摇臂锻造工艺分析及模具设计

摇臂锻造工艺分析及模具设计摘要：锻模是金属在热态和冷态下进行体积成型时所用模具的统称。一个完善的锻模设计过程，首先应当考虑的是：应该能够获得满足尺寸精度要求和组织性能良好的锻件，同时要满足生常率的要求；其次还应考虑锻模具有足够的强度和较高的寿命，并且制造简单，安装，调整，维护方便等要求。因此，设计锻模时，应当综合分析各类锻件塑性变形的规律和工艺特点，研究被加工材料的力学和物理，化学特性，以及了解各类锻压设备的工作特点，结构特点和工艺特点等。选择锻件工步是关键，在确定工步后，再根据热锻件图来设计模膛，锻模和切边模，在设计过程中确定下料尺寸。通过设计摇臂可以让我更好的对锻模的设计有更深入的了解，为将来更好的设计模具打好基础。关键词：锻模,模膛,热锻件图IRadialforgingtechnologyanddiedesignAbstract：Forgingdieisunderhotandcoldmetalusedforvolumemoldingmold.Aperfectforgingdiedesignprocess,shouldconsideraboveallis:shouldbeabletoobtainsatisfiestherequirementofdimensionalaccuracyofforgingsandorganizationalperformanceisgood,atthesametimetomeettherequirementsoflifeoftenrate;Nextshouldalsoconsidertheservicelifeofforgingdiehassufficientstrengthandhigh,andsimplemanufacturing,installation,adjustment,maintenanceisconvenientwaitforarequest.Forgingdiedesign,therefore,shouldbecomprehensiveanalysisofallkindsofforgingdeformationruleandprocesscharacteristics,researchisprocessedmaterialmechanicsandphysics,chemistry,andunderstandtheworkingcharacteristicsofallkindsofforgingequipment,structuralcharacteristicsandtechnologicalcharacteristics,etc.Selectionstepsforgingindustryisthekeyindeterminingtheworklater,againaccordingtothehotforgingdrawingtodesignthemouldchamber,forgingdieandtrimmingdie,inthedesignprocesstodeterminethesize.Bydesigningtherockercanletmebetterhaveabetterunderstandingonthedesignofforgingdie,abasisforbetterdesignthemouldforthefuture.Keyword:forgingdie，impression，hotforgingdrawingII目录1前言.12概述.22.1锤上模锻的特点.22.2锻件类型：属于长轴类锻件.22.3长轴类锻件的特点.23锻模的设计.33.1锻件图的制定.33.1.1分模面.33.1.2机械加工余量的确定.33.1.3锻模斜度.53.1.4圆角半径.53.1.5冲孔连皮.63.2模锻工步的选择.73.3锻锤吨位的选择.103.4坯料尺寸的确定.104模膛设计.134.1终锻模膛.134.1.1热锻件图绘制注意要点.134.1.2飞边槽的确定.144.2预锻模膛.164.3拔长模膛.164.3.1拔长模膛的作用.164.3.2拔长模膛的设计计算.164.4滚压模膛.174.4.1滚压模膛的作用：.174.4.2模膛设计计算.174.5钳口的设计.20III4.5.1钳口的选用.204.5.2钳口尺寸的确定.205锻模的结构设计及计算.225.1模膛的布排.225.1.1终锻模膛和预锻模膛的布排.225.1.2设计要点.225.1.3预锻模膛和终锻模膛前后方向的几种排列法.235.1.4制坯模膛布排的要求.235.1.5模膛的布排.245.2模膛壁厚的确定.245.3锁扣的设计.255.3.1锁扣的作用.255.3.2锁扣类型的选择.255.4模块尺寸的确定.255.4.1偏移量.265.4.2锻模允许的最小承击面.265.4.3锻模的最大宽度.265.4.4模块高度.265.4.5模块材料的流线.265.4.6检验角.266切边冲孔模的设计.296.1切边凹模及其他部分尺寸的确定.296.2切边冲头的固定与设计.306.3冲孔冲头设计.316.4冲孔凹模设计.317模具类型的选择及工艺参数的确定.337.1模具类型的选择.337.2工艺参数的确定.338锻模材料的选择.358.1锻模材料应该具有的特性.35IV8.1.1热锻模具材料应具有的特性.358.2锻模材料的选择.358.2.1各种锻模对材料性能的基本要求.358.2.2各类锻模材料的选用.368.3锻件的失效，堆焊及表面强化处理.378.3.1锻模的失效分析.378.4锻模的表面处理.38结论.40参考文献.41致谢.4201前言锻压工艺在机械、机械制造、交通运输、冶金、航空、航天、兵器等工业部门得到广泛的应用，在锻压件的生产中，锻模设计是整个锻压工艺中不可缺少的重要环节。通过设计锻模可以更好的提升自己设计模具的水平，了解具体的步骤为将来的模具设计打下坚实的基础，通过这次设计也能了解自身的不足，找到自己的不足并弥补它。过去在我国工业中，模具长期未受到重视。改革开放以来，塑料成型、家用电器、仪表、摩托车、汽车等行业进入大批量生产，模具工业有一定发展，但仍然落后于需要，每年进口模具数量很大。除模具本身外，使用模具的设备如高效多工位锻压设备，现代化的锻压设备，压铸设备，大型塑料成型设备以及供应高效冲压用的卷料设备等仍落后于需要。因此需要我们更加努力的提高模具的设计和制造水平。由于我水平有限，经验不足，在设计锻模的过程中难免会有缺点和错误，希望大家谅解。12概述2.1锤上模锻的特点(1)靠冲击力使金属变形，锤头在行程的最后速度约为7-9m/s;(2)受力系统不是封闭的，冲击力通过下砧传给基础；(3)单位时间内的打击次数多（1-10t模锻锤为100-40次/min)(4)锤头的行程不固定；(5)承受偏载的能力和导向精度均为较差(6)无顶出装置。2.2锻件类型：属于长轴类锻件2.3长轴类锻件的特点（1）锻件主轴线方向的尺寸大于其它两个方向的尺寸；（2）主要变形工步的锤击方向与主轴线垂直；（3）在模锻模镗中，变形金属沿长度方向的变形流动很小，可以近似看成平面变形。23锻模的设计3.1锻件图的制定3.1.1分模面分模面如图31分模线形状：选择平直及对称分模3.1.2机械加工余量的确定锻件的重量的估算M=pvp=7.85g/cm3v=XX28+XX56-)2/40()/61(2XX56+（94X125.8/2-128.77X30.5X30.5/360X-20X20X/2）)2/8(X12=215992mm3M=pv=7.85*216=1.7kg量与外廓包容体重量的比值，或者是锻件体积与外轮廓包体的体积的比值：S=w锻件/w外廓包体=v锻件/v外廓包体=215992/（30.5*30.5*189.5）=0.4为s2级S1级0.631S2级0.320.63S3级0.160.32S4级00.1645钢的材质系数m属于m1类：最高含碳量小于0.65%的碳钢或合金元素钢最高含量小于或者等于3.0%的合金钢。根据上面的这些信息对应表格可以查出余量及公差表31模锻件内外表面加工余量3锻件单边余量（mm）水平方向大于0315400630800锻件重量一般加工精度锻件形状复杂系数厚度方向至3154006308001250大于至S21.0-1.51.5-2.02.0-2.500.41.0-1.51.5-2.01.5-2.02.0-2.52.0-3.00.41.01.5-2.01.5-2.01.5-2.02.0-2.72.0-3.01.01.81.5-2.01.7-2.22.0-2.52.0-2.72.0-3.01.83.21.7-2.21.7-2.22.0-2.52.0-2.72.5-3.53.25.01.7-2.22.0-2.52.0-2.52.3-3.0查得机械加工余量取2.0mm表32锻件内控直径的机械加工余量孔径孔深大于到大于063100140200至63100140200280252.025402.02.640632.02.63.0查表知孔的加工余量为2.0mm4(1)长度，宽度和高度尺寸公差表3-3模锻件的长度，宽度，高度公差及错差，残余飞边量表34模锻件的中心距尺寸公差中心距尺寸(mm)大于至030308080120120180180250250315锻件精度普通级3.4.05.6.08.0.13.1.3锻模斜度为了使锻件容易从模膛中取出，一般锻件均有模锻斜度外斜度取7内斜度10锻件重量锻件轮廓尺寸(mm)大于03080120180同轴度横向残余飞边分模线大于至锻件材质系数锻件形状复杂系数至30801201803500.40.500.4+0.8-0.3+0.8-0.4+1.0-0.4+1.1-0.5+1.2-0.60.50.60.41.0+0.8-0.4+1.0-0.4+1.1-0.5+1.2-0.6+1.4-0.60.60.71.01.8+1.0-0.4+1.1-0.5+1.2-0.6+1.4-0.6+1.5-0.70.80.81.83.2+1.1-0.5+1.2-0.6+1.4-0.6+1.5-0.7+1.7-0.81.01.0平直对称3.25.0M1S2+1.2-0.6+1.4-0.6+1.5-0.7+1.7-0.8+1.9-0.953.1.4圆角半径锻件上的圆角可以使金属容易充满模膛，起模方便和延长模具使用寿命。模具圆角半径太小会使锻模在热处理或者使用中产生裂纹压塌变形，在锻件上也容易产生折纹。内圆角r=2.5mm外圆角R=(2-3)r=5mm3.1.5冲孔连皮锻件不能锻出透孔，只能锻出盲孔，在分模面处预先留有连皮，在随后的冲孔工序中再将其冲掉。零件上直径小于25mm的孔一般不在锻件上做出；因为对于这样的小孔，锻模的冲头部分极易压塌磨损。选择平底连皮表35平底连皮的s和r锻锤吨位123510S(mm)4-65-810-12R(mm)5-86-108-20选择S=5R=76锻件图3.2模锻工步的选择模锻时，坯料按照锻件的复杂程度和具体生产条件，在锻模的一系列模膛中逐渐变形，最后成为锻件。合理的模锻工步，应能使坯料符合金属的变形规律，得到质量良好的锻件，同时操作安全，金属消耗少，生产效率高。第一类制坯工步的选择第一类制坯工步的作用是初步改变毛坯的形状，合理分配坯料，以适应锻件横截面面积的要求，使金属能较好的充满锻模模膛。（1）计算毛坯根据平面变形假设进行计算并且经修正所得的具有圆形截面的中间坯叫计算毛坯即：=+=+2X0.7F计锻飞锻F飞边槽任意一处计算毛培的很截面积计7相应处锻件的横截面积F锻相应处飞边的面积飞相应处飞边槽的面积飞边槽断面号S锻1.4飞=+1.4S计锻飞=1.13d计s计1025225217.942992.51761168.538.633113517613114141085.41761261.440.15676.2176852.233.06537.3176713.330.27552.017672830.58566.8176742.830.89581.5176757.531.110596.2176772.231.411610.9176786.931.712625.7176801.732.013640.4176816.432.314655.1176831.132.6152680.31762856.360.48=36.8mmd均=/=1.68=/=5.2最大均l件d均=-0.5拐275.0/82.3最小杆杆LVX最小=-=215992-132299=83693mmv杆件头=128.5mml杆=38.6mmd拐K=(-）/=0.11拐最小l件162488.71762664.758.3172020.81762196.853182252.51762428.555.7192795.31762971.361.6201296.91761452.743.19查图得知需要拔长和闭式滚挤模膛3.3锻锤吨位的选择G=1/1000XKXF(t)F包括飞边（按仓宽1/2计算）及连皮在内的锻件水平投影面积K钢种系数按表36选择L周长=437.9mm假定飞边宽度为23mmS=18557.7mm表3-6钢种系数钢种K低中碳结构钢，低碳合金钢4中碳低合金钢6高合金钢，耐热钢，不锈钢845钢选用K=4故G=1/1000X4X185.6=0.74t故选用1t的锤3.4坯料尺寸的确定确定模锻所需坯料尺寸时，应根据锻件的形状和尺寸以及所采取的模锻方法，10先计算出所需的金属体积，然后再算出坯料的截面尺寸和下料长度。所制锻件属于长轴类锻件，长轴类锻件在模锻模膛的变形是近似平面变形，所以确定原坯料时，应以计算毛坯图为依据，并考虑采用不同的制坯工步计算出所需坯料的横截面积，然后再选取标准的直径，并确定坯料长度。（1）坯料截面计算根据所采用的变形工步，按表37计算出坯料截面F坯再确定毛坯直径：表37坯料截面计算表选用工步坯料截面计算拔长=(0.951.0)F坯均头*滚压=(-)/2坯均头聚料作用明显=(0.70.9)坯最大拔长滚压聚料作用不明显=(0.91.9)坯均头*弯曲或压扁=(1.01.02)F坯均无制坯工步=(1.021.05)坯均根据工序拔长和闭式滚挤知用=(0.70.9)=（0.7-0.9）X2971.3F坯最大=1.13X=51.558.4mmd坯坯取用55mm直径的圆坯料坯料长度计算=/l坯V坯坯=（+）（1+a%）坯锻飞a为烧损率查表2-8得出具体数值表3-8不同加热方法钢的烧损率加热方法烧损率（a%）加热方法烧损率（a%）室内煤炉或油炉2.54半连续煤气炉2.02.5室内煤气炉2.53电阻炉11.511半连续煤炉或油炉2.53接触加热和感应加热0.51取a=3采用室内煤气炉=X=0.5xx=0.5X437.9X126=27587.7mmV飞L周长F飞周长飞边槽V坯=（215992+27587.7）*（1+3%）=250887mm=/=250887/（27.5X27.5X)=105.6mml坯坯坯124模膛设计4.1终锻模膛终锻模膛是锻件最后成形的模膛，通过它获得带飞边的锻件。终端模膛是按照热锻件图制造的，模膛设计的主要内容是绘制热锻件图和确定飞边槽尺寸。4.1.1热锻件图绘制注意要点（1）应该考虑锻件的收缩率一般为1.5%，细长件或停锻温度较低的锻件可取1.2-1.3%（2）当吨位不足易产生模锻不足时，应使热锻件的高度尺寸小一点，其值可接近于负偏差，以提高锻件的成品率。（3）当锻件承击面不足时，易产生承击面塌陷，可适当增加热锻件的高度尺寸。其值可接近于正偏差，以便在承击面下陷以后尚能生产出合格的锻件。（4）模膛容易磨损处，应在锻件负公差的范围内增加一层磨损量，以提高锻模寿命。（5）当锻件的形状不能保证坯料在下模膛内或切边凹模内准确定位时，则应在热锻件图上增加必要的定位余块，然后在切边或切削加工时去除。（6）锻件的某些部位在切边或冲孔时易产生变形而影响加工余量时，则应在热锻件的相应部位适当考虑一定的弥补量，以提高锻件合格率。（7）锻件形状复杂且较高的部分应尽量放在上模。（8）在热锻件图上需将分模面和冲孔连皮的位置、尺寸全部注明。（9）在热锻件图上应写明未注明的模锻斜度，圆角半径与收缩率，但不需要注出锻件公差，技术条件和产品轮廓线。134.1.2飞边槽的确定（1）飞边槽的作用增加金属流出模膛的阻力，迫使金属充满模膛容纳更多金属锻造时飞边起缓冲作用，减弱上下模的打击，防止模具的压塌与开裂（2）飞边槽的形式选择为如下图14表41飞边槽尺寸锤吨位h3h1bb1备注1t夹板锤0.638201t模锻锤1-1.648251.5t模锻锤1.6-24825-302t模锻锤1.6-24830-353t模锻锤351230-405t模锻锤36*2125010t模锻锤56*21650一吨的模锻锤数据可得出15H飞=1.8h1=4b=8b1=254.2预锻模膛用途：（1）改善金属在终锻模膛中的流动条件，避免在锻件上产生折叠（2）使金属易于充满终锻模膛，避免在锻件上产生充不满的缺陷（3）减少终锻模膛的磨损，提高整套锻模的寿命。设计原则：预锻模膛以热锻件图为基础进行设计，预锻模膛一般不开设飞边槽。4.3拔长模膛4.3.1拔长模膛的作用拔长模膛是用来减少坯料某部分很截面积，增大其长度，具有分配金属的作用。由之前的计算可知模膛选用闭式采用直排式模膛中心与燕尾中心线平行。优点是可控制拔长尺寸和避免坯料弯曲。4.3.2拔长模膛的设计计算（1）拔长坎高度a拔长后采用滚压时a=*=XK1杆1lV杆杆L杆小于200200500大于500K10.850.80.750.7K20.90.850.8查表知K1=0.85=0.85*30.4=25.8mmlV杆杆（2）拔长坎长度cC值决定于坯料直径d坯和被拔长部分的原始长度L始C=*k3坯16表32系数k3L始4d坯k30.811.11.31.52C=1.3x55=71.5mm(3)半径R与R1R=0.25C=0.25x71.5=17.9mmR1=2.5C=178.8mm(4)拔长模膛深度h1和h2H1=2a杆=2x30.4=60.8mmH2=d坯+10=65mm(5)模膛长度L=L杆+（510）=200mm(6)模膛宽度B根据坯料直径确定B=X=1.6x55=88mmK4d坯表43系数K4坯8041.72.01.51.71.31.5（7）模膛斜度采用204.4滚压模膛4.4.1滚压模膛的作用：滚压模膛是用来减少坯料坯料某部分面积横截面积增大另一部分横截面积，以获得接近计算毛坯图的形状和尺寸，同时它还有滚光坯料表面和去除氧化皮的作用。滚压模膛采取的形式用闭式4.4.2模膛设计计算（1）模膛高度hh=kF计17表44系数KF计F坯小于300.90.851.230600.850.801.15大于600.800.701.13（2）夹钳口与尾部小槽的设计夹钳口尺寸按下式确定h=0.2+6=0.2X55+6=17mmR=0.1X+5=10.5mmm=(1d坯d坯2)h=1734选择30mm尾部小槽的尺寸按表35表45尾部小槽尺寸模具结构坯acR3304205306062556010083010无切刀者100103510306255有切刀者308305故可知a=6mmc=25mmR3=5mm直轴件的模膛长度L=+（13）mml锻18序号取用界面处F锻飞=+计锻飞F计KH/2=k/2xF计H/21小头中心1120126124635.30.8515152小头左侧（10mm）980126110633.30.8514.214.23小头右侧（10mm）1061126118734.50.8514.714.74大头中心1736126186243.20.8518.3618.365大头杆部64812677427.80.8511.8511.856小头杆部51612664225.30.8510.810.8滚压模膛宽度B滚压模膛小一些有利于金属的轴线流动，但是宽度太小了，在滚压过程中要形成折叠，因此在确定模膛宽度时，主要从避免折叠出发。滚压模膛各部分宽度应大于毛坯上相应部分在变形过程中所达到的最大宽度。根据表36得出19表46滚压模膛宽度B毛坯形式闭式模膛开式模膛原毛坯B=1.15F坯/h最小但B应该1.1d最大1.1d最小B=1.25F坯/h最小B=(1.41.6)d坯Bd最大+10F坯/h最小+10变宽度模膛杆部B杆=1.25F坯/h最小头部B头=1.1d最大选取B=1.5X55=82.5mm4.5钳口的设计4.5.1钳口的选用预锻和终锻模膛都必须设有钳口用途：（1）夹钳口在模锻时时作为放置棒料及夹钳口用的（2）钳口颈是用于加强夹钳料头与锻件之间的连接，便于锻件起模（3）在锻模制造时，钳口作为浇铸模膛检验件的浇口之用4.5.2钳口尺寸的确定夹钳口尺寸主要依据夹钳料头的直径而定，应保证夹料钳子能被自由地操作。（1）夹钳口尺寸的确定根据表37表47钳口尺寸料头直径d(mm)B(mm)H(mm)R0(mm)料头直径d(mm)B(mm)H(mm)R0(mm)0.5ss为最小厚度215锻模的结构设计及计算5.1模膛的布排模膛的合理布置是多模膛锻模设计中一个十分重要的问题，锻模布排合理与否关系着锻模质量的好坏，锻模寿命的高低，生产效率与工人操作的难易。在模膛布排中，最重要的是终端模膛和预锻模膛的布排。因此设计时要首先布排好终锻和预锻两模膛的位置，然后再根据他们的位置，锻模工艺程序与模膛数量布排其余模膛。5.1.1终锻模膛和预锻模膛的布排（1）锻模中心锻模中心是锻模燕尾中心线与键槽中心线的交点，它位于锤杆轴心线上，是锻锤打击力的作用中心。（2）模膛中心模膛中心是锻造时模膛中金属变形阻力的合力作用点，可依据锻件在分模面上的面积重心确定，视模膛中金属变形力分布均匀与否有所不同。（3）由于锻件变形阻力分布不均匀，模膛中心则由面积重心向变形阻力较大的一边移动距离s，s值大小应根据模膛各部分变形阻力相差程度大小，凭生产经验来确定一般不宜超过表433所示数据表51锤吨位1235S值1.5h锁扣沿分模面非打击面上间隙12mm锁扣斜度当h=1530mm时，为5；当h=3060时为3锁扣内圆角R1R1=0.15h锁扣间隙0.20.4mm锁扣外圆角R2=R1+2mm故锁扣高度h=30mm锁扣壁厚=40锁扣斜度为5锁扣间隙0.4mm锁扣非导向侧面间隙4mm锁扣沿分模面非打击面上间隙2mm锁扣内圆角R=0.15h=4.5mm锁扣外圆角R=6.5mm5.4模块尺寸的确定模块尺寸的确定原则是根据锻模的数量和尺寸进行布排，考虑最小壁厚等因素，得25出所必须的模块最小轮廓尺寸，然后选取标准模块中相近的较大值。确定原则：5.4.1偏移量锻模中心与模块中心的偏移量S，应在c/d5h5075100模块标准根据查表可得选取H=425B=500燕尾的尺寸为下图27286切边冲孔模的设计模锻件的周围有飞边：具有透孔的锻件模锻后，一般孔内有冲孔连皮，因此需要将飞边和连皮从锻件上去除。1切边及冲孔力的计算P=（1.62.0）bFP=1.8X390X438X1.5x0.0001=46kN6.1切边凹模及其他部分尺寸的确定对于非回转体类锻件参考表61设计表61斜契固定螺钉固定凹模固定形式整体或对分两块凹模多块组合式凹模29凹模钳口尺寸的确定根据表62查得数据棒料直径钳口尺寸BminHLR50606075303815形状如图6.2切边冲头的固定与设计切边冲头的设计切边冲头按锻件图设计锻造飞边位于锻件中部，切边间隙按照高度h选用（见表63）表63切边间隙B1B1=Bmax+2B1=Bmax+2L1L1=Lmax+2L1=Lmax+2H平分模面H=50平分模面H=50凹模外形尺寸a50或530h200.50.811.5确定切边冲头高度尺寸h=H-h1-h2+S1（选用K117A型）S1=12H=200h1=38.5h2=50h=123.5mm切边凹模底座设计（1）选用螺钉固定凹模的底座，这种底座根据锻件形状和切边凹模形式来设计大多为专用底座，适用于大批量生产。（2）各部分尺寸的确定底座外形尺寸中下底板的尺寸根据压床台面垫板紧固底座方法和设备规格大小来确定。6.3冲孔冲头设计由于孔径较小可以采用圆柱整体式冲头;这种冲头紧固方便，通过螺母直接固定在冲头夹持器上，位置准确，冲孔精度高，冲头尺寸的确定（1）刃口形状和尺寸冲孔冲头端面起剪切作用，刃口形状和尺寸根据锻件孔的形状和尺寸来确定，热冲孔需要考虑收缩率。（2）冲头高度h根据模具结构和模具设计封闭高度以及所选用标准件尺寸来求得h=H-h1-h2+SH模具设计封闭高度h1底座下支撑面到冲孔凹模上平面高度H2冲头夹持器高度S冲头进入凹模深度，根据冲孔连皮位置确定6.4冲孔凹模设计（1）选用圆形凹模用于非回转体锻件热冲孔或冷冲孔（2）冲孔凹模尺寸的确定型腔的设计冲孔凹模一般只起支撑作用，型腔起定位作用，型腔按锻件图设计，周边应留有合适的间隙。b=锻件相应处宽度+2（=锻件正公差/2）31深度h=h0-(35)mmH0锻件定位部分高度尺寸孔形尺寸孔形尺寸按冲头外形设计，冲头与凹模间隙通过扩大凹模取得。对于上下都有压凹的情况1=（1.53）mm为了保证冲孔质量，冲孔要求冲头与凹模有合适间隙，按表1124选用合适的值表64间隙1冲头，凹模间单边间隙1冷冲孔冲孔连皮厚度热冲孔20钢以下2535钢45钢以下100.80.70.80.9通过图表可知1=0.5（3）凹模外形尺寸高度。冲孔凹模大多数只起支撑作用，而型膛只要能起到定位作用即可，因此40mm可以满足设计要求平面尺寸长度L=l+(4050）mm宽度B=b+(4050)mm7模具类型的选择及工艺参数的确定327.1模具类型的选择复合模特点：复合模式在压力机的一次行程中完成两个以上工序的模具，采用切边冲孔复合模可以一次性完成冲孔和切边工序。7.2工艺参数的确定（1）间隙设计复合模间隙时考虑的因素与简单切边，冲孔模具相同，其间隙在0.81.5mm间选择，一般情况取1mm，冲头与顶出器的间隙在23mm间选取。（2）冲头相对行程=+s冲12S连皮厚度（mm）=5mmS=R+(1015)mm=20mms11在510mm之间选取故取8mm2顶出器行程顶顶出器行程的大小应保证锻件自由取出，可根据下式确定顶=+（1020）mms顶冲3取10mm3复合模高度设计要点及主要零件的高度计算（3）计算复合模应注意以下几点：滑块在最上位置与最下位置时，模具相关的活动部分零件与有关的固定零件之间应留出间隙，以便调整并防止相互碰撞。滑块在最高位置时，应保证锻件能够自由取放。顶出系统应能向上向下调节。（4）模具各部分尺寸具体确定如下：在设计或选取下模座时，应核算滑块在最低位置时凹模座至模板的距离H+10mmS顶凹模根据锻件设计，一般高度取50mm，外径较切边轮廓大8090mm.H凹33凹模座根据凹模及下模座设计或选取。冲头的高度的大小应使冲头上平面较凹模上平面低一段距离，保证切边时H冲s4锻件靠凹模定位，=+s/2-/2（mm）s42h飞在510之内选择故选择10s2S连皮厚度选择6mm飞桥高度16.5mm飞凸模高度凸=（+）-（+）（mm）凸模冲3凹上复合模封闭高度（mm）模冲头相对行程（mm）s冲凹模高度（mm）H凹上模座高度（mm）上拉杆自由长度=-L1S滑s顶滑块行程（mm）顶出器行程（mm）s滑顶拉杆总长度LL=-(2040)(mm)模2顶出器高度顶=-（+）(mm)H顶顶模4=(+/2)-(+)(mm)顶3凹h飞s冲3顶出器至垫板的距离（mm）下模座高度（mm）顶H4模板高度（mm）下模座及凹模座高度（mm）模3348锻模材料的选择8.1锻模材料应该具有的特性8.1.1热锻模具材料应具有的特性热锻模是用来使热态金属毛坯在其模膛内进行塑性变形而得到锻件的工具。工作时，其单位面积上承受很大的压力，锤锻模还要承受高达2000MPA的冲击力；由于毛坯金属的剧烈流动，模膛易受损；同时锻模要在连续反复受热冷却的条件下工作，模具温度高达400500，由于冷热交变的结果，模膛的表面容易产生热疲劳裂纹。因此，热锻模应具有以下性能：（1）在高温下具有较高的机械性能包括较高的强度，硬度和冲击韧性（2）较好的耐热疲劳性能使锻模在冷热交变的工作条件下仍然能有较高的使用寿命。（3）良好的回火稳定性使锻模在工作时不至因受热而产生硬度下降的现象。（4）淬透性能好使整个模块具有必要的和均匀的机械性能。（5）良好的导热性和良好的抗氧化性以避免模具因工作部分表面温度过高而降低其机械性能，保持模具工作部分表面的粗糙度。（6）良好的加工工艺性能包括切削加工性能和热加工性能。8.2锻模材料的选择8.2.1各种锻模对材料性能的基本要求可以根据表81查询表81各类锻模对材料性能的基本要求锻模种类使用要求锻模种类使用要求热锻模具硬度，耐冲击性，耐热疲劳性热辊轧模具耐热疲劳性热墩模具耐热疲劳性冷墩模具硬度，耐磨性，耐冲击性热挤压模具耐磨性，红硬性，耐压印模具强度，硬度35热疲劳性高速锻模具韧性，硬度，耐热疲劳性冷切边，冲孔模硬度，耐磨性，耐冲击性精密模锻模具高温强度，抗回火稳定性8.2.2各类锻模材料的选用锤模锻使用材料及其硬度可以查表82表82锤锻模材料及其硬度锻模硬度锻模种类锻模或零件名称锻模材料模膛表面燕尾部分主要材料代用材料HBHRCHBHRC锻钢锻模387-444364-41542-4739-44321-36435-39364-415340-38739-4437-42302-34032-37小锻模（5t）校正模5CrNiMo5CrMnSiMoV5CrMnMo5Cr2NiMoVSi321-364302-340390-46035-3932-3742-47286-321269-321302-34030-3528-3532-37模体ZG50CrZG40Cr镶块锻模镶块5CrNiMo5CrMoSiV3CrW85CrMnMo5CrMnSi硬度要求与锻钢锻模相同模体ZG45Mn硬度要求与锻钢锻模相同362堆焊材料5CrNiMo5Cr2MnMo表83切边模用钢及其硬度钢号钢号模具零件名称主要材料代用材料硬度HBS模具零件名称主要材料代用材料硬度HBS热切边凹模8Cr35CrNiMo7Cr35CrNiSiT8A368415冷切边凸模9CrV8CrV444-514冷切边凹模Cr12MoVCr12VT10AT9A444-514热冲孔凹模8Cr37Cr35CrNiSi321-368冷冲孔凹模T10AT9AHRC56-58热冲孔凸模8Cr33Cr2W86CrW2Si368-415热切边凸模8Cr35CrNiMo7Cr35CrNiSi368-415冷冲孔凸模Cr12MoVCr12VT10AT9AHRC56-608.3锻件的失效，堆焊及表面强化处理8.3.1锻模的失效分析表8-4锻件失效形式，产生原因及防护措施失效形产生原因防止措施37式开裂1）钢材内在质量2）原始组织粗大3）淬火温度过高或保温时间过长4）在回火脆性区内回火5）回火温度偏低或回火时间不足1）严格控制钢材内在质量2）通过适当的预先热处理改善组织3）正确掌握加热温度与加热时间4）尽量避免在回火脆性区内回火5）选定合适的回火工艺裂纹1）原材料有显微裂纹2）热处理操作不当3）模具形状特殊，厚薄不均，带尖角和螺纹孔4）未经中间退火而再次淬火5）淬火后未及时回火6）回火不足7）磨削操作不当8）用电火花加工时，硬化层中存有高的拉伸应力和显微裂纹1）严格控制原材料内在质量2）注意预热，选择合适的冷却剂3）堵塞螺纹孔，填补尖角，包扎危险截面和薄壁处，采用分级淬