模具锻坯下料尺寸的确定方法

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1、模具锻坯下料尺寸的确定方法陈为国　　模具是由若干个零件按一定规则排列的组合体。模具制造的第一步便是模具零件坯料(俗称模块)的准备。由于模具零件形式、规格、尺寸和性能的多样性，以及市场上材料的供应状态以圆钢居多，因此，由圆钢形式的原材料截取适当长度，通过改锻获得模块坯料的制坯方式应用极其广泛。但必须解决圆钢直径的选择及其下料长度的确定两个问题。1　模具零件锻造的目的　　模具零件坯料准备时锻造的目的有两个：　　(1)获得一定的几何形状；　　(2)改善材料的组织性能和加工性能。　　模具中一般的结构件(如固定板、卸料板等)以第一目的为主，而

2、主要的工作零件(如凸模、凹模等)则两项目的兼有。　　通过锻造获得模块坯料几何形状的方法，其灵活性极强。基本可满足模块坯料规格和尺寸多样性的要求，具有节省材料、缩短工时等优点。对于模具中的主要零件，由于其热处理、质量和使用寿命等方面的要求，往往还需要通过锻造来改善原材料的性能。如通过锻造使材料的组织致密、均匀，使其各向异性不明显等。这时的锻造不仅是改变几何形状，更重要的是要注意锻造的方法。如采用纵向镦拔、横向镦拔、三向镦拔和对角线锻造等。2　锻坯下料尺寸的确定原则　　锻坯的原材料一般为圆钢，合理选择圆钢直径和确定下料长度是锻造毛坯过程

3、中的重要环节。其确定原则可归纳如下：　　(1)体积相等，即锻件毛坯的体积加上锻造过程中金属烧损率应等于原材料(圆钢)的下料体积。　　(2)金属烧损率δ即锻造加热时产生的氧化皮、脱碳层等的损耗率。一般取δ=0.05～0.10。火次增多，锻造不平度大，材料脱碳倾向大时取大值。　　(3)原材料长径比(L/D)不能太大，一般取L/D=1.5～2.5，最大不超过3。L/D太大，则锻件锻造过程中可能发生弯曲、夹层等缺陷。　　(4)计算后的原材料直径必须按国家标准的规格进行圆整，且最好是工厂库房里现存的或市场上供应的规格。3　锻坯下料尺寸的计算方

4、法　　根据以上原则可得出以下计算公式和方法：　　首先，按原则(1)可得V坯=V锻(1+δ)%　(1)　　式中，V锻是锻造后的模块体积，也就是模具零件的外形尺寸加上加工余量后的体积。V坯是原材料的下料体积。　　按原则(3)有L/D=1.5～2.5，即L=(1.5-2.5)D。这里D为一个估计值，设其为D估，其计算按下式进行。　　因为　　所以　　　即　　　(2)　　按上式计算出D估后，应按原则(4)进行圆整，设圆整后的直径为D料，则可按体积相等的原则计算出原材料的下料长度L料，即　　所以　　　即　　　(3)　　例：已知某一卸料板，其外形

5、尺寸为240mm×120mm×200mm，六面均需加工，现取单面加工余量为6mm。若库房中有110、90、70mm三种规格的原材料，试选择圆钢规格D料，并确定下料长度L料：　　①计算V锻　　　V锻=(240+12)×(120+12)×(20+12)=1064448(mm3)　　②取金属烧损率δ=0.1,由式(1)可得　　　V坯=V锻×1.1=1170892.8(mm3)　　③由式(2)得　　　　　按库房现有规格圆整，取D料=90mm。　　④由式(3)得　　　　　所以，选用90mm的圆钢，其下料长度L料=184mm。4　结束语　　模

6、具零件锻造制坯备料的方式应用广泛。在备料时应注意以下几点：　　(1)由于模具零件是单件、小批量生产，生产中以自由锻造为主，必要时配以简单的胎具，因此，在计算V坯时，其加工余量的选择应尽量大一点为宜。这样虽然材料略微增加，但从零件的质量和制模周期等因素综合考虑还是合算的。　　(2)原材料外表锈蚀严重时，金属的烧损率也应取大一点。　　(3)圆钢一般采用锯床切割下料，应避免先锯一缺口，然后打断的操作方法，同时原材料上不应有毛刺等缺陷存在。　　(4)原材料为方料或由厚板气割下料时，也可按前面介绍的四项原则计算下料尺寸，这时原则(3)可改为L

7、/A坯=1.5～2.5(A坯为坯料截面的边长)