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1、三三 模锻模锻一、模锻特点一、模锻特点 模锻：利用模具使模锻：利用模具使毛坯变形获得锻件毛坯变形获得锻件的方法。常用的模的方法。常用的模锻设备有蒸汽锻设备有蒸汽-空空气模锻锤、压力机气模锻锤、压力机等。等。2 2 锤锤锻锻模模具具由由带带有有燕燕尾尾的的上上模模、下下模模组组成成。下下模模固固定定在在模模座座上上，上上模模固固定定在在锤锤头头上上，并并随随锤锤头头作作上上下下往往复复锤锤击击运运动动使使锻锻坯坯在在模模膛膛中成形。中成形。模膛模膛种类种类制坯模膛（制坯模膛（体积分配体积分配）模锻模膛（模锻模膛（锻件成形锻件成形）切断模膛（切断模膛（锻件与坯料切离锻件与坯料切离）预锻预锻初步成形
2、初步成形终锻终锻最终成形最终成形设飞边槽设飞边槽 放收缩率放收缩率镦粗镦粗拔长拔长滚挤滚挤弯曲弯曲3 31 1、模锻特点、模锻特点1 1）坯料整体塑性变形，三向受压；）坯料整体塑性变形，三向受压；2 2）锻件尺寸精确，加工余量小；）锻件尺寸精确，加工余量小；3 3）锻件形状可较复杂；）锻件形状可较复杂；4 4）生产率较高；）生产率较高；5 5）锻模造价高，制造周期长；）锻模造价高，制造周期长；适于适于小型锻件的成批大量生产。小型锻件的成批大量生产。如如飞飞机机、机机车车、军军工工、轴轴承承等等制制造造业业中的齿轮、轴、连杆等零件。中的齿轮、轴、连杆等零件。4 42 2、模锻分类、模锻分类按按设
3、备类型模锻设备类型模锻可分为可分为1 1）锤上模锻：在锻锤上进行；）锤上模锻：在锻锤上进行；2 2）胎模锻：在自由锻设备上使用可移动模具；）胎模锻：在自由锻设备上使用可移动模具；3 3）压压力力机机上上模模锻锻：在在压压力力机机上上对对热热态态金金属属进进行行模模锻锻，如如热热模模锻锻压压力力机机上上模模锻锻、平平锻锻机机上上模模锻锻、摩擦压力机上模锻摩擦压力机上模锻.按模具类型模锻可分为开式模锻（有飞边模锻）按模具类型模锻可分为开式模锻（有飞边模锻）、闭式模锻（无飞边模锻）和多向模锻等。、闭式模锻（无飞边模锻）和多向模锻等。锤上模锻：锤上模锻：在自由锻和胎模锻基础上发展起来的，在自由锻和胎模
4、锻基础上发展起来的，在自由锻和胎模锻基础上发展起来的，在自由锻和胎模锻基础上发展起来的，我国目前应用最多我国目前应用最多我国目前应用最多我国目前应用最多 。所使用的设备有蒸汽空气模锻锤、所使用的设备有蒸汽空气模锻锤、无砧座锤、高速锤等无砧座锤、高速锤等 二、模锻锤上模锻（锤上模锻）二、模锻锤上模锻（锤上模锻）6 61锻模结构由带有燕尾的上模和下模两部分组成。下模用紧固楔由带有燕尾的上模和下模两部分组成。下模用紧固楔由带有燕尾的上模和下模两部分组成。下模用紧固楔由带有燕尾的上模和下模两部分组成。下模用紧固楔铁固定在模垫上，上模靠楔铁紧固在锤头上，随头一铁固定在模垫上，上模靠楔铁紧固在锤头上，随头
5、一铁固定在模垫上，上模靠楔铁紧固在锤头上，随头一铁固定在模垫上，上模靠楔铁紧固在锤头上，随头一起作上下往复运动。上下模腔构成模膛，上下模之间起作上下往复运动。上下模腔构成模膛，上下模之间起作上下往复运动。上下模腔构成模膛，上下模之间起作上下往复运动。上下模腔构成模膛，上下模之间接触面为分模面，还有飞边槽。接触面为分模面，还有飞边槽。接触面为分模面，还有飞边槽。接触面为分模面，还有飞边槽。7 72、模锻模膛分类、模锻模膛分类 模膛根据其功用不同分为模膛根据其功用不同分为模膛根据其功用不同分为模膛根据其功用不同分为模锻模锻模锻模锻模膛和制坯模膛模膛和制坯模膛模膛和制坯模膛模膛和制坯模膛两大类。两大
6、类。两大类。两大类。制坯模膛：制坯模膛：制坯模膛：制坯模膛：用以初步改用以初步改用以初步改用以初步改变变毛坯毛坯毛坯毛坯形状、合理分配金属，以适形状、合理分配金属，以适形状、合理分配金属，以适形状、合理分配金属，以适应锻应锻件横截面积和形状的要求，使金件横截面积和形状的要求，使金件横截面积和形状的要求，使金件横截面积和形状的要求，使金属能更好地充满模锻模膛的工序属能更好地充满模锻模膛的工序属能更好地充满模锻模膛的工序属能更好地充满模锻模膛的工序称为制坯工序。称为制坯工序。称为制坯工序。称为制坯工序。对于形状复杂的锻件，先将对于形状复杂的锻件，先将对于形状复杂的锻件，先将对于形状复杂的锻件，先将
7、原始坯料在制坯模膛内初步锻近原始坯料在制坯模膛内初步锻近原始坯料在制坯模膛内初步锻近原始坯料在制坯模膛内初步锻近似于锻件的形状，然后再放到模似于锻件的形状，然后再放到模似于锻件的形状，然后再放到模似于锻件的形状，然后再放到模锻模膛内锻造。制坯模膛的种类、锻模膛内锻造。制坯模膛的种类、锻模膛内锻造。制坯模膛的种类、锻模膛内锻造。制坯模膛的种类、特点及应用见表特点及应用见表特点及应用见表特点及应用见表2.112.11。根据制坯工步不同根据制坯工步不同根据制坯工步不同根据制坯工步不同,制坯模膛分制坯模膛分制坯模膛分制坯模膛分为拔长、滚挤、弯曲、镦粗、压为拔长、滚挤、弯曲、镦粗、压为拔长、滚挤、弯曲、
8、镦粗、压为拔长、滚挤、弯曲、镦粗、压扁等模膛。扁等模膛。扁等模膛。扁等模膛。8 89 9101011111212 模锻模膛模锻模膛模锻模膛模锻模膛按工序行后分为按工序行后分为按工序行后分为按工序行后分为预锻模膛和终锻模膛预锻模膛和终锻模膛预锻模膛和终锻模膛预锻模膛和终锻模膛两种两种两种两种。预锻模膛预锻模膛预锻模膛预锻模膛 其作用是使坯料变形到接近锻件的形其作用是使坯料变形到接近锻件的形其作用是使坯料变形到接近锻件的形其作用是使坯料变形到接近锻件的形状和尺寸，以保证终锻时坯料容易充满模膛而成形，状和尺寸，以保证终锻时坯料容易充满模膛而成形，状和尺寸，以保证终锻时坯料容易充满模膛而成形，状和尺寸
9、，以保证终锻时坯料容易充满模膛而成形，并可减少终锻模膛磨损，提高使用寿命。并可减少终锻模膛磨损，提高使用寿命。并可减少终锻模膛磨损，提高使用寿命。并可减少终锻模膛磨损，提高使用寿命。终锻模膛终锻模膛终锻模膛终锻模膛:模锻时最后成形用的模膛，和热锻模锻时最后成形用的模膛，和热锻模锻时最后成形用的模膛，和热锻模锻时最后成形用的模膛，和热锻件图上相应部分的形状、尺寸一致。模膛周围设飞边件图上相应部分的形状、尺寸一致。模膛周围设飞边件图上相应部分的形状、尺寸一致。模膛周围设飞边件图上相应部分的形状、尺寸一致。模膛周围设飞边槽，通孔锻件需留冲孔连皮。其作用是使坯料达到锻槽，通孔锻件需留冲孔连皮。其作用是
10、使坯料达到锻槽，通孔锻件需留冲孔连皮。其作用是使坯料达到锻槽，通孔锻件需留冲孔连皮。其作用是使坯料达到锻件的形状和尺寸要求。件的形状和尺寸要求。件的形状和尺寸要求。件的形状和尺寸要求。模膛形状与锻件形状相同，但模膛形状与锻件形状相同，但模膛形状与锻件形状相同，但模膛形状与锻件形状相同，但尺寸需按锻件放大一个收缩量尺寸需按锻件放大一个收缩量尺寸需按锻件放大一个收缩量尺寸需按锻件放大一个收缩量(钢件收缩量取钢件收缩量取钢件收缩量取钢件收缩量取1.51.5)。模膛周围设有飞边槽，进入飞边槽的金属先冷却，可模膛周围设有飞边槽，进入飞边槽的金属先冷却，可模膛周围设有飞边槽，进入飞边槽的金属先冷却，可模膛
11、周围设有飞边槽，进入飞边槽的金属先冷却，可阻碍模膛内金属外流，促使金属充满模膛，同时还可阻碍模膛内金属外流，促使金属充满模膛，同时还可阻碍模膛内金属外流，促使金属充满模膛，同时还可阻碍模膛内金属外流，促使金属充满模膛，同时还可容纳多余金属。容纳多余金属。容纳多余金属。容纳多余金属。1313根据锻件复杂程度，锻模又分为单膛锻模和根据锻件复杂程度，锻模又分为单膛锻模和多膛锻模两种。多膛锻模两种。单膛锻模是在一副锻模上只有终锻模膛；多单膛锻模是在一副锻模上只有终锻模膛；多膛模膛则有两个以上模膛膛模膛则有两个以上模膛(图图2.17)。为操作。为操作方便，制坯模膛常分布在终锻膛的两侧。方便，制坯模膛常分
12、布在终锻膛的两侧。终锻模膛位于锻模中心，这是因为这里的变终锻模膛位于锻模中心，这是因为这里的变形力最大。产生最小变形的模膛位于锻模边形力最大。产生最小变形的模膛位于锻模边缘处，以减少作用在模锻设备上的偏心载荷。缘处，以减少作用在模锻设备上的偏心载荷。1414弯曲连杆锻造过程弯曲连杆锻造过程1515 实际锻造时应根据锻件的复杂程度相应选用实际锻造时应根据锻件的复杂程度相应选用单模膛锻模或多模膛锻模。单模膛锻模或多模膛锻模。一般一般形状简单的锻件形状简单的锻件采用仅有终锻模膛的采用仅有终锻模膛的单单模膛锻模，模膛锻模，而而形状复杂的锻件形状复杂的锻件（如截面不均匀、（如截面不均匀、轴线弯曲、不对称
13、等）则需采用具有制坯、预锻、轴线弯曲、不对称等）则需采用具有制坯、预锻、终锻等终锻等多个模膛多个模膛的锻模逐步成形。的锻模逐步成形。16163.3.模锻工艺设计模锻工艺设计主要内容：主要内容：6 6项项绘制模锻件图；绘制模锻件图；计算坯料的重量和尺寸；计算坯料的重量和尺寸；确定模锻工步；确定模锻工步；选择锻压设备；选择锻压设备；设计锻模模膛；设计锻模模膛；确定锻造温度范围、加热和冷却规范。确定锻造温度范围、加热和冷却规范。1717 （1 1）绘制模锻件图）绘制模锻件图 模锻件图零件图模锻件图零件图+分模面分模面+加工余量加工余量+模锻斜度模锻斜度 +冲孔连皮冲孔连皮+余块余块+圆角圆角+公差公
14、差1）确定分模面）确定分模面分分模模面面：分分模模面面即即上上、下下模模或或凸凸、凹凹模模的的分分界界面面。分分模模面面可可以以是是平面，也可以是曲面。平面，也可以是曲面。选择原则：选择原则：A.A.应选在锻件最大截面处，以利锻件脱模应选在锻件最大截面处，以利锻件脱模;B.B.尽量选用平面，以简化模具结构、方便制造尽量选用平面，以简化模具结构、方便制造;C.C.应选在上、下模膛轮廓相同的位置上，以便于及时发现错模；应选在上、下模膛轮廓相同的位置上，以便于及时发现错模；D.D.选选在在模模膛膛深深度度最最浅浅且且上上、下下模模深深度度基基本本一一致致的的位位置置，以以便便于于金属充满模膛。金属充
15、满模膛。E.E.应使锻件余块最小应使锻件余块最小。1818例例1919齿轮锻件图齿轮锻件图2020余块（为简化形状而增加的料块）余块（为简化形状而增加的料块）:窄槽、齿形、小窄槽、齿形、小 孔（孔径小于孔（孔径小于25mm25mm）、深孔（深度大于）、深孔（深度大于3 3倍直径）、倍直径）、横向孔以及其它妨碍出模的凹部均不锻出。横向孔以及其它妨碍出模的凹部均不锻出。冲孔连皮冲孔连皮（为避免上、下冲头对撞损坏模具而在模锻（为避免上、下冲头对撞损坏模具而在模锻 通孔时留下的金属层）通孔时留下的金属层）:连皮厚度一般为连皮厚度一般为4 48 mm8 mm，锻后再由冲孔切边模切除。锻后再由冲孔切边模切
16、除。加工余量和公差：加工余量和公差：只在锻后需机加工之处添加。只在锻后需机加工之处添加。模锻斜度模锻斜度:锻件上与分模面相垂直的表面上增加的斜度。锻件上与分模面相垂直的表面上增加的斜度。内斜度内斜度 大于外斜度大于外斜度 在一级在一级.外壁斜度外壁斜度5 5或或7 7，内壁斜度内壁斜度7或或102）加工余量、公差、余块和冲孔连皮）加工余量、公差、余块和冲孔连皮 2121圆角半径圆角半径:锻件上两个面的相交处均应以圆角过锻件上两个面的相交处均应以圆角过渡，其作用是减少坯料流入模槽的摩擦阻力，渡，其作用是减少坯料流入模槽的摩擦阻力，使坯料易于充满模膛，避免锻件被撕裂或纤维使坯料易于充满模膛，避免锻
17、件被撕裂或纤维组织被拉断，减少模槽凹角处的应力集中，提组织被拉断，减少模槽凹角处的应力集中，提高模具使用寿命等。高模具使用寿命等。内圆角内圆角r=1 r=1 4mm 4mm，外圆角，外圆角R=(3 R=(3 4)r 4)r2222 3 3）模锻斜度）模锻斜度）模锻斜度）模锻斜度 为便于锻件从模膛中取出，垂直于分模面的表为便于锻件从模膛中取出，垂直于分模面的表为便于锻件从模膛中取出，垂直于分模面的表为便于锻件从模膛中取出，垂直于分模面的表面必须有斜度，称为模锻斜度。模锻斜度不包括在加工余量之面必须有斜度，称为模锻斜度。模锻斜度不包括在加工余量之面必须有斜度，称为模锻斜度。模锻斜度不包括在加工余量
18、之面必须有斜度，称为模锻斜度。模锻斜度不包括在加工余量之内，一般应取内，一般应取内，一般应取内，一般应取55、77、1010、1212等标准值。模膛深度与相应等标准值。模膛深度与相应等标准值。模膛深度与相应等标准值。模膛深度与相应宽度的比值宽度的比值宽度的比值宽度的比值(h(hb)b)增大时，模锻斜度取较大值。因冷却引起收增大时，模锻斜度取较大值。因冷却引起收增大时，模锻斜度取较大值。因冷却引起收增大时，模锻斜度取较大值。因冷却引起收缩，锻件的内壁斜度缩，锻件的内壁斜度缩，锻件的内壁斜度缩，锻件的内壁斜度11、22应比相应的外壁斜度应比相应的外壁斜度应比相应的外壁斜度应比相应的外壁斜度11、2
19、2大一大一大一大一级。级。级。级。4 4）圆角半径）圆角半径）圆角半径）圆角半径 锻件上两个面的相交处均应以圆角过渡，其作锻件上两个面的相交处均应以圆角过渡，其作锻件上两个面的相交处均应以圆角过渡，其作锻件上两个面的相交处均应以圆角过渡，其作用是减少坯料流入模槽的摩擦阻力，使坯料易于充满模膛，避用是减少坯料流入模槽的摩擦阻力，使坯料易于充满模膛，避用是减少坯料流入模槽的摩擦阻力，使坯料易于充满模膛，避用是减少坯料流入模槽的摩擦阻力，使坯料易于充满模膛，避免镀件被撕裂或纤维组织被拉断，减少模槽凹角处的应力集中，免镀件被撕裂或纤维组织被拉断，减少模槽凹角处的应力集中，免镀件被撕裂或纤维组织被拉断，
20、减少模槽凹角处的应力集中，免镀件被撕裂或纤维组织被拉断，减少模槽凹角处的应力集中，提高模具使用寿命等。圆角半径大小取决于模膛深度。外圆角提高模具使用寿命等。圆角半径大小取决于模膛深度。外圆角提高模具使用寿命等。圆角半径大小取决于模膛深度。外圆角提高模具使用寿命等。圆角半径大小取决于模膛深度。外圆角半径一般取半径一般取半径一般取半径一般取16mm16mm，内圆角半径只是外圆半径，内圆角半径只是外圆半径，内圆角半径只是外圆半径，内圆角半径只是外圆半径3-43-4倍。倍。倍。倍。5 5）冲孔连皮）冲孔连皮）冲孔连皮）冲孔连皮 对于有通孔的锻件，不能用上下模的突起部分对于有通孔的锻件，不能用上下模的突
21、起部分对于有通孔的锻件，不能用上下模的突起部分对于有通孔的锻件，不能用上下模的突起部分把冲孔处的金属全部挤掉，终锻后在锻件孔内总留有一层连皮，把冲孔处的金属全部挤掉，终锻后在锻件孔内总留有一层连皮，把冲孔处的金属全部挤掉，终锻后在锻件孔内总留有一层连皮，把冲孔处的金属全部挤掉，终锻后在锻件孔内总留有一层连皮，称为冲孔连皮。冲孔连皮厚度适当。称为冲孔连皮。冲孔连皮厚度适当。称为冲孔连皮。冲孔连皮厚度适当。称为冲孔连皮。冲孔连皮厚度适当。2323模锻工步主要根据模锻件形状和尺寸来确定。模锻件按形状模锻工步主要根据模锻件形状和尺寸来确定。模锻件按形状模锻工步主要根据模锻件形状和尺寸来确定。模锻件按形
22、状模锻工步主要根据模锻件形状和尺寸来确定。模锻件按形状分为以下两类：分为以下两类：分为以下两类：分为以下两类：长轴类锻件长轴类锻件长轴类锻件长轴类锻件(图图图图2.21a)2.21a)模锻件的长度与宽度模锻件的长度与宽度模锻件的长度与宽度模锻件的长度与宽度(或直径或直径或直径或直径)之之之之比较大，锻造时锤击方向垂直于锻件轴线。终锻时金属沿高比较大，锻造时锤击方向垂直于锻件轴线。终锻时金属沿高比较大，锻造时锤击方向垂直于锻件轴线。终锻时金属沿高比较大，锻造时锤击方向垂直于锻件轴线。终锻时金属沿高度与宽度方向流动，长度方向流动不显著。度与宽度方向流动，长度方向流动不显著。度与宽度方向流动，长度方
23、向流动不显著。度与宽度方向流动，长度方向流动不显著。长轴类锻件常选用拔长、滚压、弯曲、预锻和终锻等工步。长轴类锻件常选用拔长、滚压、弯曲、预锻和终锻等工步。长轴类锻件常选用拔长、滚压、弯曲、预锻和终锻等工步。长轴类锻件常选用拔长、滚压、弯曲、预锻和终锻等工步。短轴类锻件短轴类锻件短轴类锻件短轴类锻件(图图图图2.21b)2.21b)模锻件在分模面上的投影为圆形或模锻件在分模面上的投影为圆形或模锻件在分模面上的投影为圆形或模锻件在分模面上的投影为圆形或长度与宽度相近。锻造时锤击方向与坯料轴线相同。终锻时长度与宽度相近。锻造时锤击方向与坯料轴线相同。终锻时长度与宽度相近。锻造时锤击方向与坯料轴线相
24、同。终锻时长度与宽度相近。锻造时锤击方向与坯料轴线相同。终锻时金属沿高度（轴向）、宽度及长度方向均产生流动。金属沿高度（轴向）、宽度及长度方向均产生流动。金属沿高度（轴向）、宽度及长度方向均产生流动。金属沿高度（轴向）、宽度及长度方向均产生流动。常选用镦粗、终锻等工步。形状复杂有深孔或高筋的锻件常选用镦粗、终锻等工步。形状复杂有深孔或高筋的锻件常选用镦粗、终锻等工步。形状复杂有深孔或高筋的锻件常选用镦粗、终锻等工步。形状复杂有深孔或高筋的锻件则要采用镦粗、预锻和终锻等工步。形状简单的锻件也可直则要采用镦粗、预锻和终锻等工步。形状简单的锻件也可直则要采用镦粗、预锻和终锻等工步。形状简单的锻件也可
25、直则要采用镦粗、预锻和终锻等工步。形状简单的锻件也可直接终锻成形。接终锻成形。接终锻成形。接终锻成形。（2）确定模锻工步）确定模锻工步24242525262627272828（3 3）计算坯料尺寸）计算坯料尺寸）计算坯料尺寸）计算坯料尺寸根据锻件质量和加热、锻造过程中的损耗计算。根据锻件质量和加热、锻造过程中的损耗计算。根据锻件质量和加热、锻造过程中的损耗计算。根据锻件质量和加热、锻造过程中的损耗计算。其步骤与自由锻件相似。其步骤与自由锻件相似。其步骤与自由锻件相似。其步骤与自由锻件相似。短轴类锻件坯料体积按下式计算短轴类锻件坯料体积按下式计算短轴类锻件坯料体积按下式计算短轴类锻件坯料体积按下
26、式计算:V0=(V V0=(V锻锻锻锻+V+V连连连连+V+V飞飞飞飞)(1+K1)(1+K1)V V连连连连冲孔连皮的体积冲孔连皮的体积冲孔连皮的体积冲孔连皮的体积.K1K1烧损系数烧损系数烧损系数烧损系数,2%-4%,2%-4%短轴类锻件的坯料直径短轴类锻件的坯料直径短轴类锻件的坯料直径短轴类锻件的坯料直径(D0)(D0)可下式计算可下式计算可下式计算可下式计算:m m坯料高径比坯料高径比坯料高径比坯料高径比,取取取取1.8-2.21.8-2.2长轴类锻件可根据锻件的最大截面长轴类锻件可根据锻件的最大截面长轴类锻件可根据锻件的最大截面长轴类锻件可根据锻件的最大截面(Fmax(Fmax值值值
27、值)计算计算计算计算坯料直径坯料直径坯料直径坯料直径:K K模膛系数模膛系数模膛系数模膛系数,不制坯或有拔长工步时不制坯或有拔长工步时不制坯或有拔长工步时不制坯或有拔长工步时,K=1.,K=1.有有有有滚挤工步时滚挤工步时滚挤工步时滚挤工步时,K=0.7-0.85,K=0.7-0.85 2929计算方法与自由算方法与自由锻相同。坯料重量相同。坯料重量为锻件、件、飞边、连皮、钳口料头和氧化皮重量的总皮、钳口料头和氧化皮重量的总和，一般飞边是锻件重量的和，一般飞边是锻件重量的2-2.52-2.5；氧化；氧化皮是锻件、飞边、连皮等重量总和的皮是锻件、飞边、连皮等重量总和的2.52.5-4-4。303
28、0（4）选定锻造设备、模锻锤吨位）选定锻造设备、模锻锤吨位根据锻件质量查表确定。根据锻件质量查表确定。模锻锤吨位可用公式：模锻锤吨位可用公式：G=（3.5-6.3）KA 式中式中G-模锻锤吨位（模锻锤吨位（kg）；）；A-锻件总变形面积，包括锻件投影面积、冲锻件总变形面积，包括锻件投影面积、冲孔连皮面积及飞边面积（孔连皮面积及飞边面积（cm2）；）；K-钢种因数，可查阅相关资料。钢种因数，可查阅相关资料。3131模具在高温下具有足够的强度、韧性、硬度模具在高温下具有足够的强度、韧性、硬度和耐磨性，良好的导热性、抗热疲劳性、回和耐磨性，良好的导热性、抗热疲劳性、回火稳定性和抗氧化性。尺寸较大的模
29、具还应火稳定性和抗氧化性。尺寸较大的模具还应具有高的淬透性和较小的变形。常用具有高的淬透性和较小的变形。常用5CrNiMo5CrNiMo、5CrMnMo5CrMnMo钢等热锻模具材料制作锻模。钢等热锻模具材料制作锻模。模具工况、失效方式、要求、生产制造模具工况、失效方式、要求、生产制造 3232（5 5 5 5）确定锻造温度范围、加热和冷却规范）确定锻造温度范围、加热和冷却规范）确定锻造温度范围、加热和冷却规范）确定锻造温度范围、加热和冷却规范始锻温度始锻温度:始锻温度是指开始锻造时坯料的温度。通常始锻温始锻温度是指开始锻造时坯料的温度。通常始锻温度比金属的熔点低度比金属的熔点低150200，
30、在不发生过热、过烧的前提，在不发生过热、过烧的前提下，尽可能提高始锻温度，有利于金属的塑性成形。下，尽可能提高始锻温度，有利于金属的塑性成形。终锻温度终锻温度:终锻温度是停止锻造时锻件的温度。碳素钢的终锻终锻温度是停止锻造时锻件的温度。碳素钢的终锻温度约为温度约为800，合金钢一般为，合金钢一般为 800900。在保证锻后获。在保证锻后获得再结晶组织的前提下，适当降低终端温度有利于完成各种变得再结晶组织的前提下，适当降低终端温度有利于完成各种变形工序。终锻温度过低，金属塑性降低，进口轴承容易产生裂形工序。终锻温度过低，金属塑性降低，进口轴承容易产生裂纹。终锻温度过高，会引起晶粒长大，降低金属的
31、力学性能。纹。终锻温度过高，会引起晶粒长大，降低金属的力学性能。3333锻压中常用加热规范锻压中常用加热规范锻压中常用加热规范锻压中常用加热规范3434（6 6）修整工序）修整工序:即模锻件成形后提高精度和表面质量的工序。即模锻件成形后提高精度和表面质量的工序。切边：切边：即带飞边的模锻件终锻后切除飞边的即带飞边的模锻件终锻后切除飞边的工序。工序。冲连皮：冲连皮：即带孔的锻件经终锻后，冲除孔内即带孔的锻件经终锻后，冲除孔内连皮的工序。连皮的工序。3535校正：校正：校正：校正：即为消除锻件在锻后产生的弯曲、扭转等即为消除锻件在锻后产生的弯曲、扭转等即为消除锻件在锻后产生的弯曲、扭转等即为消除锻
32、件在锻后产生的弯曲、扭转等变形，使之符合锻件图技术要求的工序。分为变形，使之符合锻件图技术要求的工序。分为变形，使之符合锻件图技术要求的工序。分为变形，使之符合锻件图技术要求的工序。分为热校和冷校。热校和冷校。热校和冷校。热校和冷校。热处理和清理：热处理和清理：热处理和清理：热处理和清理：模锻件经过修整后，一般还需通模锻件经过修整后，一般还需通模锻件经过修整后，一般还需通模锻件经过修整后，一般还需通过热处理和清理。过热处理和清理。过热处理和清理。过热处理和清理。采用正火或退火，细化晶粒；采用正火或退火，细化晶粒；采用正火或退火，细化晶粒；采用正火或退火，细化晶粒；清理表面缺陷或氧化皮。清理表面
33、缺陷或氧化皮。清理表面缺陷或氧化皮。清理表面缺陷或氧化皮。精压精压精压精压 精度高和表面精度高和表面精度高和表面精度高和表面粗糙度值小的锻件，粗糙度值小的锻件，粗糙度值小的锻件，粗糙度值小的锻件，清理后还应在压力机上进行精压。清理后还应在压力机上进行精压。清理后还应在压力机上进行精压。清理后还应在压力机上进行精压。36364.4.零件结构的模锻工艺性零件结构的模锻工艺性1 1 1 1）模）模）模）模锻锻件件件件应应具有合理的分模面、模具有合理的分模面、模具有合理的分模面、模具有合理的分模面、模锻锻斜度和斜度和斜度和斜度和圆圆角角角角半径；半径；半径；半径；2 2 2 2）非配合表面一律）非配合
34、表面一律）非配合表面一律）非配合表面一律设计设计成非加工表面；成非加工表面；成非加工表面；成非加工表面；3 3 3 3）零件的外形）零件的外形）零件的外形）零件的外形应应力求力求力求力求简单简单、平直和、平直和、平直和、平直和对对称；称；称；称；4 4 4 4）应应避免窄沟、深槽、深孔及多孔避免窄沟、深槽、深孔及多孔避免窄沟、深槽、深孔及多孔避免窄沟、深槽、深孔及多孔结结构；构；构；构；5 5 5 5）形状复）形状复）形状复）形状复杂杂的的的的锻锻件件件件应应采用采用采用采用锻锻-焊焊或或或或锻锻-机械加工机械加工机械加工机械加工联联接的方法，减少余接的方法，减少余接的方法，减少余接的方法，减
35、少余块以简化模锻工艺。块以简化模锻工艺。块以简化模锻工艺。块以简化模锻工艺。3737 避免横截面避免横截面面积相差过大面积相差过大 避免薄壁、高肋避免薄壁、高肋及直径过大的凸及直径过大的凸缘缘 38383939应尽量避免深孔或多孔结构。以利于制模应尽量避免深孔或多孔结构。以利于制模和减少余块。和减少余块。形状复杂件宜采用锻形状复杂件宜采用锻-焊、锻焊、锻-螺纹联接等螺纹联接等组合结构，以简化模具和减少余块。组合结构，以简化模具和减少余块。40405.5.模锻工艺设计示例模锻工艺设计示例例：齿轮零件，材料为例：齿轮零件，材料为45钢，中批量生产。钢，中批量生产。试编制模锻工艺规程。试编制模锻工艺
36、规程。4141（1 1）零件结构分析：）零件结构分析：零件结构合理。零件结构合理。（2 2）绘制锻件图：）绘制锻件图：该零件孔内应有连皮，参考该零件孔内应有连皮，参考有关标准和资料，选定机械加工余量、锻件公差、有关标准和资料，选定机械加工余量、锻件公差、模锻斜度、模锻圆角等参数值，绘出锻件图。模锻斜度、模锻圆角等参数值，绘出锻件图。（3 3）确定变形工步：）确定变形工步：该锻件系盘类件，应采用该锻件系盘类件，应采用镦粗终锻工步。镦粗终锻工步。（4 4）选择修整工序：）选择修整工序：需安排切边、冲连皮、校需安排切边、冲连皮、校正、热处理（正火或退火）、清理等修整工序。正、热处理（正火或退火）、清
37、理等修整工序。424243434444二、胎模锻二、胎模锻在自由锻设备上使用在自由锻设备上使用在自由锻设备上使用在自由锻设备上使用可移动模具可移动模具可移动模具可移动模具生产模锻件的一种生产模锻件的一种生产模锻件的一种生产模锻件的一种锻造方法，称为胎模锻。锻造方法，称为胎模锻。锻造方法，称为胎模锻。锻造方法，称为胎模锻。1.胎模锻的特点和应用胎模锻的特点和应用与自由锻相比的优点：与自由锻相比的优点：1）成形质量高。）成形质量高。2）生产效率高。）生产效率高。3）能比较复杂的锻件。）能比较复杂的锻件。4）省时，省材。）省时，省材。适用于中、小批量的锻件生产。适用于中、小批量的锻件生产。45452
38、、胎模类型、胎模类型常用的胎模有扣模、垫模、套模、合模、弯曲模、跳模、摔模等。常用三类常用的胎模有扣模、垫模、套模、合模、弯曲模、跳模、摔模等。常用三类:4646 (1)(1)扣模扣模扣模扣模 扣模由上、下扣组成扣模由上、下扣组成扣模由上、下扣组成扣模由上、下扣组成(图图图图2.28a)2.28a)或上扣由上砧代替或上扣由上砧代替或上扣由上砧代替或上扣由上砧代替(图图图图2.28b)2.28b)。锻造时锻件不转动，初锻成形后锻件翻转锻造时锻件不转动，初锻成形后锻件翻转锻造时锻件不转动，初锻成形后锻件翻转锻造时锻件不转动，初锻成形后锻件翻转9090在锤砧上平整侧在锤砧上平整侧在锤砧上平整侧在锤砧
39、上平整侧面。扣模常用来生产长杆非回转体锻件的全部或局部扣形，也面。扣模常用来生产长杆非回转体锻件的全部或局部扣形，也面。扣模常用来生产长杆非回转体锻件的全部或局部扣形，也面。扣模常用来生产长杆非回转体锻件的全部或局部扣形，也可用来为合模制坯。可用来为合模制坯。可用来为合模制坯。可用来为合模制坯。4747(2)(2)套筒模套筒模套筒模套筒模(套模套模套模套模)分开式和闭式分开式和闭式分开式和闭式分开式和闭式 开式套模只有下模，开式套模只有下模，开式套模只有下模，开式套模只有下模，上模用上砧代替上模用上砧代替上模用上砧代替上模用上砧代替(图图图图2.29a)2.29a)。主要用于回转体。主要用于回
40、转体。主要用于回转体。主要用于回转体锻件锻件锻件锻件(如法兰盘、齿轮如法兰盘、齿轮如法兰盘、齿轮如法兰盘、齿轮)的的的的最终成形或制坯。当用于最终成形或制坯。当用于最终成形或制坯。当用于最终成形或制坯。当用于最终成形时，锻件的端面最终成形时，锻件的端面最终成形时，锻件的端面最终成形时，锻件的端面必须是平面。必须是平面。必须是平面。必须是平面。闭式套模由模套闭式套模由模套闭式套模由模套闭式套模由模套(模模模模筒筒筒筒)、上模垫及下模垫组成，、上模垫及下模垫组成，、上模垫及下模垫组成，、上模垫及下模垫组成，下模垫也可由下砧代替下模垫也可由下砧代替下模垫也可由下砧代替下模垫也可由下砧代替(图图图图2
41、.29b)2.29b)。主要用于。主要用于。主要用于。主要用于端面有端面有端面有端面有凸台或凹坑凸台或凹坑凸台或凹坑凸台或凹坑的回转体类锻的回转体类锻的回转体类锻的回转体类锻件的制坯和最终成形，有件的制坯和最终成形，有件的制坯和最终成形，有件的制坯和最终成形，有时也用于非回转体类锻件。时也用于非回转体类锻件。时也用于非回转体类锻件。时也用于非回转体类锻件。4848(3)(3)合模合模合模合模 合模由上、下模组成合模由上、下模组成合模由上、下模组成合模由上、下模组成(图图图图2.30)2.30)，为使上、下模吻合和不使锻，为使上、下模吻合和不使锻，为使上、下模吻合和不使锻，为使上、下模吻合和不使
42、锻件产生错移，常用导柱和导销定位，合模适于各类锻件的终件产生错移，常用导柱和导销定位，合模适于各类锻件的终件产生错移，常用导柱和导销定位，合模适于各类锻件的终件产生错移，常用导柱和导销定位，合模适于各类锻件的终锻成形，尤其是非回转体类复杂形状的接件锻成形，尤其是非回转体类复杂形状的接件锻成形，尤其是非回转体类复杂形状的接件锻成形，尤其是非回转体类复杂形状的接件(如连杆、叉形等如连杆、叉形等如连杆、叉形等如连杆、叉形等锻件锻件锻件锻件)图图图图2.312.31为法兰盘胎模锻造过程。为法兰盘胎模锻造过程。为法兰盘胎模锻造过程。为法兰盘胎模锻造过程。4949锻造时，先把下模放在下砥铁上，再把加热的坯
43、料放锻造时，先把下模放在下砥铁上，再把加热的坯料放锻造时，先把下模放在下砥铁上，再把加热的坯料放锻造时，先把下模放在下砥铁上，再把加热的坯料放在模膛内，然后合上上模，用锻锤锻打上模背部。待在模膛内，然后合上上模，用锻锤锻打上模背部。待在模膛内，然后合上上模，用锻锤锻打上模背部。待在模膛内，然后合上上模，用锻锤锻打上模背部。待上、下模接触，坯料便在模膛内锻成锻件。胎模锻时，上、下模接触，坯料便在模膛内锻成锻件。胎模锻时，上、下模接触，坯料便在模膛内锻成锻件。胎模锻时，上、下模接触，坯料便在模膛内锻成锻件。胎模锻时，锻件上的孔也不能冲通，留有冲孔连皮；锻件的周围锻件上的孔也不能冲通，留有冲孔连皮；
44、锻件的周围锻件上的孔也不能冲通，留有冲孔连皮；锻件的周围锻件上的孔也不能冲通，留有冲孔连皮；锻件的周围亦有一薄层金属，称为毛边。因此，胎模锻后也要进亦有一薄层金属，称为毛边。因此，胎模锻后也要进亦有一薄层金属，称为毛边。因此，胎模锻后也要进亦有一薄层金属，称为毛边。因此，胎模锻后也要进行冲孔和切边，以去除行冲孔和切边，以去除行冲孔和切边，以去除行冲孔和切边，以去除 连皮和毛边。连皮和毛边。连皮和毛边。连皮和毛边。a)用胎模锻出的锻件用胎模锻出的锻件 b)用切边模切边用切边模切边 c)冲掉连皮冲掉连皮 d)锻件锻件 5050摔模摔模摔模摔模 根据用途有多种摔模，如用于根据用途有多种摔模，如用于根
45、据用途有多种摔模，如用于根据用途有多种摔模，如用于压压痕称痕称痕称痕称为为卡摔；卡摔；卡摔；卡摔；用于制坯称用于制坯称用于制坯称用于制坯称为为型摔；用于整径称为光摔；用于校正型摔；用于整径称为光摔；用于校正型摔；用于整径称为光摔；用于校正型摔；用于整径称为光摔；用于校正整形称为校正摔等，摔模均用于回转体锻件。整形称为校正摔等，摔模均用于回转体锻件。整形称为校正摔等，摔模均用于回转体锻件。整形称为校正摔等，摔模均用于回转体锻件。5151四、其他设备上的模锻四、其他设备上的模锻 1 1热模锻压力机上模锻热模锻压力机上模锻热模锻压力机上模锻热模锻压力机上模锻 热模锻压力机按其结构可热模锻压力机按其结
46、构可热模锻压力机按其结构可热模锻压力机按其结构可分为连杆式、双滑块式、分为连杆式、双滑块式、分为连杆式、双滑块式、分为连杆式、双滑块式、楔式等。楔式等。楔式等。楔式等。图图图图2-322-32所示为连杆式热模锻所示为连杆式热模锻所示为连杆式热模锻所示为连杆式热模锻压力机。电动机压力机。电动机压力机。电动机压力机。电动机3 3的运动的运动的运动的运动经带轮经带轮经带轮经带轮2 2和和和和1 1及传动轴及传动轴及传动轴及传动轴4 4传传传传至一对齿轮至一对齿轮至一对齿轮至一对齿轮6 6和和和和7 7，再经过，再经过，再经过，再经过离合器离合器离合器离合器8 8传至偏心轴传至偏心轴传至偏心轴传至偏心
47、轴(曲轴曲轴曲轴曲轴)9)9，然后通过连杆，然后通过连杆，然后通过连杆，然后通过连杆1010带动带动带动带动滑块滑块滑块滑块ll ll沿导轨沿导轨沿导轨沿导轨1515作上下往作上下往作上下往作上下往复运动。上、下锻模分别复运动。上、下锻模分别复运动。上、下锻模分别复运动。上、下锻模分别安装在滑块安装在滑块安装在滑块安装在滑块1111的下端和工的下端和工的下端和工的下端和工作台作台作台作台1212上。上。上。上。5252热模锻压力机优点：热模锻压力机优点：(1)(1)锻造时滑块的行程不变，每个变锻造时滑块的行程不变，每个变锻造时滑块的行程不变，每个变锻造时滑块的行程不变，每个变形工步在滑块的运动
48、下成形，便于实现形工步在滑块的运动下成形，便于实现形工步在滑块的运动下成形，便于实现形工步在滑块的运动下成形，便于实现机械化和自动化，具有很高的生产率。机械化和自动化，具有很高的生产率。机械化和自动化，具有很高的生产率。机械化和自动化，具有很高的生产率。(2)(2)滑块运动精度高，并有锻件顶出滑块运动精度高，并有锻件顶出滑块运动精度高，并有锻件顶出滑块运动精度高，并有锻件顶出装置，使锻仟的模锻斜度、加工余量和装置，使锻仟的模锻斜度、加工余量和装置，使锻仟的模锻斜度、加工余量和装置，使锻仟的模锻斜度、加工余量和锻造公差减小，因而锻件精度比锤上模锻造公差减小，因而锻件精度比锤上模锻造公差减小，因而
49、锻件精度比锤上模锻造公差减小，因而锻件精度比锤上模锻件高。锻件高。锻件高。锻件高。(3)(3)作用于坯料上的作用于坯料上的作用于坯料上的作用于坯料上的锻造力是静压力锻造力是静压力锻造力是静压力锻造力是静压力而不是冲击力而不是冲击力而不是冲击力而不是冲击力，坯料的变形速度较低，坯料的变形速度较低，坯料的变形速度较低，坯料的变形速度较低，这对于低塑性材料的锻造有利。某些不这对于低塑性材料的锻造有利。某些不这对于低塑性材料的锻造有利。某些不这对于低塑性材料的锻造有利。某些不适于在模锻锤上锻造的材料适于在模锻锤上锻造的材料适于在模锻锤上锻造的材料适于在模锻锤上锻造的材料(如耐热合如耐热合如耐热合如耐热
50、合金、镁合金等金、镁合金等金、镁合金等金、镁合金等)，可在热模锻压力机上，可在热模锻压力机上，可在热模锻压力机上，可在热模锻压力机上锻造。锻造。锻造。锻造。(4)(4)工作时的工作时的工作时的工作时的振动和噪声小振动和噪声小振动和噪声小振动和噪声小，劳动条，劳动条，劳动条，劳动条件得到改善。件得到改善。件得到改善。件得到改善。这种模锻方法的主要缺点是设备结构这种模锻方法的主要缺点是设备结构这种模锻方法的主要缺点是设备结构这种模锻方法的主要缺点是设备结构复杂，价格高，模具结构也比一般锤上复杂，价格高，模具结构也比一般锤上复杂，价格高，模具结构也比一般锤上复杂，价格高，模具结构也比一般锤上锻模复杂