锻造工艺与模具设计-锤上模锻
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由于终锻温度难以准确控制，不同锻件的准确收 缩率往往需要在长期实践中修正。
12°等，常取7°； 内斜度β标准值为：5°、7°、10°、12°、
15°等，一般应取
多种斜度，而应各取一统一数值。（统一原则） (5) 只要锻件能形成自然斜度，不必另外增设模锻
斜度。（自然原则）
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6.3.4 锻件圆角
作用：保证金属流动、提高模具寿命、提高锻件质量 和便于出模。 锻件上的凸圆角半径称为外圆角半径r，也就是 模具模膛上的凹圆角。作用是避免模具上的凹圆角太 小造成应力集中导致开裂，以及锻件充满。 凹圆角半径称为内圆角半径R，也就是模膛上的 凸圆角，作用是便于金属流动，防止锻件折迭和模具 压塌。
见课本P139示例。
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6.3.3 模锻斜度（出模斜度或拔模斜度）
1、模锻斜度 定义：
为了克服模具的弹性收缩和摩擦阻碍作用，易于取件 。在锻件侧表面上需要一定的斜度，称为模锻斜度。 侧表面指，在锻件上与分模面相垂直方向上的平面或 曲面。
包括它固有的斜度（也就是自然斜度）和锻件侧表面 上所附加的斜度。
a) 简单形状 b) 较复杂形状 c) 复杂形状
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第二类锻件：长轴类锻件
主要特点： ①锻件的主轴线尺寸大于其它两个方向的尺寸； ②变形工序的锻击方向一般垂直于主轴线； ③金属主要沿着高度和宽度方向流动，由于在模 锻工步时金属沿主轴线基本上没有流动，又可称为平 面变形类。 此类锻件数量多，形状复杂。按锻件的几何形状 特征，也可分为四组：直长轴类、弯曲轴类、枝芽类 和叉类锻件。 通常采用拔长或滚压等工序成形；
热锻件冷缩会离开模膛侧壁的部位称为外斜度α（锻 件外壁上的斜度）
热锻件冷缩会更加紧贴模膛侧壁的部位称为内斜度β （内壁上的斜度）
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2、选择原则：取件方便，节省金属材料和加工
(1)在保证出模的前提下，模锻斜度应尽量小。（ 最小原则）
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。
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。
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锻件图中无法表示的有关锻件质量和检验要求的内容， 列入技术条件：
①未注明的模锻斜度α和圆角半径R； ②允许的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需要取样的取样位置； ⑦其它特殊要求，如直线度、平面度等。
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4、压凹 当锻件内孔直径较小，不易锻出连皮，应改为压凹形式， 通过压凹变形有助于小头部分饱满成形。
压凹
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。
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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。
锻件图上的尺寸A比锻件图
上的相应尺寸减小0.5-0.8 mm。
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(2) 形状复杂且较高的部 位应尽量放在上模。
在特殊情况下要将复杂且 较高的部位放在下模时， 锻件在该处表面易“缺肉 ”（充不满）。这是由于 下模局部较深处易积聚氧 化皮。如图所示的曲轴， 可在其热锻件图相应部位 加深约2 mm。
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6.3.5 冲孔连皮
对于有内孔的锻件，锤上模锻不能直接锻出透孔，必须 在孔内保留一层连皮。然后，在切边压力机上冲除。
1、平底连皮 常用形式。连皮厚度S可根据经验选取或或 按书上给的公式计算（P143式6-1）。
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2、斜底连皮 用于较大的内孔：d>2.5h，或d>60mm。 以利于金属流动，避免产生折叠和模具过早磨损或
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长轴类锻件分组
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第三类锻件：复合类锻件
兼备两种或两种以上结构的特征，横截面差 别很大，制坯过程复杂，金属在模膛内比较难填 充的 锻件；如“轴-盘-耳”结构的转向节。
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6.3 模锻件图设计
模锻件图是模锻生产过程、模锻工艺 过程规范制订、锻模设计、锻模检验及锻 模制造的依据。
模锻件图是根据产品图设计的，分为 冷锻件图和热锻件图两种。
航标中将航空模锻件分为四类： M0： 铝、镁合金； M1：＜0.65%C的碳钢或合金总含量＜ 5.0%的合金钢。 M2：≥0.65%C的碳钢或合金总含量≥5.0%的合金钢。 M3：不锈钢、高温耐热合金和钛合金。
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3、余量和锻件公差的选取 选取余量和锻件公差的程序：零件公称尺寸
→估选余量→锻件公称尺寸→估算锻件质量→ 查表→修正
第一类锻件：短轴类或饼类锻件
主体轴线立置于模膛成形，水平方向二维尺寸相近 的锻件。其特点是：
① 锻件的主轴线尺寸小于其它两个方向的尺寸； ② 变形工序的作用力方向与主轴线方向一致； ③ 模膛中的金属变形是体积变形。 这类锻件常利用镦粗台或拍扁台制坯。 常见的短轴类件有法兰、齿轮、十字轴、万向节等。
圆饼类锻件
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6.4 模锻模膛设计
模锻模膛包括：终锻模膛和预锻模膛。 任何锻件的模锻工艺过程都必须有终锻，都
要用终锻模膛。 模锻件的几何形状和尺寸靠终锻模膛保证，
预锻模膛要根据具体情况决定否采用。
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6.4.1终锻模膛设计
终锻模膛是锻模中各种模膛的最主要的模膛 ，它用来完成锻件最终成形的终锻工步。
圆饼类锻件分模位置
（5）锻件形状较复杂部分应该尽量安排在上模。
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6.3.2 余块、余量和锻造公差
锻件上凡是尺寸精度和表面品质（表面粗糙度） 达不到零件图要求的部位，需要在锻后进行机械加 工，这些部位应预留加工余量。
模锻件的加工余量要大小恰当。 精密模锻的目的是在不影响零件加工品质的前 提下模锻出小余量或者无余量精锻件。
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1、锻件公差的种类 尺寸公差 包括长度、宽度、厚度、中心距、
角度、模锻斜度、圆弧半径和圆角半径等公差。 形位公差 包括直线度、平面度、深孔轴的同
轴度、错移量、剪切端变形量和杆部变形量等。 表面技术要素公差 包括深度、剪拉毛刺的尺寸
、顶杆压痕深度和表面粗糙度等。 各项公差都不应互相叠加。
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(4) 锻件某些部位在 切边或冲孔时易产生 变形而影响加工余量 ，应在热锻件图的相 应部位增加一定的弥 补量，提高锻件合格 率，如图所示。
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(5) 一些形状特别 的锻件，不能保证 坯料在下模膛内或 切边模内准确定位 。在锤击过程中， 可能因转动而导致 锻件报废。热锻件 图上需增加定位余 块，保证多次锻击 过程中的定位以及 切飞边时的定位。
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°。
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(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。
(3) 模锻斜度的大小（标准原则） 外斜度α标准值为：3°、5°、7°、10°、
一般情况下，热锻件图形状与锻件图形状完全相 同。但在某些情况下，需将热锻件图尺寸作适当 的改变以适应锻造工艺过程要求。
(1) 模膛易磨损处，应在锻件负公差范围内减 小模膛尺寸（预留磨损量），以在保证锻件合格 率的情况下延长锻模寿命。
如图所示的齿轮锻件，轮辐 部分易磨损，使锻件轮辐 厚度增加。因此，应将热
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冷锻件图即为锻件图。 冷锻件图用于最终锻件的检验和校正 模的设计，也是机械加工部门制定加工 工艺过程，设计加工夹具的依据。 热锻件图用于锻模设计和加工制造。 热锻件图是对冷锻件图上各尺寸相应地 加上热胀量而绘制的。
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锤上模锻件图设计
6.3.1分模面位置的选择 确定分模面位置最基本原则是保证锻件
直线分模防错移
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（2）尽可能将分模位置选在锻件侧面中部。这 样易于在生产过程中发现上下模错移。
分模位置居中便于发现错模
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（3）对头部尺寸较大的长轴类锻件可以 折线分模，使上下模膛深度大致相等，使 尖角处易于充满。
上下模膛深度大致相等易充满
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（4）当圆饼类锻件H≤D时，应采取径向分
模，不宜采用轴向分模。
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外圆角半径 Rw过小，充填困难，锻模崩裂； Rw过大，机械加工余量小
Rn太小，会造成纤维被割断、折叠，锻件报废，模具压 塌，影响出模；
Rn太大，使余量加大，导致充不满。
一般可按公式： Rw = 余量+零件相应处圆角半径或倒角值 Rn =(2～3) Rw
圆角半径应选标准数值，便于选用相应的制造模具的标准 刀具。
形状尽可能与零件形状相同，以及锻件容易 从锻模模膛中取出。
确定分模面时，应以镦粗成形为主，还 应考虑材料利用率。
分模面的位置与模锻方法直接有关，它 决定着锻件内部金属纤维方向。
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锻件分模位置一般都选择在具有最大轮廓 线的地方。此外，还应考虑下列要求：
（1）尽可能采用直线分模，使锻模结构简单， 防止上下模错移。
2、影响余量和锻件公差的因素
(1) 公称尺寸和锻件质量 锻件重量根据锻件图的公 称尺寸进行计算( 按锻件大小初定余量)。
(2) 锻件形状复杂系数(S) 为锻件的重量或体积(Gd ，Vd)与其外轮廓包容体的重量或体积(Gb，Vb)的比值，
即：S = Gd/Gb = Vd/Vb 圆形锻件的外廓包容体按圆柱体计算； 非圆形锻件的外廓包容体按矩形六面体计算；
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锻件形状复杂系数S可分为四个等级，S越小表示锻件形
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。
下篇第8章-锤上模锻工艺与模具设计
主讲教师：刘维锤上模锻工艺根据所用锻压设备及其锻造变形方式，通常将模锻分为锤上模锻、压力机模锻及平锻机模锻等。
模锻锤包括蒸汽空气模锻锤、无砧座锤、高速锤和液压模锻锤。
蒸汽空气模锻锤应用最普遍，一般简称为模锻锤。
锤上模锻工艺在压力作用下，毛坯在锻模型腔中被迫产生塑性变形，从而获得比自由锻更高质量的锻件。
它是大批量锻件生产的主要方法，具有以下特点：①金属在型腔中的变形时在锤头的多次打击下逐步完成的，锤头的冲击力使金属变形，可利用金属的流动惯性，迫使金属充填型腔。
②在锤上可实现多工步成形，锤头打击速度快，生产效率高。
③模锻锤的导向精度不高，锤头行程不固定，模锻件的尺寸精度不高。
④无顶出装置，锻件出模困难，模锻斜度可适当大些。
⑤生产操作方便，劳动强度比自由锻小。
模锻件的分类●按照锻件分模线和主轴线（通过锻件各截面重心的连线在平面图上的投影）的形状以及锻件在平面图上轮廓尺寸比例，将模锻件分为：短轴类锻件长轴类锻件复杂类锻件模锻件的分类短轴类锻件：锻件在平面图上两个相互垂直方向的尺寸相等或相接近，在水平面上的投影为圆形或方形。
主要变形工步的锤击方向与主轴线平行，模锻时金属沿高度、宽度、长度方向同时流动，属于体积变形。
如齿轮、法兰盘、十字头等锻件。
模锻件的分类长轴类锻件：轴线的长度大于其它两个方向的尺寸，锤击方向与轴线垂直，金属沿主轴线流动小，主要沿高度和宽度方向流动。
如连杆和直轴等。
模锻件的分类复杂类锻件：具有短轴类和长轴类两类锻件特征的组合。
模锻件的工艺性便于锻后拔模：如图所示零件，上、下端面及柱面上均带有侧凹，不论将分型面设于什么位置，都不能保证锻后拔模，因此，必须增设锻造余块（敷料）改变锻件外形轮廓。
模锻件的工艺性力求形状简单、对称，避免截面差别过大的凸起、凹入或壁厚过薄：图a）所示零件最小和最大截面之比小于0.5，而且凸缘直径与壁厚相差过大，模锻时，凸缘端部不易充满，容易粘模。
而且凸缘厚度过薄，锻模散热性差。
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。
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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
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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
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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
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二、开式模锻各阶段的应力应变分析
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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。
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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
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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。
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二、开式模锻各阶段的应力应变分析
●
第Ⅱ阶段
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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
●
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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
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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
3-2锻造-锤上模锻工艺模锻
(5) 冲孔连皮 Recess
锤上模锻不能(难以)直接锻出通孔，孔内必须留有 一定厚度的金属层，此层即为冲孔连皮。 连皮太薄，锤击力太大；连皮太厚，锻件变形。 一般孔径d=25～80 mm时，连皮厚度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ຫໍສະໝຸດ 切断工步Cutting 制坯模膛Blocker：使坯料预变形而达到合理分配， 使其形状基本接近锻件形状，以便更好地充满模锻 模膛。
模锻模膛Die Cavity of Die forging ：使坯料变形 到锻件所要求的形状和尺寸。
预锻模膛Blocking Impression和终锻模膛Finish Impression: 对于形状复杂、精度要求较高、批量 较大的锻件，还要分为预锻模膛和终锻模膛。
(5)形状复杂的模锻件应采用锻焊结构，以减少余块， 简化模锻工艺。
依据：零件的形状尺寸和锻件的精度等级， 或锻锤的吨位
(3)确定模锻斜度 Draft Angle 模锻斜度 ：为便于金属填充模膛及从模膛中取出锻 件，锻件上与分模面垂直的锻件表面必须附加斜度。 (4)确定模锻圆角半径 Radium of Fillet 作用：使金属易于充满模膛，避免锻模的尖角处产生 裂纹，减缓锻件外尖角处的磨损，以提高锻件寿命。 外圆角： r =加工余量+零件圆角半径 （1.5~12mm） 内圆角： R=（2~3）r
第二节 锻造方法-模锻**
Forging
模锻：是使金属在冲击力或压力作用下，在模锻 模膛内变形，从而获得锻件的工艺方法。
模锻分类： 锤上模锻、曲柄压力机上模锻、 摩擦压力机上模锻、胎膜锻
*模锻的特点与应用
(1)生产效率高。一般比自由锻高出3~4倍，甚至十几 倍。 (2)锻件成形靠模膛控制，可锻出形状复杂、尺寸准确， 更接近于成品的锻件，且锻造流线比较完整，有利于 提高零件的力学性能和使用寿命。 (3)锻件表面光洁，尺寸精度高，加工余量小，节约材 料和切削加工工时。
卡车转向节在锤上锻造工艺及模具设计
卡车转向节在锤上锻造工艺与模具设计单丽梅 颜斌哈尔滨哈飞工业锻造公司150060摘 要: 通过对9吨卡车转向节锻件的工艺分析，制定了合理的工艺方案，设计并改进了锻模，在5吨模锻锤上锻造出了合格的锻件。
关键词：转向节、工艺分析、模具设计一、引言9吨卡车转向节是大型卡车上的锻件，其形状不对称，截面变化剧烈，锻件质量大，形状复杂，成形难度很大，根据市场的需求及我单位的现有设备，我们在5吨模锻锤上对该锻件进行了工艺成形分析与锻模设计研究。
二、转向节锻件工艺分析汽车转向节系汽车前桥总成部分的重要保安件，其结构复杂，锻造工艺复杂系数为复杂级，金属塑性变形难度大，转向节在锻造生产中对工艺和模具设计均有较高的要求。
该锻件经初步估算成形打击力需5.9吨，锻件重量约21公斤，锻件材料40Cr。
如图1图一 转向节锻件图从图上可以看出锻件总长在365mm。
杆部细而长，小端直径Φ48，长211mm；叉口部分宽251mm，且法兰部分型腔深而窄深82.5mm，宽度仅有16mm；由此可见，该锻件关键在于如何保证料的合理分配及型腔的充满。
经计算该锻件原材料应选择Φ120×313，用圆棒料直接锻造成型是很困难的。
因而，需从锻模设计上充分考虑预锻型腔、终锻型腔的金属流动和原材料的预分配。
在工艺成型上要考虑制坯的形状尺寸，坯料在型腔的放置位置，锻造操作时打击力的轻重。
现采用二火成形的工艺方案，先进行自由锻制坯、而后进行预锻、终锻成形。
主要要研究的内容是制坯的形状及尺寸规格、预锻模型腔的设计参数、工艺试验及如何保证材料向锻件头部及深处流动。
工艺过程为：下料→加热→自由锻锻制坯→预锻→ 终锻→热切边→调质处理→ 吹砂。
三、 制坯工艺尺寸的确定从图1的锻件图上及以上的分析，考虑到杆部细而长，需将杆部制出，法兰处深而窄用料较多，叉口部位的距离较宽，料的分配比较困难，很难保证所有的角部充满，在试造初期我们将坯料制成如图2(a)所示，经过几次试造，用此坯料锻出的锻件法兰盘四角和叉口部位外侧很难充满。
锻造工艺与模具设计-锤上模锻
第二类为长轴线类锻件
第 4 组：叉类锻件
锻件头部呈叉状，杆部或长或短。
杆部较短的叉形锻件，除需要拔长或拔长加滚挤制坯外，
还要进行弯曲制坯。
杆部较长的叉形锻件，则不必弯曲制坯，只须采用带有劈
开平台的预锻。
3-3 锻件图设计
3-3 锻件图设计
锻件图设计主要包括以下内容
1、选择分模面的位置和形状； 2、确定机械加工余量、余块和锻件公差； 3、确定模锻斜度； 4、确定圆角半径； 5、确定冲孔连皮的形式和尺寸； 6、制订锻件技术条件； 7、绘制锻件图。
第 1 阶段 自由变形或称镦粗变 形阶段；
第 2 阶段 形成飞边和改变金属 流向的阶段；
第 3 阶段 充满型槽的阶段； 第 4 阶段 锻模闭合或打靠阶 段。
第 1 阶段 自由变形或称镦粗变形阶段
在这一阶段，坯料在型槽中发生镦粗变形（对于某 些形状的锻件可能伴有局部压入变形）。此时，坯 料高度减小而直径增大。当出现的鼓形与型槽侧壁 接触，用工具（模具）施力于坯料，使之逐步 充满型槽，得到所需锻件的一种锻造方法。 z使坯料转变成模锻件，一是要施加变形力，二是要有 相应的锻模。坯料在型槽中受外力作用，当其内应力状 态达到一定条件后，发生塑性流动，并沿着型槽的一定 方向充填成型。
分 类：
z按金属变形时的流动条件分为：开式模锻、闭式模锻； z按模锻时毛坯的温度可分为：热锻、温锻和冷锻； z按模锻使用的设备分类：有锤上模锻、摩擦压力机上模
锻、热模锻压力上模锻、水平锻压机上模锻、水压机上模锻以 及其它特殊设备上模锻。
z按模锻工序的组合形式可分为：单型槽模锻、多型槽模
锻、联合模锻等。 常见的联合模锻有：自由锻制坯——模锻锤预锻和终锻；
辊锻机制坯——曲柄压力机弯曲（或预锻）和终锻；平锻机镦 头——锤或压力机预锻和终锻。
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
塑性成形工艺第十一章锤上模锻工艺及模具设计
塑性成形工艺第十一章锤上模锻工艺及模具设计锤上模锻工艺是一种常见的金属塑性成形工艺，通过锤击和挤压金属材料，使其在锻模的作用下得到塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的零件。
本文将从锤上模锻工艺及模具设计两个方面进行详细介绍。
一、锤上模锻工艺锤上模锻工艺是将预热好的金属坯料放置于模具中，通过锤击和挤压使其在模具的作用下得到塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的零件。
具体的工艺流程如下：1.材料选择：根据零件的要求选择合适的金属材料，并对其进行预热处理，以提高其塑性和可锻性。
2.模具设计：根据零件的形状和尺寸要求，设计和制造适用的锻模。
3.预热坯料：将金属坯料放入预热炉中对其进行预热处理，使其达到适合锻造的温度。
4.放料：将预热好的金属坯料取出，放置于模具中。
5.锤击和挤压：用锤子对金属坯料进行锤击和挤压，使其在模具的作用下得到塑性变形，并逐渐冷却固化。
6.去毛刺：在锻造后对零件进行去除表面的毛刺处理。
7.检验和整形：对锻造后的零件进行质量检验，如尺寸、表面质量等，并进行修整和整形。
二、模具设计模具是实现锤上模锻工艺的重要工具，合理的模具设计能够保证锻件的形状和质量。
以下是模具设计的一些要点：1.模具材料：模具需要具有足够的硬度和耐磨性，常用的模具材料有合金工具钢、合金炉电极材料等。
2.模具结构：模具应具有足够的强度和刚度，能够承受锻造过程中的冲击和挤压力。
模具的结构应尽可能简单，易于制造和安装。
3.模具尺寸：模具的尺寸应根据零件的形状和尺寸要求进行合理确定。
模具的开裂数量和形式、上、下模的高度和准确度等都需要进行细致的计算和设计。
4.模具润滑：模具表面应涂抹适当的润滑剂，以减小模具与金属之间的摩擦力，提高成形性能。
5.模具冷却：模具内部应设置冷却装置，以保持模具在工作过程中的合适温度，减少模具磨损和延长使用寿命。
总之，锤上模锻工艺及模具设计是塑性成形工艺中的重要环节。
通过合理的工艺流程和模具设计，可以获得形状和尺寸精确的零件，并满足各种机械零件的使用要求。
锤上模锻说明书 新版
目录1零件分析及工艺方案确定 01.1 零件分析 01.2 工艺方案的确定 (1)2 锤上模锻件设计 (1)2.1 选择分模面 (1)2.2 确定模锻件加工余量及公差 (2)2.3 确定锻件模锻斜度 (3)2.4 确定锻件圆角半径 (3)2.5 确定锻件冲孔连皮 (4)2.6 确定模锻件的技术要求 (4)2.7 绘制锻件图及计算锻件基本数据 (4)3 锤上模锻工艺设计 (5)3.1 确定模锻锤的吨位 (5)3.1.1 经验—理论公式 (5)3.1.2 选择飞边槽 (6)3.2 确定坯料尺寸 (6)3.2.1 根据公式镦粗制坯 (6)3.2.2 确定坯料长度 (7)4 锻前加热锻后冷却及热处理要求的确定 (7)4.1 确定加热方式，及锻造温度范围 (7)4.2 确定加热时间 (8)4.3 确定冷却方式及规范 (8)4.4 确定锻后热处理方式及要求 (8)5 锤用锻模设计 (8)5.1 终锻形槽设计 (8)5.1.1 热锻件图的设计 (8)5.2制坯型槽的设计 (9)5.3锻模结构尺寸的确定 (10)5.3.1 锁扣的设计 (11)6. 确定模具材料及热处理的要求 (11)1零件分析及工艺方案确定1.1 零件分析对零件的整体形状尺寸，表面粗糙度进行分析，此零件的材料为45号钢，为优质碳素钢，始锻温度为1200度，终锻温度为800度，在锻造过程中材料性能稳定。
1.2 工艺方案的确定根据上述分析，结合生产批量要求，生产设备，制模能力等进行全面分析，初步确定出模锻设计步骤：（1）选用设备类型：模锻锤。
（2）采用模锻形式：开始模锻。
（3）确定变形工步: 镦粗、终锻。
2 锤上模锻件设计2.1 选择分模面模锻件在可分的型腔中成型，组成各模具型腔的各模块的分合面成为分模面，分模面与锻件表面的交线称为分模线。
确定分模面位置最基本的原则是保证锻件形状尽可能与零件形状相同。
使锻件容易从锻模型槽中取出，因此锻件的侧表面不得有内凹的形状，并且使模膛的宽度大而深度小。
锻造工艺概述
八、热前加热的目的及方法
2.电加热
电加热是将电能转换为热能而对金属坯料进行加热。 特点：加热速度快、炉温易控制、加热质量好、氧化皮 少、工人劳动条件好。 方式：间接电加热、 接触电加热、感应电加热 ①电阻炉加热（间接电加热） 利用电流通过炉内电热体时产生的热量 ，来加热金属 方式：辐射传热 特点：热效率和加热速度低；对坯料尺寸形状无要求。
第五章 锻造工艺与模具设计
5.1 锻造工艺概述
七、热锻原材料及下料方法
锻造用坯料一般为棒、板、管状的黑色金属、有 色金属和贵金属。下料：把型材切割成所需的长度。是 自由锻和模锻的第一道工序。不同的下料方式，直接影 响着锻件的精度、材料的消耗、模具与设备的安全以及 后续工序过程的稳定。 传统的下料方法的下料品质均不太理想，断口不齐， 坯料的长度与品质重复精度低。 离子束切割、电火花线切割等新型下料方法，能锯切 很硬的材料，剪切品质很好，但成本高，不宜用于大批 量生产。 金属带锯下料既能得到高的下料精度，又能适应大批 量生产。
锻压——借助外力的作用，使金属坯料产生塑性变 形，从而获得具有一定形状、尺寸和性能的锻压件。 锻压属于体积成型。
第五章 锻造工艺与模具设计
5.1 锻造工艺概述
一、锻造生产的重要性
(一)国防工业 ：飞机上的锻压件重量占85％；坦克上的锻压件重量占 70 ％；大炮、枪支上的大部分零件都是锻制而成的。 (二)机床制造工业 ：主轴、传动轴、齿轮和切削刀具等都由锻件制成的。 (三)电力工业：水轮机主轴、透平叶轮、轮子、护环等均由锻件制成。 (四)交通运输工业：机床上的锻压件重量占60％；汽车上的锻压件重量 占80％；轮船上的发动机曲轴和推力轴由锻制而成。 (五)农业：拖拉机、收割机的主要零件也都是锻制成的，如拖拉机上就 有560多种锻件。 (六)日常生活用品：锤子、斧头、小刀、钢丝钳等亦均是锻制而成。