塑性成形工艺第十一章 锤上模锻工艺及模具设计

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1、第十一章锤上模锻工艺及模具设计锤上模锻的特点：1.金属在型腔中的变形是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，可以利用金属的流动惯性，有利于金属充填型腔；2.在锤上可实现多种工步成形，锤头打击速度快，生产效率高；3.由于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；第十一章锤上模锻工艺及模具设计锤上模锻的特点：4.由于无顶出装置，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。第一节模锻件的分类按照锻件分模线和主轴线的形状，以及锻件在平面图上轮廓尺寸比例，将模锻件分为三类：第二节模锻件图的制定模锻件图

2、是确定模锻工艺和设计锻模的依据，它又是指导模锻工进行生产和检验人员验收锻件的主要技术文件。在设计冷锻件图时，应考虑下列因素：分模面的位置、加工余量和公差、模锻斜度和圆角半径、冲孔连皮的形式和技术条件等。模锻件图分为冷锻件图和热锻件图。冷锻件图用于锻件的检验；热锻件图用于锻模设计与加工。第二节模锻件图的制定一、分模面位置的选择分模面的位置直接影响锻件成形、出模和材料利用率等问题。因此，在制定锻件图时要全面考虑各种因素，正确而合理地选择分模面位置。其选择原则如下：1）要保证锻件能从型腔中取出来；2）分模的位置要尽量使型腔的深度最小和宽度最大，使金属容易充满

3、型腔；3）为了容易发现模锻时锻件错移，分模面应尽量使上、下两部分对称；第二节模锻件图的制定一、分模面位置的选择4）为了使模具制造方便，尽量采用平面分模，凸出部分也尽量不要高出分模面；5）金属容易充满上模型腔．锻件较复杂部分应尽量安排在上模。第二节模锻件图的制定二、加工余量的确定1）确定加工余量的原则：在不影响产品零件加工的前提下，应尽量选用小加工余量。加工余量的大小取决于零件的轮廓尺寸、重量大小、精度和表面粗糙度等。2）在模锻过程中，由于欠压、错模、锻模磨损、锻件表面氧化及锻件冷却收缩不均等原因，使锻件尺寸在一定的范围内上下波动。其大小取决于锻件外形尺

4、寸、精度、表面粗糙度等级等。第二节模锻件图的制定三、模锻斜度的选择1）锻件冷却时，其外壁因收缩而离开型腔，容易出模，而锻件内壁收缩．则使锻件包住型腔突出部分，出模困难。因此，内斜度应比外斜度大一级。但为了减少材料损耗和机加工余量，应尽量选择小的模锻斜度。2）常用斜度：当锻件为钢、钛耐热合金时，外模锻斜度取5°～7°，内模锻斜度取7°、10°、12°；当锻件为铝、镁合金时，外模锻斜度取3°～5°，内模锻斜度取5°～7°。第二节模锻件图的制定三、模锻斜度的选择3）为了使分模线两侧的模锻斜度相互接头，而人为增大的斜度称为匹配斜度。第二节模锻件图的制定四、圆角

5、半径的确定为了便于金属在型腔内流动，避免锻件产生折伤并保持金属流线的连续性，提高锻模使用寿命，必须把锻件上所有尖锐棱角做成圆弧。较大的圆角半径对金属充满型腔、提高锻件质量和模具寿命是有利的。但是，外圆角半径太大，会使锻件在圆角处的余量减小；而内圆角半径太大，又会增加金属的消耗。第二节模锻件图的制定四、圆角半径的确定r=余量+c为了便于选用标准刀具，对于同一锻件上不采取过多不同的圆角半径；对于以压人法成形和金属流动特别剧烈的部位，应适当加大圆角半径。R=(2~3)r第二节模锻件图的制定五、冲孔连皮具有通孔的零件，在模锻时不能直接锻出通孔，仅能冲出一个盲孔

6、，即孔内还留有一层具有一定厚度的金属层，称为冲孔连皮。模锻时采用冲孔连皮的目的是为了使锻件更接近于零件形状，减少金属消耗，缩短机加工工时。同时，冲孔连皮可以减轻锻模的刚性接触，起缓冲作用，避免锻模的损坏。第二节模锻件图的制定五、冲孔连皮1）冲孔连皮的形式第二节模锻件图的制定五、冲孔连皮2）冲孔连皮的尺寸的确定（1）平底连皮（2）斜底连皮第二节模锻件图的制定六、锻件的技术要求一般说来，技术条件中包含以下内容：未注明的模锻斜度和圆角半径、锻件沿中心线的错移量、允许表面缺陷值、锻件允许翘曲范围、允许残留飞边和毛刺的大小、锻件壁厚差的规定、热处理硬度值、锻件的

7、清理方法、印记项目和位置，以及其他特殊要求等。第三节终锻型腔的设计终锻型腔是锻件最后成形的型腔，通过它获得带飞边的锻件，终锻型腔是按照热锻件图设计的，因此，终锻型腔设计的主要内容是如何绘制热锻件图和确定飞边槽尺寸。第三节终锻型腔的设计一、热锻件图的制定和绘制热锻件图是根据冷锻件图制定的，但又不完全一样。在制定和绘制热锻件图时应注意以下几点：1.热锻件图的尺寸应比冷锻件图的相应尺寸增加一个收缩率。一般收缩率为1.5％，细长件或终锻温度较低的锻件可取1.2％～1.3％。2.当吨位不足产生模锻不足(打不靠)，可适当减小锻件的高度尺寸，其值可接近负偏差；当型腔

8、承击面不足，易产生承击面塌陷时，可适当增加热锻件的高度尺寸，其值可接近正偏差。第三节终锻型腔的