金属塑性成形工艺及模具设计第二章

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。
模锻圆角半径
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
齿轮坯的模锻锻件图
第三节 终锻模镗设计
终锻模膛：使金属坯料最终变形到所要求的形状与尺寸， 如图2-2所示。由于模锻需要加热后进行，锻件冷却后尺寸 会有所缩减，所以终锻模膛的尺寸应比实际锻件尺寸放大 一个收缩量，对于钢锻件收缩量可取1.5%。
➢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。
图2-1
➢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。
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
（3）由于惯性作用，金属在上模模膛中具有更好的充填效果。
（4）锤上模锻的适应性广，可生产多种类型的锻件，可以单膛模 锻，也可以多膛模锻。
由于锤上模锻打击速度较快，对变形速度较敏感的低塑性材料 （如镁合金等），进行锤上模锻不如在压力机上模锻的效果好。
2-10
第七节 螺旋压力机上模锻工艺及锻模设计特点
螺旋压力机是利用飞轮旋转积蓄的能量，靠主螺杆的旋转 带动滑块上、下运动使坯料模锻成形的。图2-11所示为摩 擦螺旋压力机的工作原理图。
图2-11
第八节 热模锻压力机模锻工艺及锻模设计特点
• 一、模锻工艺特点 • 1.变形过程分析 • 2.锻件分类 • 3.模锻工步的选择 • 4.设备公称吨位的确定 • 二、锻模设计特点 • 1.模镗设计要点 • （1）终锻模镗设计 • （2）预锻模镗设计
第二章 开式模锻工艺及模具设计
• 第一节 模锻件的分类及表示锻件复杂程度的参数 • 第二节 锻件图设计 • 第三节 终端模镗设计 • 第四节 预锻模镗设计 • 第五节 制坯工步的选择及制坯模镗设计 • 第六节 锤上锻模结构设计 • 第七节 螺旋压力机上模锻工艺及锻模设计特点 • 第八节 热模锻压力机模锻工艺及锻模设计特点 • 第九节 切边摸与冲孔模设计
• 模锻件分类： • 第Ⅰ类：顶镦类锻件，杯盘齿轮类 • 第Ⅱ类：长轴类 • 第Ⅲ类：用组合凹模锻出的在两个方向有凹坑的锻件 • 第Ⅳ类：精密锻件
• 模镗和模块设计： 1.设计原则和技术要求
• 2.飞边槽结构形式及尺寸确定 • 3.模块紧固形式 • 4.模镗的布排 • 5.导向部分设计特点 • 6.无飞边闭式模锻设计特点
图2-5 工字型截面锻件的折迭
第五节 模制坯工步的选择及制坯模镗设计
• 对于形状复杂的模锻件，为了使坯料基本接近模锻件的形 状，以便模锻时金属能合理分布，并很好地充满模膛，必 须预先在制坯模膛内制坯。制坯模膛有以下几种：
• 1．拔长模膛 减小坯料某部分的横截面积，以增加其长度。 如图2-6所示。
图2-6 拔长模膛 a）开式 b）闭式
• 2．滚挤模膛
• 减小坯料某部分的横截面积，以增大另一部分的横截面
积。主要是使金属坯料能够按模锻件的形状来分布。滚挤 模膛也分为开式和闭式两种，如图2-7所示。
图2-7 滚挤模膛 a）开式 b）闭式
• 3．弯曲模膛 使坯料弯曲，如图2-8所示。
图2-8 弯曲模膛
在±0.3～3 mm之间。 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)。
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）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
• 4．切断模膛 • 在上模与下模的角部组成一对刃口，用来切断金属，如图
2-9所示。可用于从坯料上切下锻件或从锻件上切钳口，也 可用于多件锻造后分离成单个锻件。
图2-9 切断模膛
第六节
锤上锻模结构设计
锤上模锻的工艺特点是：
（1）金属在模膛中是在一定速度下，经过多次连续锤击而逐步成 形的。
（2）锤头的行程、打击速度均可调节，能实现轻重缓急不同的打 击，因而可进行制坯工作。
第一节 模锻件分类及表示锻件复杂程度的参数
第一类 圆饼类锻件 第二类 长轴类锻件
第一组：直长轴线锻件
第二组：弯曲轴线锻件
第三组：枝芽类锻件 第四组：叉类锻件
第二节 锻件图设计
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。
图2-2 锤上锻模
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
图2-3 飞边槽形式
图2-4 带有飞边槽与冲孔连皮的模锻件 1—冲孔连皮 2—锻件 3—飞边 4—分模面
第四节 预锻模镗设计
• 用于预锻的模膛称为预锻模膛。终锻时常见的缺陷有 折迭和充不满等，工字型截面锻件的折迭如图5-8所示。这 些缺陷都是由于终锻时金属不合理的变形流动或变形阻力 太大引起的。为此，对于外形较为复杂的锻件，常采用预 锻工步，使坯料先变形到接近锻件的外形与尺寸，以便合 理分配坯料各部分的体积，避免折迭的产生，并有利于金 属的流动，易于充满模膛，同时可减小终锻模膛的磨损， 延长锻模的寿命。预锻模膛和终锻模膛的主要区别是前者 的圆角和模锻斜度较大，高度较大，一般不设飞边槽。只 有当锻件形状复杂、成形困难，且批量较大的情况下，设 置预锻模膛才是合理的。
• 飞边槽：如图2-2所示。飞边槽用以增加金属从模膛中流出 的阻力，促使金属充满整个模膛，同时容纳多余的金属， 还可以起到缓冲作用，减弱对上下模的打击，防止锻模开 裂。飞边槽的常见形式如图2-3所示，图2-3a为最常用的飞 边槽形式，图2-3b用于不对称锻件，切边时须将锻件翻转 180°，图2-3c用于锻件形状复杂，坯料体积偏大的情况， 图2-3d设有阻力沟，用于锻件难以充满的局部位置。飞边 槽在锻后利用压力机上的切边模去除。