻件公差................................ 12 10.4. 表6.. (17)9.1. 分组.................................................................... 12 11. 平锻机制成的锻件的图纸指南 (17)9.2. 关于公差的解释................................................12 11.1. 概述 (17)9.2.1. 第一组（见表1）..........................................12 11.2. 铸件图纸上尺寸和允许偏差的表示 (17)9.2.1.1. 直径尺寸公差 (12)9.2.1.2. 台肩尺寸公差………………………………………12 表格9.2.1.3. 长度尺寸公差………………………………………13 表1. F级锻件的长度，宽度，和高度尺寸（直径），9.2.1.4. 允许错位和离心率…………………………….. 13 错位，离心率，残余飞边和倒角深度的公9.2.1.5. 非定形件上局部变化的公差............... 13 差以及允许偏差. (19)9.2.1.6. 允许残余飞边和倒角深度………….……… 14 表2. E级锻件的长度，宽度，和高度尺寸（直径），9.2.1.7. 孔直径公差…………………………………………. 14 错位，离心率，残余飞边和倒角深度的公9.2.2. 第二组（见表3）....................................... 14 差和允许偏差. (21)9.2.2.1. 厚度直径公差……………………………………. 14 表3. F级锻件的厚度尺寸和顶杆压痕的公差和9.2.3. 第三组（见表5）...................................... 14 允许偏差.. (23)9.2.3.2. 中心距公差……………………………………….. 14 表4. F级锻件的厚度尺寸和顶杆压痕的公差和9.2.4. 第四组（见表6和文本）........................ 15 允许偏差.. (25)9.2.4.1. 内外圆角的允许偏差............................. 15 表5. 扭曲，变形，中心距的允许偏差.. (27)9.2.4.2. 切边毛边和分型线毛边的允许表6. 内外圆角半径允许偏差，切边毛边和分型线毛边高度及宽度............................................... 15 的允许高度和宽度，剪切端允许变形 (27)9.2.4.3. 允许校准误差（深孔轴位置） (15)毫米尺寸由锻锤和压力机制成的落锻1. 与锻锤和压力机制成的落锻相关的基本信息1.1. 范围此标准的第1-5段，结合表1-6，应用于碳钢或合金钢在锻锤和压力机中热锻而成的落锻。
井口装置用模锻件的工艺要求与力学性能
锻 件成 型的方式有很 多 ， 如 自由锻 、 模锻、 胎模 锻 、 环 形锻等 ， 但 是 模锻 件与其它锻件相 比 ， 具有体积小 、 重量轻 、 加工余量小等特 点 ， 批量 生产时 ， 更是具有 省时省力并且节省材料 和加工成本等优 点。另外 ， 模 锻件 内部 流线方 向更为规则 和合理 ， 其 力学性 能优于其 它锻造成 型的 锻件 ， 使 用 寿命更 长 。适 用于 石油 和 天然 气行 业模 锻件 评定 要 求 的 Ａ Ｐ Ｉ ２ ０ Ｃ 规范 已发表 ３ 年多 了 ， 但在 中 国取得 该证 书的企业 寥寥 无几 ， 所以我 国石油 和天然气行业模锻件 的发展前景还是很 广阔的。保证模 锻件质 量 ， 特别是力 学性能 ， 以及获得 Ａ Ｐ Ｉ ２ ０ Ｃ 证 书都是在该 行业发展 和拓展 国际市场不 可缺少的条件 。
Ｆ Ｓ Ｌ 标 号由 １ 递增到 ４ 。下面给 出了不 同Ｆ Ｓ Ｌ 的模锻件对工 艺评 定的详 细要 求。 （ １ ） Ｆ Ｓ Ｌ 一 １ 级别要 求 ａ ． 原 材料熔炼 到 Ｂ Ｏ Ｆ 熔 炼过程 中 ， 如果熔炼炉 的类型发生 了变化 ， 锻件需要重新评定 。 ｂ ． 锻件材料等级 与已评 定的锻件相 比发生 了变化 ， 需要 重新评 定。
ｃ．
◆ 熔炼 过程控 制 ： 应 通过 电炉熔 炼加 真空精炼 （ Ｅ Ｆ Ｖ Ｄ ） 或 氩氧 精 炼（ Ａ Ｏ Ｄ ） 或 真 空感 应 熔 炼 （ Ｖ Ｉ Ｍ） 、 真 空 电弧 重 熔 （ Ｖ Ａ Ｒ ） 或 电渣 重 熔 （ Ｅ Ｓ Ｒ） 等精炼方式 ； ◆ 非金属夹杂物应满足下表要求 ： 表１ 模 锻件 非金属夹杂物要求
夹杂 物 类 型
粗 系
细 系
锻造状 态重 量等级 与 已评 定 的锻件相 比发生 了变 化 ， 需要 重新
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。
模锻件的技术要求
模锻件的技术要求作者：关键词：模锻件,技术,要求文献摘要：凡有关锻件的质量及其检验等问题，在图样中无法表示或不便表示时，均应在锻件图的技术要求中用文字说明，其主要内容如下：1)未注模锻斜度；2)未注圆角半径；3)表面缺陷深度的允许值，必要时应分别注明锻件在加工表面和不加工表面的表面缺陷深度允许值；4)分模面错差的允许值；5)残留飞边与切入深度的允许值。
根据锻件形状特点及不同工艺方法，必要时应分别注明周边、内孔、叉口、纵向、横向等不同部位残余飞边和切入深度的允许值；6)热处理方法及硬度值；7)表面氧化皮的清理方法及要求；8)锻件杆部局部变粗的允许值；9)对未注明的锻件尺寸公差，应注明其公差标准代号及尺寸精度级别或具体公差数值；10)其他要求：如探伤、低倍组织、纤维组织、力学性能、过热和脱炭、质量公差、特殊标记、防腐及包装发运要求等。
锻件技术要求的允许值，除特殊要求外均按JB3835-85和JB3834-85的规定确定。
技术要求的顺序，原则上应按锻件生产过程中检验的先后进行排列。
模具选材的三个原则关键词：模具,锻造文献摘要：在给模具选材是，必须考虑经济性这一原则，尽可能地降低制造成本。
因此，在满足使用性能的前提下，首先选用价格较低的，能用碳钢就不用合金钢，能用国产材料就不用进口材料。
另外，在选材时还应考虑市场的生产和供应情况，所选钢种应尽量少而集中，易购买。
(一)模具满足工作条件要求1、耐磨性坯料在模具型腔中塑性变性时，沿型腔表面既流动又滑动，使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效。
所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。
硬度是影响耐磨性的主要因素。
一般情况下，模具零件的硬度越高，磨损量越小，耐磨性也越好。
另外，耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。
2、强韧性模具的工作条件大多十分恶劣，有些常承受较大的冲击负荷，从而导致脆性断裂。
为防止模具零件在工作时突然脆断，模具要具有较高的强度和韧性。
GB／T12361-2016《钢质模锻件通用技术条件》介绍
６０．０，８０．０，１００．０数 值 选 用 。 当圆 角 半 径 值 超 过 １００ｍｍ 时 ，按 ＧＢ／Ｔ ３２１— ２００５ 《优 先 数 和 优 先 数 系 》 选 取 。 括 弧 内 的 数 值 尽 量 少 用 。外 圆 角半 径 ｒ按 表 ５确 定 ，内 圆 角 半 径 尺 按表 ６确 定
供货合 同为锻件成 品检验 、交付 的主要 依据。 （２） 原 材 料 锻件 所选 用 的钢材 应符 合 ＧＢ／１－６９９＿－２０１５
《优 质碳 素结 构 钢》、ＧＢ／Ｔ ７０ｏ．＿２００６ 《碳 素结 构钢 》、ＧＢ／Ｔ ３０７７－ ２０１５ 《合 金结 构钢 》、ＧＢ／ Ｔ ５２１６—２０１４ 《保 证 淬透 性结构 钢》 等 的规 定 。 同时 ．对 不同 的锻件 生产厂 可 以采 用企 业标 准或 与钢材供 货商所签订 的专 门技 术协 议作 为附加要 求。按供 需双方确定 的检验项 目进行钢材 复验。
１）熔炼 炉号 钢厂 出厂 的钢 制 品上所 标志 的炉 号 ２）热处理 炉次 在 同一 热处理炉 内用 同一工艺规 范一次 或连 续处理 的同一种 锻件 为一热处理 炉次
３】生 产 批 按 同一工艺 规范 ．在锻 造过程 中连 续生产 出 的全 部锻件 为一生产批 。
３ 锻 件 分 类
ＧＢ／１＿１２３６１－２０１６作 为产 品设 计部 门确 定 锻 件技 术 要 求和供 需 双方 签订 技术 协 议 的依据 ． 也可 作 为锻 件 的验 收依据 。
２ 术 语 和 定 义
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模锻件的技术要求
作者：
关键词：模锻件,技术,要求
文献摘要：
凡有关锻件的质量及其检验等问题，在图样中无法表示或不便表示时，均应在锻件图的技术要求中用文字说明，其主要内容如下：
1)未注模锻斜度；
2)未注圆角半径；
3)表面缺陷深度的允许值，必要时应分别注明锻件在加工表面和不加工表面的表面缺陷深度允许值；
4)分模面错差的允许值；
5)残留飞边与切入深度的允许值。
根据锻件形状特点及不同工艺方法，必要时应分别注明周边、内孔、叉口、纵向、横向等不同部位残余飞边和切入深度的允许值；
6)热处理方法及硬度值；
7)表面氧化皮的清理方法及要求；
8)锻件杆部局部变粗的允许值；
9)对未注明的锻件尺寸公差，应注明其公差标准代号及尺寸精度级别或具体公差数值；
10)其他要求：如探伤、低倍组织、纤维组织、力学性能、过热和脱炭、质量公差、特殊标记、防腐及包装发运要求等。
锻件技术要求的允许值，除特殊要求外均按JB3835-85和JB3834-85的规定确定。
技术要求的顺序，原则上应按锻件生产过程中检验的先后进行排列。
模具选材的三个原则
关键词：模具,锻造
文献摘要：在给模具选材是，必须考虑经济性这一原则，尽可能地降低制造成本。
因此，在满足使用性能的前提下，首先选用价格较低的，能用碳钢就不用合金钢，能用国产材料就不用进口材料。
另外，在选材时还应考虑市场的生产和供应情况，所选钢种应尽量少而集中，易购买。
(一)模具满足工作条件要求
1、耐磨性
坯料在模具型腔中塑性变性时，沿型腔表面既流动又滑动，使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效。
所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。
硬度是影响耐磨性的主要因素。
一般情况下，模具零件的硬度越高，磨损量越小，耐磨性也越好。
另外，耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。
2、强韧性
模具的工作条件大多十分恶劣，有些常承受较大的冲击负荷，从而导致脆性断裂。
为防
止模具零件在工作时突然脆断，模具要具有较高的强度和韧性。
模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
3、疲劳断裂性能
模具工作过程中，在循环应力的长期作用下，往往导致疲劳断裂。
其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。
模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。
4、高温性能
当模具的工作温度较高，会使硬度和强度下降，导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。
因模具材料应具有较高的抗回火稳定性，以保证模具在工作温度下，具有较高的硬度和强度。
5、耐冷热疲劳性能
有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态，使型腔表面受拉、压力变应力的作用，引起表面龟裂和剥落，增大摩擦力，阻碍塑性变形，降低了尺寸精度，从而导致模具失效。
冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一，帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。
6、耐蚀性
有些模具如塑料模在工作时，由于塑料中存在氯、氟等元素，受热后分解析出hci、hf 等强侵蚀性气体，侵蚀模具型腔表面，加大其表面粗糙度，加剧磨损失效。
(二)模具满足工艺性能要求
模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。
为保证模具的制造质量，降低生产成本，其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。
1、可锻性
具有较低的热锻变形抗力，塑性好，锻造温度范围宽，锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。
2、退火工艺性
球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。
3、切削加工性
切削用量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。
4、氧化、脱碳敏感性
高温加热时抗氧化怀能好，脱碳速度慢，对加热介质不敏感，产生麻点倾向小。
5、淬硬性
淬火后具有均匀而高的表面硬度。
6、淬透性
淬火后能获得较深的淬硬层，采用缓和的淬火介质就能淬硬。
7、淬火变形开裂倾向
常规淬火体积变化小，形状翘曲、畸变轻微，异常变形倾向低。
常规淬火开裂敏感性低，对淬火温度及工件形状不敏感。
8、可磨削性
砂轮相对损耗小，无烧伤极限磨削用量大，对砂轮质量及冷却条件不敏感，不易发生磨伤及磨削裂纹。
(三)模具满足经济性要求。