10 常用的锻造方法

模锻分模面
分模面的选择比较
10.2.4 锤上模锻成型工艺设计
锤上模锻成型的工艺过程一般为：切断毛坯→加 热坯料→模锻→切除模锻件的飞边→校正锻件→锻件 热处理→表面清理→检验→成堆存放。
锤上模锻成型的工艺设计包括制定锻件图、 计算坯料尺寸、确定模锻工步(选择模膛)、选择设 备及安排修整工序等。其中最主要的是锻件图的制 定和模锻工步的确定。
1 模锻工步的确定及模膛种类的选择
长轴类锻件 如台阶轴、曲轴、
连杆、弯曲摇臂等；一般为拔长、滚挤、 预锻、弯曲、预锻、终锻成型。
盘类模锻件 如齿轮、法兰盘
等。一般为镦粗、预锻、终锻成型。
模锻工步确定以后，再根 据已确定的工步选择相应的制 坯模膛和模锻模膛。
2 模锻成型件的结构工艺性
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、敷料最少、锻模容易制造。 零件上与锤击方向平行的非加工表面，应设计出模锻斜度。非
间直接使坯料变形而获得所需的锻件，这种方法称为自由 锻。 • 10.1.1 锻造坯料准备
1．锻造用坯料：镦粗时，为避免锻弯，坯料的高径（H0/D0）不得 超过2.5，为了下料方便，坯料高径比还应该大于1.25。 2．坯料的加热: (1)加热目的:坯料加热的目的是提高金属的塑性，降低变形力， 以改善金属的锻造性能，使之易于流动成形并获得良好的锻后组织。 （2） 锻造温度:金属坯料是在一定的温度范围内进行（在前）；精整工序 （在后）
自由锻造缺点： 1.生产效率低，对操作工人的技艺要求高，工人的劳动强度大； 2.锻件精度差，后续机械加工量大； 国外工业发达国家的中小型自由锻件在其锻件总产量的比重只有20 ％～40％。
10.1 自由锻
• 定义:只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧
模锻成型件的结构
截面相差 过大 过扁、过薄
模锻件的结构工艺性
内壁斜度β应比外 壁斜度α大一级
内圆角半径R是外圆 角半径r的３－４倍
加工表面所形成的角都应按模锻圆角设计。
为了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，或具有薄壁、高筋、
凸起等结构。
在零件结构允许的条件下，设计时尽量避免有深孔或多孔结构。 在可能条件下，应采用锻-焊组合工艺，以减少敷料，简化模 锻工艺。
确定模锻件的机械加工余量及公差 机械加工余量一般为1～4 mm， 锻造公差一般取在±0.3～3 mm之间。 内壁斜度β应比外 壁斜度α大一级
第10章 常用的锻造方法
10.1 10.2
自由锻 模锻
作业：P161
10.3;
10.11
重点内容： 1.初步掌握自由锻和模锻的基本工序、特点
及应用。 2.能够根据自由锻和模锻设备、工具及工艺特 点，合理地设计自由锻和模锻件结构。
金属塑性成型方法
• 金属塑性成型方法主要分为无模自由成 型(也称为自由锻)和模膛塑性成型(也 称为模锻)。 • 自由锻造优点： 1.使用的工具简单、通用； 2.生产准备周期短，灵活性大，所以使用 范围广，特别适用于单件、小批量生产。 3.自由锻是大型件唯一的锻造方法。
弯曲示例：
锻件所要求的断面积，然后弯
曲成形。
10.1.3 自由锻锻件结构设计的要求
1 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
改成平面与圆柱、 平面与平面
自由锻件的结构设计
截面变化大的锻件，
采用组合连接
自由锻件上不应设计 出加强筋、凸台、工字形截面
10.2
模锻
10.2.1 胎模锻造成型工艺及应用
序。 1.镦粗：使坯料高度减小，横断面积增大的 锻造工序称为镦粗。 2.拔长 ：使坯料横断面积减小、长度增加 的锻造工序称为拔长 。
10.1.2 自由锻的基本工序
冲孔动画：
2.拔长
：使坯料横断面积减小、
长度增加的锻造工序称为拔长 。 3.冲孔：在坯料上冲出通孔或盲 孔的锻造工序称为冲孔。 4.弯曲：可取断面比锻件稍大的 坯料，先拔长不弯曲的部分到
终锻模膛的尺寸应比锻件尺寸放 大一个收缩量。钢件收缩量取1.5%
沿模膛四周有飞边槽，用以增加金属从模膛中流出的阻力，促 使金属充满模膛，同时容纳多余的金属。 终锻后在孔内留下一薄层金属，称为冲孔连皮。
3. 制坯模膛
拔长模膛——用来减小坯料某部分的 横截面积，以增加该部分的长度。 滚压模膛——用来减小坯料某部分的 横截面积，以增大另一部分的横截面积。 主要是使金属按模锻件形状来分布。 弯曲模膛——对于弯曲的 杆类模锻件，需用弯曲模膛来 弯曲坯料。 切断模膛——上模与下模 的角部组成的一对刀口，用来 切断金属。
胎模固定模膛成型工艺的分类及设备
固定模膛成型工艺主要分 为锤上模膛成型工艺和压力机 上模膛成型工艺。 锤上模锻成型用于大批量 锻件生产。所用设备有蒸汽-空 气锤、无砧座锤、高速锤等。 压力机上模膛成型常用的 设备有曲柄压力机、摩擦压力 机和平锻机、模锻水压机等。
10.2.2 固定模锻
1. 预锻模膛
10.1.2 自由锻的基本工序
• 工序——基本工序，辅助工序和 修整工序
• 基本工序：使金属坯料实现较大变形以获
得锻件所需的基本形状和尺寸的工序 。包 括——镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、切 割等。
镦粗视频：
• 辅助工序：是为基本工序操作方便而进行
的预先变形工序。如压钳口、压钢锭棱边、 切肩等。
• 精整工序：是用以减少锻件表面缺陷的工
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，终锻时金属容易充满终锻 模膛。同时减少了终锻模膛的磨损，以延长锻 模的使用寿命。 预锻模膛和终锻模膛的区别是前者的 圆角和斜度较大，没有飞边槽。
2. 终锻模膛
终锻模膛的作用是：是使坯料最后 变形到锻件所要求的形状和尺寸，因此 它的形状应和锻件的形状相同。
10.2.3 模锻件图的制定
1. 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。
标注模锻斜度 当模膛宽度b小而深度h大时， 模锻斜度要取大些。内壁斜度要略大 于外壁斜度(a 2> a 1)。
内圆角半径R是外圆 角半径r的３－４倍
标注模锻圆角半径 锻件上所有转角处 都应做成圆角。一般内 圆角半径（R）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时，s =4～8mm。
胎模锻造成型是在自由锻设备上，使用可移动的胎模 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，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，模具简单，容易制造。 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。 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。