第五章+锻模设计课件.ppt

1、12一一锻模的分类：锻模的分类：通常锻模是按制造设备来分类，可分为：通常锻模是按制造设备来分类，可分为：胎膜、锤锻模、胎膜、锤锻模、机锻模、平锻模、辊锻模等。机锻模、平锻模、辊锻模等。按模膛数量可分为：按模膛数量可分为：单膛模和多膛模；单膛模和多膛模；按制造方法可分为：按制造方法可分为：整体模和组合模；整体模和组合模；按锻造温度可分为：按锻造温度可分为：冷锻模、温锻模和热锻模；冷锻模、温锻模和热锻模；按成形原理可分为：按成形原理可分为：开式锻模开式锻模(有飞边锻模)和闭式锻模和闭式锻模(无飞边锻模)；按工序性质可分为：按工序性质可分为：制坯模制坯模、预锻模、终锻模预锻模、终锻模和弯曲模等；和弯

2、曲模等；3451.1.胎膜（胎膜（俗称跳模俗称跳模）在自由锻设备上锻造模锻件时所使用的模具称为胎膜。在自由锻设备上锻造模锻件时所使用的模具称为胎膜。工作时，用锻钳夹持胎膜外的凹槽，抬上自由锻锤的下砧上。工作时，用锻钳夹持胎膜外的凹槽，抬上自由锻锤的下砧上。优点：优点：（1 1）工艺灵活多样，）工艺灵活多样，几乎可锻出所有类别的几乎可锻出所有类别的锻件；锻件；（2 2）多采取无飞边或）多采取无飞边或小飞边锻造，故金属材小飞边锻造，故金属材料消耗较少；料消耗较少；（3 3）模具结构简单，质量小，制造也较简单，故模具费用低；）模具结构简单，质量小，制造也较简单，故模具费用低；（4 4）许多锻件采用摔

3、模、垫模、套模成形或精确制坯、局部焖形等）许多锻件采用摔模、垫模、套模成形或精确制坯、局部焖形等工艺，所需设备能量小；工艺，所需设备能量小；（5 5）设备投资和生产费用较低。）设备投资和生产费用较低。适用于小型锻件、中小批量生产。适用于小型锻件、中小批量生产。6缺点：缺点：较锤上模锻的成形能力低；锻件精度低，表面较粗糙；模具寿较锤上模锻的成形能力低；锻件精度低，表面较粗糙；模具寿命短；劳动强度大，生产效率低等。命短；劳动强度大，生产效率低等。a a）摔模）摔模 b b）扣模）扣模 c c）开式套筒模）开式套筒模 d d）闭式套筒模）闭式套筒模 e e）合模）合模 1）摔模，用于锻造回转体锻件；

4、）摔模，用于锻造回转体锻件；2）扣模，用于平整侧面；）扣模，用于平整侧面；3）套筒模，用于镦粗锻件；）套筒模，用于镦粗锻件；4）合模，用于锻造比较复杂的锻件。）合模，用于锻造比较复杂的锻件。72.2.锤锻模锤锻模 在模锻锤上使坯料成形为模锻件或其半成品的模具称锤锻模。在模锻锤上使坯料成形为模锻件或其半成品的模具称锤锻模。锤锻的特点是在锻压设备动力作用下，毛坯在锻模模镗中被迫塑锤锻的特点是在锻压设备动力作用下，毛坯在锻模模镗中被迫塑性流动成形，从而获得比自由锻质量更高的锻件。性流动成形，从而获得比自由锻质量更高的锻件。12 上下模的分界面称为分模面，它可以是平面，也可以上下模的分界面称为分模面，

5、它可以是平面，也可以是曲面。复杂的锻件可以有两个以上的分模面。是曲面。复杂的锻件可以有两个以上的分模面。83.3.机锻模机锻模 在机械压力机上使坯料成形为模锻件或其半成品的模具在机械压力机上使坯料成形为模锻件或其半成品的模具称为机械压力机锻模，简称机锻模。称为机械压力机锻模，简称机锻模。94.4.平锻模平锻模 在水平锻造机上使坯料成形为模锻件或其半成品的模在水平锻造机上使坯料成形为模锻件或其半成品的模具称平锻模。具称平锻模。平锻机的工作特点是有两个分型面，主滑块平锻机的工作特点是有两个分型面，主滑块在水平方向运动；坯料夹持滑块在垂直方向运动。在水平方向运动；坯料夹持滑块在垂直方向运动。平锻机的

6、特征工序是局部镦粗，其他工序还有冲孔、穿孔、卡细、平锻机的特征工序是局部镦粗，其他工序还有冲孔、穿孔、卡细、扩径、切断、弯曲、挤压、成形等。扩径、切断、弯曲、挤压、成形等。缺点是平锻机造价昂贵，设备投资高；平锻时坯料表面氧化皮缺点是平锻机造价昂贵，设备投资高；平锻时坯料表面氧化皮不能自动脱落，平锻前须清除氧化皮；对非回转体、中心不兑成的锻不能自动脱落，平锻前须清除氧化皮；对非回转体、中心不兑成的锻件，较难锻造，适应性差。件，较难锻造，适应性差。10图图7-19 平锻机的工作过程平锻机的工作过程 平锻机的主要结构与曲柄压力机相似，因滑块沿水平锻机的主要结构与曲柄压力机相似，因滑块沿水平方向运动，

7、带动模具对坯料水平施压，故称为平锻机。平方向运动，带动模具对坯料水平施压，故称为平锻机。11辊锻工艺的生产特点：辊锻工艺的生产特点：生产率比锤上模锻高510倍；比锤上锻模节约金属材料（6-10）%；劳动条件好，比较容易实现机械化、自动化。5.5.滚锻模滚锻模 在辊锻机上将坯料纵轧成形的扇形模具称为滚锻模。在辊锻机上将坯料纵轧成形的扇形模具称为滚锻模。在在两个扇形块的外表面分别制出型槽，用压板螺钉把扇形锻两个扇形块的外表面分别制出型槽，用压板螺钉把扇形锻模安装在上下轧辊上。模安装在上下轧辊上。121.1.圆盘类：圆盘类：模锻件在与锻压方向垂直平面上投影为圆形或长、宽尺寸相差不大。模锻件在与锻压方

8、向垂直平面上投影为圆形或长、宽尺寸相差不大。二二模锻件的分类：模锻件的分类：如端盖、不带肋齿轮等如端盖、不带肋齿轮等13142.2.长轴类长轴类1516三三模锻件结构工艺性：模锻件结构工艺性：1.1.模锻件必须具有一个合理的分模面，模锻件必须具有一个合理的分模面，保证易于从锻模中取出锻件，保证易于从锻模中取出锻件，敷料消敷料消耗最少耗最少、锻模容易制造；、锻模容易制造；2.模锻件上与模锻件上与捶击方向平行的非加工表面捶击方向平行的非加工表面应应设计出设计出模锻斜度；模锻斜度；非加工表面所形成的角非加工表面所形成的角都应按都应按模锻圆角设计模锻圆角设计。3.避免设计深孔、多孔结构；避免设计深孔、

9、多孔结构；图图7-15中中4-20mm孔不能锻出。孔不能锻出。图图7-15174.为了使金属容易充满模膛和减少工序，为了使金属容易充满模膛和减少工序，模锻件外形应力求模锻件外形应力求简单、平直和对称简单、平直和对称。尽量避免模锻件截面间差别过大，或具。尽量避免模锻件截面间差别过大，或具有薄壁、高筋、高台等结构。有薄壁、高筋、高台等结构。零件的零件的小截面直小截面直径与大截面直径径与大截面直径之比为之比为0.5，就，就不符合模锻生产不符合模锻生产的要求。的要求。模锻件扁而薄，模锻件扁而薄，模锻时，模锻时，薄部金薄部金属冷却快属冷却快，变形，变形抗力剧增，易损抗力剧增，易损坏锻模。坏锻模。零件有一

10、个高而薄零件有一个高而薄的凸缘，金属的凸缘，金属难以难以充满模膛充满模膛，且使锻，且使锻模制造和成形后模制造和成形后取取出锻件出锻件较为较为困难困难。设计成图设计成图d所示形状，所示形状，使之易于锻使之易于锻制成形。制成形。185.形状复杂、不易模锻的锻件形状复杂、不易模锻的锻件应应采用锻采用锻-焊组合工艺焊组合工艺。减。减少敷料，简化模锻工艺。少敷料，简化模锻工艺。191.1.设计锻件图：设计锻件图：根据零件图、锻造精度和其他生产条件，确定分模面、加工余量根据零件图、锻造精度和其他生产条件，确定分模面、加工余量及公差、模锻斜度、圆角半径，设计冲孔连皮。及公差、模锻斜度、圆角半径，设计冲孔连皮

11、。绘出锻件图后，计算锻件的基本参数：在垂直于锻压力平面上的绘出锻件图后，计算锻件的基本参数：在垂直于锻压力平面上的投影面积投影面积AA，分模面周边长度，分模面周边长度L L0 0，锻件体积，锻件体积V Vf f和锻件质量和锻件质量m mf f。2.2.设计终锻模镗：设计终锻模镗：在锻件图基础上根据锻件收缩率绘出热锻件图在锻件图基础上根据锻件收缩率绘出热锻件图终锻模膛的加终锻模膛的加工图，然后设计钳口和飞边槽，有预锻工步时还需要设计预锻模膛。工图，然后设计钳口和飞边槽，有预锻工步时还需要设计预锻模膛。3.3.确定模锻设备吨位：确定模锻设备吨位：按终锻工步计算端部压力，确定模锻设备类型和吨位，并校

12、核飞按终锻工步计算端部压力，确定模锻设备类型和吨位，并校核飞边槽设计；重新计算包括飞边槽桥部在内的投影面积边槽设计；重新计算包括飞边槽桥部在内的投影面积A A，包括飞边槽考，包括飞边槽考虑了充满系数（通常取虑了充满系数（通常取50%50%飞边仓）后的总体积飞边仓）后的总体积V V和锻件总质量和锻件总质量m m。四四锻模设计步骤：锻模设计步骤：204.4.设计制坯模镗：设计制坯模镗：圆盘类锻件比较简单，长轴类锻件还要绘制计算毛坯图确定装配圆盘类锻件比较简单，长轴类锻件还要绘制计算毛坯图确定装配工步。工步。5.5.确定坯料长度；确定坯料长度；根据制坯模膛的要求，计算坯料总体积和加热中的损耗及工艺余

13、根据制坯模膛的要求，计算坯料总体积和加热中的损耗及工艺余块、料夹头等，选择原材规格，确定瞎聊长度。块、料夹头等，选择原材规格，确定瞎聊长度。6.6.绘出锻模装配总图，给出锻模技术条件，再绘制锻模零绘出锻模装配总图，给出锻模技术条件，再绘制锻模零件图。件图。21 锻件图分为冷锻件图和热锻件图。锻件图分为冷锻件图和热锻件图。冷锻件图是指除去飞冷锻件图是指除去飞边和冲孔连皮后的锻件图，又称锻件图，由于最终锻件检验。边和冲孔连皮后的锻件图，又称锻件图，由于最终锻件检验。热锻件图用于终锻模膛设计。热锻件图用于终锻模膛设计。1.1.分模面与分模线：分模面与分模线：锻模的锻模的分模面分模面是指上下模的分接面

14、。是指上下模的分接面。分模轮廓线分模轮廓线是指终锻模镗分模面与锻件轮廓的交线。是指终锻模镗分模面与锻件轮廓的交线。分模轮廓线在垂直于分模面平面上的投影称为分模轮廓线在垂直于分模面平面上的投影称为分模线分模线。锻件图上分模面是用分模线来表示的，分模线用点划锻件图上分模面是用分模线来表示的，分模线用点划线绘制。线绘制。设计锻件图要经过确定分模面、加工余量及公差、模锻设计锻件图要经过确定分模面、加工余量及公差、模锻斜度、圆角半径及设计冲孔连皮、绘制锻件图等步骤。斜度、圆角半径及设计冲孔连皮、绘制锻件图等步骤。一一确定分模面确定分模面22a)232.2.确定分模面的原则：确定分模面的原则：（1 1）容

15、易脱模：）容易脱模：通常把分模面选在最大水平投影面位置，有时还把复杂形状放在上模。通常把分模面选在最大水平投影面位置，有时还把复杂形状放在上模。（2 2）成形良好：）成形良好：坯料在锻件模膛受压后，充填水平方向比较容易，充填深度方向比较坯料在锻件模膛受压后，充填水平方向比较容易，充填深度方向比较困难，一般使上、下模模膛深度大致相等。困难，一般使上、下模模膛深度大致相等。（3 3）平衡侧压力：）平衡侧压力：为防止锻模在侧压力作用下产生错移，应避免落差不对称分模，应尽为防止锻模在侧压力作用下产生错移，应避免落差不对称分模，应尽量采用同一平面或两件对接。量采用同一平面或两件对接。（4 4）保证承力面

16、强度：）保证承力面强度：锻件主要承受剪切应力的面不宜作分模面，避免降低锻件强度。锻件主要承受剪切应力的面不宜作分模面，避免降低锻件强度。（5 5）便于检查错移：）便于检查错移：对锻件上有相对位置要求的部位应尽量在一个模块内成形。对锻件上有相对位置要求的部位应尽量在一个模块内成形。（6 6）简化锻模制造。）简化锻模制造。对于高度小于直径的圆盘类锻件，一般应采用径向分模，而不采用轴对于高度小于直径的圆盘类锻件，一般应采用径向分模，而不采用轴向分模。向分模。2425261.1.机械加工余量和工艺余块机械加工余量和工艺余块 加工余量主要由锻件质量、零件机加工精度和锻件复杂加工余量主要由锻件质量、零件机

17、加工精度和锻件复杂程度查表确定或与加工部门协商。程度查表确定或与加工部门协商。（1 1）锻件质量）锻件质量mf 按锻件基本尺寸进行计算的质量。（2 2）零件机加工精度）零件机加工精度 一般情况下，表面粗糙度值分成Ra 1.6m和Ra1.6m两档。（3 3）锻件形状复杂系数）锻件形状复杂系数S 锻件形状复杂系数是锻件质量mf与相应的锻件外廓包容体质量mN之比：二二确定机械加工余量和锻件公差确定机械加工余量和锻件公差272.2.模锻件公差模锻件公差 模锻件公差主要由锻件质量、锻件形状复杂系数、材质模锻件公差主要由锻件质量、锻件形状复杂系数、材质系数和分模面形状确定，同时要考虑锻造工艺、锻造设备和系

18、数和分模面形状确定，同时要考虑锻造工艺、锻造设备和加热方法等。加热方法等。（1 1）分模线形状）分模线形状 锻件分模线分为两类：锻件分模线分为两类：平直或对称 不对称根据S值的大小，锻件形状复杂系数分为4级：S1级（简单）：0.63 S1；S2级（一般）：0.32 S0.63；S3级（较复杂）：0.16 S0.32；S4级（复杂）：0 S0.16。28（2 2）材质系数）材质系数M 锻件材质系数分为锻件材质系数分为M1和和M2。M1：Wc0.65%，W3.0%M2：Wc0.65%，W 3.0%（3 3）公差项目）公差项目 模锻件公差可分为精密级和普通级。GB/T123621990适于范围要求用

19、电、油、煤气加热。若用煤或经二次加热，余量和公差均应适当增加。另外，确定锻件加工余量和公差的厂用标准，目前仍广泛使用，但各个厂的标准差异很大，设计时可参考。29三三模锻斜度模锻斜度 模锻斜度分外锻模斜度（模锻斜度分外锻模斜度（）和内模锻斜度（）和内模锻斜度（）。）。外模锻斜度外模锻斜度 可按锻件各部分的高度可按锻件各部分的高度H与宽度与宽度B B以及长度以及长度L与宽度与宽度B的比值的比值H/B、L/B查表确定。当模锻设备具有顶查表确定。当模锻设备具有顶料机构时，外膜锻斜度可缩小料机构时，外膜锻斜度可缩小2-3，但一般不宜小于，但一般不宜小于3 内模锻斜度内模锻斜度 按外模锻斜度按外模锻斜度

20、加大加大2-3（15除外）。除外）。为便于模具制造，采用标准刀具，模具斜度可按下列数为便于模具制造，采用标准刀具，模具斜度可按下列数值选用：值选用：015，0 30，1，130，3，5，7，10，12，15。在同一锻模上不宜选用过多的模锻斜度。在同一锻模上不宜选用过多的模锻斜度。L/BH/B1.51.511334.5 4.56.56.550050050070070010001200100012001500模锻锤、热模锻压力机、螺旋压力机锻件外模锻斜度 数值HB30四四圆角半径圆角半径 锻件上的圆角可以使金属容易充满模膛、起模方便和锻件上的圆角可以使金属容易充满模膛、起模方便和延长模具使用寿命。

21、在制件公差允许条件下，圆角半径应延长模具使用寿命。在制件公差允许条件下，圆角半径应尽可能大。尽可能大。1.1.外圆角半径外圆角半径r 一般情况下一般情况下r值按下式确定：值按下式确定：式中式中 a零件上的圆角半径或倒角。零件上的圆角半径或倒角。2.2.内圆角半径内圆角半径R 一般情况下一般情况下 R值按下式确定值按下式确定:为便于模具制造，采用标准刀具，圆角半径可按下列数为便于模具制造，采用标准刀具，圆角半径可按下列数值选用：值选用：2.0，2.5，3.0，4.0，5.0，6.0，8.0，10，12，16，20，25，30，40，50，80，100。在同一锻模上不宜选用过在同一锻模上不宜选用过

22、多的圆角半径。多的圆角半径。31 模锻不能锻出通孔，只能锻出盲孔。模锻不能锻出通孔，只能锻出盲孔。对于直径小于对于直径小于25mm的内孔，锻件一般不锻出，采用压的内孔，锻件一般不锻出，采用压凹凹使成形饱满。使成形饱满。对内孔大于对内孔大于25mm的锻件，在分模面上留有较薄的一层的锻件，在分模面上留有较薄的一层金属称为连皮。金属称为连皮。常用连皮有四种形式：常用连皮有四种形式：1.1.平底连皮平底连皮 平底连皮形式适用于直径不大的孔，是最常见的连皮形式。平底连皮形式适用于直径不大的孔，是最常见的连皮形式。连皮厚连皮厚s s可按下式计算：可按下式计算：连皮内圆角半径连皮内圆角半径R R1 1可按下

23、式取值：可按下式取值：五五冲孔连皮冲孔连皮322.2.斜底连皮斜底连皮 当锻件内孔直径当锻件内孔直径d与孔深与孔深h之比之比d/h2.5或或d60mm时时，应采用斜底连皮。各尺寸计算如下：应采用斜底连皮。各尺寸计算如下：3.3.带仓连皮带仓连皮 为了解决切除连皮的困难，对内孔较大的锻件最好预锻为了解决切除连皮的困难，对内孔较大的锻件最好预锻时采用斜底连皮，终锻时采用带仓连皮。时采用斜底连皮，终锻时采用带仓连皮。带仓连皮尺寸计算和终锻模带仓连皮尺寸计算和终锻模飞边槽设计一致：连皮厚度为飞飞边槽设计一致：连皮厚度为飞边槽桥部高度边槽桥部高度h h飞飞，b b为飞边槽桥为飞边槽桥部宽度。部宽度。33

24、4.4.拱底连皮拱底连皮 锻打直径大而高度低的内孔时金属流动很困难。锻打直径大而高度低的内孔时金属流动很困难。当当d/h15时应采用拱底连皮，其尺寸计算如下：时应采用拱底连皮，其尺寸计算如下：5.5.为了节约材料，可把连为了节约材料，可把连皮利用来生产其他小锻皮利用来生产其他小锻件。件。34 一般锻件图上技术条件内容如下：一般锻件图上技术条件内容如下：1.锻件热处理及硬度要求；锻件热处理及硬度要求；2.未注圆角半径和模锻斜度；未注圆角半径和模锻斜度；3.允许表面缺陷深度；允许表面缺陷深度；4.允许错差量和残余飞边量；允许错差量和残余飞边量；5.标出试验取样的位置；标出试验取样的位置；6.表面清

25、理方法；表面清理方法；7.其它要求。其它要求。六六绘制锻件图绘制锻件图 上述各参数确定后，便可绘制锻件图。连皮尺寸不必画上述各参数确定后，便可绘制锻件图。连皮尺寸不必画出，零件可用双点划线表示。出，零件可用双点划线表示。七七设计锻件图实例设计锻件图实例35一一热锻件图热锻件图 1.1.收缩率收缩率 为保证锻件冷却后符合冷锻件图的要求，热锻件图上尺为保证锻件冷却后符合冷锻件图的要求，热锻件图上尺寸均在冷锻件图基础上加放收缩率：寸均在冷锻件图基础上加放收缩率：终锻模膛是模锻时最后成形用的模膛，其形状和尺终锻模膛是模锻时最后成形用的模膛，其形状和尺寸应与热锻件图上相应部分的形状和尺寸一致。它是热锻寸

26、应与热锻件图上相应部分的形状和尺寸一致。它是热锻件图来制造和检验的。件图来制造和检验的。11+%Ll（）式中式中 L热锻件图基本尺寸热锻件图基本尺寸（mm）；）；l冷锻件图上相应基本尺寸冷锻件图上相应基本尺寸（mm）；）；a1终锻温度下锻件收缩率：钢为终锻温度下锻件收缩率：钢为（1.2-1.5）%；不锈钢为不锈钢为（1.5-1.8）%；铝合金为铝合金为（0.8-1.0）%；铜合金为铜合金为（1.0-1.3）%。对于无坐标中心的圆角半径不放收缩率；对于薄而宽或对于无坐标中心的圆角半径不放收缩率；对于薄而宽或细而长的锻件，收缩率取下限。细而长的锻件，收缩率取下限。362.2.绘制热锻件图绘制热锻件

27、图 通常热锻件图形状和冷锻件图相似。热锻件图上圆角通常热锻件图形状和冷锻件图相似。热锻件图上圆角半径、模锻斜度同于冷锻件图，锻件若有内孔，要在热锻半径、模锻斜度同于冷锻件图，锻件若有内孔，要在热锻件图上绘出连皮形状并标明尺寸。在热锻件图上不绘出制件图上绘出连皮形状并标明尺寸。在热锻件图上不绘出制件轮廓线，也不标注锻件公差。件轮廓线，也不标注锻件公差。1 1）热锻件图高度尺寸从分模面注起，便于锻模制造和检验；）热锻件图高度尺寸从分模面注起，便于锻模制造和检验；2 2）在终锻模膛易磨损处，可在锻件负公差范围内增加一层磨损量）在终锻模膛易磨损处，可在锻件负公差范围内增加一层磨损量（0.5-0.80.

28、5-0.8）mmmm，以提高锻模寿命；，以提高锻模寿命；3 3）在终锻模膛底部易积氧化皮处可适当增大尺寸）在终锻模膛底部易积氧化皮处可适当增大尺寸2mm2mm，以表面锻件欠，以表面锻件欠坯；坯；4 4）当锻锤吨位不够易产生模锻不足时，热锻件图上高度尺寸应适当）当锻锤吨位不够易产生模锻不足时，热锻件图上高度尺寸应适当减小；当锻锤吨位偏大锻模承击面可能压陷时，热锻件图上高度尺寸减小；当锻锤吨位偏大锻模承击面可能压陷时，热锻件图上高度尺寸应适当增大；应适当增大；5 5）锻件上某些部位在切边或冲连皮时会产生拉陷变形，热锻件图上）锻件上某些部位在切边或冲连皮时会产生拉陷变形，热锻件图上应考虑弥补。应考虑

29、弥补。371.1.飞边形成过程飞边形成过程 坯料在锤上模锻时，金属在终锻模镗内成形有如下四个阶段：（1）自由墩粗变形阶段；（2）形成飞边阶段；（3）充满模镗阶段；（4）最后锻足阶段。二二飞边槽设计飞边槽设计 飞边桥飞边桥飞边仓飞边仓H42mm382.2.飞边槽的作用飞边槽的作用（1 1）造成足够大的水平方向的阻力；）造成足够大的水平方向的阻力；（2 2）容纳多余的金属；）容纳多余的金属；（3 3）承受冲击力，起缓冲作用。）承受冲击力，起缓冲作用。3.3.飞边槽形式飞边槽形式常见的飞边槽形式如图所示：常见的飞边槽形式如图所示：型式型式：常用的型式，桥部设在上模。其优常用的型式，桥部设在上模。其优

30、点是受热少，不宜磨损和压塌。点是受热少，不宜磨损和压塌。型式型式：桥部设在下模。锻模上模形状复杂、桥部设在下模。锻模上模形状复杂、锻件不对称或整个模膛都在下模时采用。锻件不对称或整个模膛都在下模时采用。其优点是可简化切边凸模形状。其优点是可简化切边凸模形状。型式型式：适用于锻件形状复杂不易准确下料适用于锻件形状复杂不易准确下料时，这种型式飞边槽仓部较大，可容纳较时，这种型式飞边槽仓部较大，可容纳较多的金属。多的金属。型式型式：与型式与型式相近，只是下模的飞边桥相近，只是下模的飞边桥部加宽，提高强度。部加宽，提高强度。型式型式：一般只适用于锻件形状复杂难以充一般只适用于锻件形状复杂难以充满的局部

31、地方。满的局部地方。394.4.确定飞边槽尺寸确定飞边槽尺寸 设计飞边槽目前有计算法和吨位法两种方法。（1）计算法 按经验公式计算飞边桥h飞：（2）吨位法 在生产中，常根据锻锤吨位确定飞边槽尺寸。h飞飞40 根据钳口不同的功能可分为常用钳口、特殊钳口、圆形钳口、共享钳口等形式。三三钳口钳口 浇口浇口1.常用钳口钳口尺寸根据钳夹头直径d选取；浇口尺寸根据锻件质量G选取。2.特殊钳口钳口专为锻件出模和浇口用，按照锻锤吨位确定钳口宽度；仅作浇口时，B=m0+30。3.圆形钳口当m010kg时，浇口直径D=0.2m0+10，但一般不大于30mm。4.共用钳口c15mm时选用。41采用预锻模镗后会产生如

32、下缺点：采用预锻模镗后会产生如下缺点：1.1.在终锻时锤击中心不易与模膛中心重合，产生偏心力矩使锤杆和锤在终锻时锤击中心不易与模膛中心重合，产生偏心力矩使锤杆和锤 锻模燕尾受力状况恶化，上下模容易错移；锻模燕尾受力状况恶化，上下模容易错移；2.2.增大了模块尺寸；增大了模块尺寸；3.3.预锻、终锻若用两套模具分别在两台设备上联合捶打，成本高；预锻、终锻若用两套模具分别在两台设备上联合捶打，成本高；4.4.降低了生产率。降低了生产率。一一预锻模膛的作用预锻模膛的作用 预锻模膛使制坯后的坯料进一步变形，使其形状更预锻模膛使制坯后的坯料进一步变形，使其形状更接近锻件图。其作用如下：接近锻件图。其作用

33、如下：1.1.改善金属的流动条件，避免锻件产生折叠；改善金属的流动条件，避免锻件产生折叠；2.2.使坯料易于充满型腔，避免在锻件上产生充不满的缺陷；使坯料易于充满型腔，避免在锻件上产生充不满的缺陷；3.3.减少终锻模镗磨损，提高锻模寿命（可提高减少终锻模镗磨损，提高锻模寿命（可提高30%左右）。左右）。是否采用预锻模膛要综合权衡利弊。生产中通常只有在锻件形状是否采用预锻模膛要综合权衡利弊。生产中通常只有在锻件形状复杂、成形困难且批量较大的情况下才选用预锻模膛。如连杆、拨叉复杂、成形困难且批量较大的情况下才选用预锻模膛。如连杆、拨叉、叶片等零件。、叶片等零件。421.1.预锻模镗仅用来减少终锻模

34、镗的磨损预锻模镗仅用来减少终锻模镗的磨损 这种情况下，预锻模膛设计和终锻模镗这种情况下，预锻模膛设计和终锻模镗基本一样基本一样，只有外圆角半，只有外圆角半径比终锻模镗相应处大径比终锻模镗相应处大1-2mm，分模面处的圆角也应大一些。，分模面处的圆角也应大一些。生产中生产中若采用两套模具时往往把旧的终锻模作为预锻模，以提高锻模寿命。若采用两套模具时往往把旧的终锻模作为预锻模，以提高锻模寿命。2.2.预锻模镗主要用来改善终锻时的成形条件预锻模镗主要用来改善终锻时的成形条件 这种情况下预锻模镗设计与终锻模镗有这种情况下预锻模镗设计与终锻模镗有较大区别较大区别，可以从这三个，可以从这三个方面考虑其设计

35、：方面考虑其设计：（1 1）模镗的宽和高）模镗的宽和高:为保证锻件成形饱满，预锻后坯料在终锻时最好以镦粗成形为主，为保证锻件成形饱满，预锻后坯料在终锻时最好以镦粗成形为主，预锻模膛高度要比终锻模膛高预锻模膛高度要比终锻模膛高2-52-5mm，宽度要比终锻模膛小，宽度要比终锻模膛小1-21-2mm。（2 2）模锻斜度）模锻斜度:一般情况下，预锻模膛模锻斜度与一般情况下，预锻模膛模锻斜度与终锻模膛相同；对于难充满部分增大终锻模膛相同；对于难充满部分增大2 2-3-3。（3 3）外圆角半径）外圆角半径:二二预锻模膛设计预锻模膛设计 RRC 433.3.复杂锻件的预锻模镗复杂锻件的预锻模镗 形状复杂的

36、锻件，应根据锻件的轮廓形状特征进行预锻形状复杂的锻件，应根据锻件的轮廓形状特征进行预锻模镗的设计。模镗的设计。（1 1）枝芽类锻件）枝芽类锻件 预锻模膛除增大圆角半径外，还应预锻模膛除增大圆角半径外，还应简化枝芽形状，减少简化枝芽形状，减少金属流动阻力，必要时还可在分模面上增设阻力沟，加大预金属流动阻力，必要时还可在分模面上增设阻力沟，加大预锻时金属向模膛外流动的阻力。锻时金属向模膛外流动的阻力。44（2 2）叉形锻件）叉形锻件 为了防止终锻时在内圆角处充不满，一般在预锻模镗中设计劈料台。其有关尺寸为：104545H45（3 3）工字形截面的锻件）工字形截面的锻件 工字形截面根据其截面形状和尺

37、寸可分为三种，其设计如下：1）当工字形相对高度h/b1时，可不采用预锻模镗；2）当工字形相对高度1 h/b2时，预锻模镗可设计成矩形；3）当工字形相对高度h/b 2时，用大圆弧连接。B=B-（2-6）h=A/BB=B-（1-3）；）；AA+A1-A2 求出求出H x=0.25（H-H）；）；h=x+H/2B=B+（10-20）S1=（1.0-1.1）S46一一制坯工步选择制坯工步选择 制坯工步：制坯工步：是指用以初步改变坯料形状，合理分配金是指用以初步改变坯料形状，合理分配金属，以适应锻件和横截面积要求，使金属更好充满锻模模属，以适应锻件和横截面积要求，使金属更好充满锻模模腔的工步。腔的工步。

38、圆盘类锻件比长轴类锻件制坯简单。圆盘类锻件比长轴类锻件制坯简单。形状简单体积小的锻件可直接终锻成形；形状简单体积小的锻件可直接终锻成形；一般复杂程度体积中等的锻件大多采用镦粗制坯后终锻成形；一般复杂程度体积中等的锻件大多采用镦粗制坯后终锻成形；内外形状都复杂体积又较大的锻件，通常采用成形镦粗制坯后再内外形状都复杂体积又较大的锻件，通常采用成形镦粗制坯后再加上预锻，最后终锻成形。加上预锻，最后终锻成形。（一）圆盘类锻件制坯工步选择（一）圆盘类锻件制坯工步选择47（1 1）轮毂较低又有较薄的轮辐或肋的锻件）轮毂较低又有较薄的轮辐或肋的锻件：如齿轮和十如齿轮和十字轴等锻件，常用镦粗和终锻。字轴等锻件

39、，常用镦粗和终锻。为防止轮毂和轮缘间过渡区产生折叠，镦粗制坯直径为防止轮毂和轮缘间过渡区产生折叠，镦粗制坯直径D D镦镦应以下范应以下范围内选取（如图围内选取（如图a a）：）：D1D镦镦D2（2 2）轮毂较高的锻件）轮毂较高的锻件：为了保证高度方向充满，镦粗后坯料直径为了保证高度方向充满，镦粗后坯料直径D D镦镦应以下范围内选取应以下范围内选取（如图（如图b b）：）：(D1+D2)/2D镦镦D2 1.1.圆盘类锻件制坯工步选择：圆盘类锻件制坯工步选择：48（3 3）轮毂高且有突缘和深孔的锻件）轮毂高且有突缘和深孔的锻件:为了便于坯料在终锻模膛中的定位，有利于轮毂处充满，为了便于坯料在终锻模

40、膛中的定位，有利于轮毂处充满，常采用常采用镦粗、成形镦粗和终锻（如图镦粗、成形镦粗和终锻（如图c）。）。（4 4）高筋薄壁锻件）高筋薄壁锻件：为了保证充满或不产生折叠，为了保证充满或不产生折叠，应采用应采用镦粗、预锻和终锻（如图镦粗、预锻和终锻（如图d）。）。49（1 1）火秏率）火秏率 坯料在加热过程中因生成氧化皮而造成的损失称为坯料在加热过程中因生成氧化皮而造成的损失称为火火秏秏或或烧损烧损，通常用，通常用火秏率火秏率来表示。来表示。整个锻造过程中所需的加热次数称为整个锻造过程中所需的加热次数称为火次火次。火次不能火次不能太多，太多会造成氧化皮太厚既影响锻件质量又降低锻模太多，太多会造成氧

41、化皮太厚既影响锻件质量又降低锻模寿命。寿命。表表5-15 5-15 火耗率火耗率加热方法加热方法%（）2.02.5连续式煤气炉连续式煤气炉加热方法加热方法%（）室式煤炉室式煤炉3.54.0室式油炉室式油炉连续式油炉连续式油炉室式煤气炉室式煤气炉电阻炉电阻炉高频加热炉高频加热炉接触电加热接触电加热3.03.52.53.02.53.01.01.50.51.00.51.0注：两次加热时，注：两次加热时，值应再乘以值应再乘以1.5-2.01.5-2.0的系数。的系数。2.2.坯料尺寸的确定坯料尺寸的确定50（2 2）原材料规格和下料尺寸的确定）原材料规格和下料尺寸的确定 坯料体积坯料体积V坯坯：式中

42、V锻按锻件图计算的锻件体积（mm3）；V飞飞边总体积（mm3）；圆钢直径圆钢直径 ：=-=-VlA飞飞，其中 为充满系数，锻件形状简单时0.3 0.5、形状复杂时0.5 0.8；=(+)(1)VVVV飞坯锻连30(0.830.95)DV 坯 A飞为飞边槽截面积（mm2）；l为飞边槽截面积形心展开长度（mm）。V连连皮体积（mm）。下料长度下料长度L0 0：0D0204=VVLAD坯坯坯通常通常L0/D0=1.5-2.2。A坯坯原材料截面积原材料截面积（mm2）51例例5-45-4 设计例设计例5-15-1齿轮锻件的齿轮锻件的制坯工步，并确定原材料规格制坯工步，并确定原材料规格和下料长度（加热方

43、法为室式和下料长度（加热方法为室式油炉加热）。油炉加热）。解解11、该齿轮锻件采用镦粗制、该齿轮锻件采用镦粗制坯后终锻成形。镦粗后尺寸控坯后终锻成形。镦粗后尺寸控制在：制在：端面直径约为端面直径约为7878mm，中间鼓形直径约为，中间鼓形直径约为140140mm，高度为，高度为5858mm。2 2、选用圆钢作原材料，锻件体积、选用圆钢作原材料，锻件体积V锻锻=535419=535419mm3 3。(1)(1)计算飞边体积：飞边槽尺寸为计算飞边体积：飞边槽尺寸为b=10=10mm，b1 1=28=28mm，A飞飞=153=153mm2 2。考虑该齿轮锻件终锻时定位对中不易准考虑该齿轮锻件终锻时定

44、位对中不易准确，故计算时飞边体积可按仓部最后一确，故计算时飞边体积可按仓部最后一点展开长度代替点展开长度代替l，而充满系数取小值：，而充满系数取小值：=0.53=0.5151.32(1028)15354600VlAmm 飞飞齿轮热锻件图齿轮热锻件图52c）齿轮热锻件图）齿轮热锻件图53连皮体积计算如下：连皮体积计算如下：223=54.261383644Vd smm连3.5%3=(+)(1)(53541954600 13836)1.035624990VVVVmm飞坯锻连查表查表5-155-15取取30(0.830.95)=DVmm 坯圆钢直径：（71-81.2）取取D0=75mm，则下料长度，则

45、下料长度L0为：为：022044 624990=141.575VVLmmAD坯坯坯故该齿轮的下料尺寸为故该齿轮的下料尺寸为75mm142mm。54 镦粗台镦粗台是为镦粗坯料而在锻模分模面的局部设置的平台。是为镦粗坯料而在锻模分模面的局部设置的平台。其作用是使坯料高度减小，水平尺寸增大，可减少坯料在终其作用是使坯料高度减小，水平尺寸增大，可减少坯料在终锻模膛中的打击次数，有利于锻锻模膛中的打击次数，有利于锻件成形饱满，同时兼有去除氧化件成形饱满，同时兼有去除氧化皮的作用。皮的作用。镦粗台直径：镦粗台直径：d 坯料镦粗后的直径 镦粗台高度按下式确定：镦粗台高度按下式确定：24Vhd坯坯d坯当当b+

46、b1+10t时，采用时，采用A型锁扣；型锁扣；当当b+b1+10t时，采用时，采用B型锁扣。型锁扣。（t为模壁厚度）为模壁厚度）圆盘类的锻模一般都带锁扣以防错移：圆盘类的锻模一般都带锁扣以防错移：3.3.镦粗台设计镦粗台设计d坯55（1 1）计算毛坯）计算毛坯 计算毛坯是假想的具有圆形或方形截面的中间坯料，其长计算毛坯是假想的具有圆形或方形截面的中间坯料，其长度等于锻件长度，轴向各截横面积等于锻件在相应位置上的截度等于锻件长度，轴向各截横面积等于锻件在相应位置上的截面积与飞边面积之和。面积与飞边面积之和。计算毛坯的形状说明了锻件沿轴线金属分布情况。计算毛坯的形状说明了锻件沿轴线金属分布情况。（

47、2 2）绘制毛坯截面图）绘制毛坯截面图 取取L计计为锻件长度，沿为锻件长度，沿L计计取若干个具有代表性的标定点，分取若干个具有代表性的标定点，分别计算出各标定点的截面积别计算出各标定点的截面积A计计1 1、A计计2 2、A计计3 3等。等。（二）长轴类锻件制坯工步选择（二）长轴类锻件制坯工步选择=+=+2AAAAA飞计锻飞边锻 长轴类锻件的锻压方向和轴线垂直，金沿轴线流动困长轴类锻件的锻压方向和轴线垂直，金沿轴线流动困难。难。长轴类锻件的制坯工步是根据锻件轴向横截面积变化长轴类锻件的制坯工步是根据锻件轴向横截面积变化的情况和锻件的形状来确定的。的情况和锻件的形状来确定的。1.1.绘制计算毛坯图

48、绘制计算毛坯图56（3 3）绘制毛坯直径图）绘制毛坯直径图 计算毛坯各标定点处直径计算毛坯各标定点处直径d计计为：为：计算毛坯截面图是用计算毛坯截面图是用高度尺寸高度尺寸h计计来代表计算毛坯各来代表计算毛坯各标定点处的截面积标定点处的截面积A计计。=AhM计计M绘图缩尺比，一般取绘图缩尺比，一般取20-5020-50。=1.13dA计计计算毛坯的体积计算毛坯的体积V计计为：为：=VMSVV计计锻飞边计算毛坯的平均截面积计算毛坯的平均截面积A均均为：为：=/AVL计计均计算毛坯的平均直径计算毛坯的平均直径d均均为：为：=1.13dA均均57（1 1）变形量指标：）变形量指标：制坯工步变形量大小可

49、用金属流入头部系数制坯工步变形量大小可用金属流入头部系数 、金属轴、金属轴向流动系数向流动系数 、杆部锥度、杆部锥度K和锻件重量和锻件重量m四个指标来衡量。四个指标来衡量。2.2.确定制坯工步确定制坯工步max=dd均=Ld计均min-ddKL拐杆2minmin3.82=-0.750.5VdddL杆拐杆 四个变形量指标越大，制坯难度就越大。四个变形量指标越大，制坯难度就越大。大表示流到头大表示流到头部金属多；部金属多；大表示轴向流动量大，大表示轴向流动量大，K大表示锥度大，小头金大表示锥度大，小头金属过剩多；属过剩多；m大表示锻件质量大。大表示锻件质量大。式中：式中：dmax计算毛坯最大直径（

50、计算毛坯最大直径（mm）；）；dmin计算毛坯最小直径（计算毛坯最小直径（mm）；）；d均均计算毛坯平均直径（计算毛坯平均直径（mm）；）；L杆杆计算毛坯杆部长度（计算毛坯杆部长度（mm）；）；L计计计算毛坯长度锻件长度（计算毛坯长度锻件长度（mm）即锻件长度；即锻件长度；d拐拐计算毛坯头部与杆部过渡处的计算毛坯头部与杆部过渡处的 假想直径（假想直径（mm）。）。58（2 2）制坯工步）制坯工步：长轴类锻件制坯工步主长轴类锻件制坯工步主要有拔长、滚压和卡压，要有拔长、滚压和卡压，特殊锻件还要采用弯曲制特殊锻件还要采用弯曲制坯和成形制坯。坯和成形制坯。从改变坯料的截面积使金从改变坯料的截面积使金