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直齿锥齿轮锻造工艺分析与模具设计【说明书+CAD+SOLIDWORKS】,说明书+CAD+SOLIDWORKS,直齿锥,齿轮,锻造,工艺,分析,模具设计,说明书,CAD,SOLIDWORKS

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直齿锥齿轮锻造模具设计说明书摘要1ABSTRACT2第1章 绪论.31.1模具的意义.3 1.2各种模具的分类与占有量.5 1.3国内外模具工业的发展情况.6 1.4模具制造在国民经济中的重要地位.7第2章 锻件图的定制与设备吨位的选择 7 2.1锻件图的制订.7 2.2绘制零件图求其基本尺寸.7 2.3确定锻件的基本加工余量.7 2.3.1 估算锻件重量.8 2.3.3 锻件的形状复杂系数.9第3章 制坯模的设计16 31制坯工步的选择.16 3.1.1毛坯的计算.17 3.1.2 计算毛坯的简化17 3.1.3计算繁重系数18 3.2制坯工步模膛的设计.19 3.2.1拨长工步模镗.19第4章 切边模的设计20 4.1 切边模主要类型及切边模结构型式的确定20 4.2.1 凸模的固定21 4.2.2 凸模的设计22 4.2.3 凹模的设计23 4.2.4凹凸模的组合形式24 4.3 模具闭合高度 24 4.4凹模的材料的确定25 4.5凸凹模强度校核计算26结论 35致谢 36参考文献43摘要锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。锻造生产是机械制造工业中提供机械零件毛坯的主要加工方法之一。通过锻造，不仅可以得到机械零件的形状，而且能改善金属内部组织，提高金属的机械性能和物理性能。一般对受力大、要求高的重要机械零件，大多采用锻造生产方法制造。如汽轮发电机轴、转子、叶轮、叶片、护环、大型水压机立柱、高压缸、轧钢机轧辊、内燃机曲轴、连杆、齿轮、轴承、以及国防工业方面的火炮等重要零件，均采用锻造生产。因此，锻造生产广泛的应用于冶金、矿山、汽车、拖拉机、收获机械、石油、化工、航空、航天、兵器等工业部门，就是在日常生活中，锻造生产亦具有重要位置。从某种意义上说，锻件的年产量，模锻件在锻件总产量中所占的比例，以及锻造设备大小和拥有量等指标，在一定程度上反映了一个国家的工业水平, 中国锻造行业是在引进、消化、吸收国外技术的基础上发展起来的，经过多年的技术发展与改造，行业中领先企业的技术水平，包括工艺设计、锻造技术、热处理技术、机加工技术、产品检测等方面均有了较大提高。(1)工艺设计先进厂家普遍采用了热加工计算机模拟技术、计算机辅助工艺设计以及虚技术， 提高了工艺设计水平和产品制造能力。引入并应用DATAFOR、GEMARC/AUTOFORGE、DEFORM、LARSTRAN/SHAPE和THERMOCAL等模拟程序，实现计算机设计和热加工的过程控制。(2)锻造技术40MN及以上的水压机多数配备了100-400t.m主锻造操作机和20-40t.m的辅助操作机，相当数量的操作机采用计算机控制，实现了锻件锻造过程的综合控制，使锻造精度可控制在3mm，锻件的在线测量采用激光尺寸测量装置。(3)热处理技术重点在于提高产品质量、提高热处理效率以及节约能源、保护环境等。如采用计算机控制加热炉和热处理炉的加热过程，控制烧嘴实现自动调节燃烧、调节炉温、自动点火及加热参数管理；余热利用、热处理炉配备再生燃烧室等；采用具有低污染能力和能够有效控制冷却的聚合物淬火油槽，各种水性淬火介质逐渐取代传统的淬火油等。(4)机加工技术行业内数控机床的比例逐步提高，部分行业内企业设有加工中心，根据不同类型的产品配备了专有的加工机械，如五坐标加工中心、叶片加工机、轧辊磨、轧辊车床等。(5)质量保障措施国内部分企业已配备检测仪表和测试技术，采用计算机控制数据处理的现代自动化超声波探伤检测系统，采用各种专用的自动超声波探伤系统，完成各种质量体系的认证等。高速重载齿轮锻件产品的关键生产技术不断被攻克，并在此基础上实现了产业化生产。在引进国外先进生产技术和关键设备的基础上，中国已能自己设计和制造高速重载齿轮锻件的生产装备，这些装备已接近国际先进水平，技术和装备水平的提升有力的促进了国内锻造行业的发展。ABSTRACTThis paper is based on the machinery design and machinersoftware to conduct the part modeling which was designed well, and then conduct assembly design which the parts was built, get the corresponding assembly model, finally conduct movement simulation to the corresponding assembly model. ing machine and nduct movement simulation to the corresponding assembly model. ing machine and reading the related literature books and referring to the sewing machine in the tailor shop, first of all, design the main parts institutional model of the sewing machine, secondly use the Solidworks reading the related literature books and referring to the sewing machine in the tailor shop, first of all, design the main parts institutional model of the sewing machine, secondly use the Solidworks 3D drawing software to conduct the part modeling which was designed well, and then conduct assembly design which the parts was builty principle and the 3d drawing software and related knowledge and theory, by collecting relevant data of sewing machine and reading the related literature books and referring to the sewing machine in the tailor shop, first of all, design the main parts institutional model of the sewing machine, secondly use the Solidworks 3D drawing software to conduct the part modeling which was designed well, and then conduct assembly design which the parts was built, get the corresponding assembly model, finally conduct movement simulation to the corresponding assembly model. ing machine and reading the related literature books and referring to the sewing machine in the tailor shop, first of all, design the main parts institutional model of the sewing machine, secondly use the Solidworks 3D drawing software to conduct the part modeling which was designed well, and then conduct assembly design which the parts was built, get the corr。Key Words: sewing machine, Solidworks, part modeling ,assembly design, movement simulation第一章 绪论利用模具使坯料变形后获得锻件的锻造方法为模锻。本课题主要是针对锻模中切边模、校正模的设计首先根据对后桥传动锥齿轮的结构形状及尺寸的分析确定工艺过程然后进行工艺分析通过计算，合理选择，确定合理方案，根据热锻件图绘制锻件图。设计模具的一般程序包括：模具类型及结构形式的确定，模具的选择，设计，计算，绘制模具总装图，零件图等。在本次设计中深入了解锻件制造过程中切边和校正工序的基本设计思路和验证方法。在对后桥主动锥齿轮锻件成形模具设计中，让我深刻的对锻造工艺的理论知识加以巩固和总结并将所学知识运用到实际中去，进一步明确锻造工艺的设计方法和程序。从而把理论和实践结合在一起为以后的工作做铺垫。增强设计能力及掌握解决实际问题的方法，在查阅大量参考资料之后，锻炼查阅文献的能力。最后通过CAD绘图设计大大的提高了绘图设计能力。1.1 模具的意义很多人对模具不了解，什么是模具？模具是能生产出具有一定形状和尺寸要求的零件的一种生产工具。也就是通常人们说的模子，比如电视机、电话机的外壳、塑料 桶等商品，是把塑料加热软化注进模具冷却成型生产出来的。蒸饭锅也是由金属平板用模具压成这样的形状。任何商品都是用模具制造出来的。可以说没有模具就没 有产品的生产。那么模具又是怎样做出来的呢？首先它由模具设计人员根据产品（零件）的使用要求，把模具结构用计算机设计软件设计出来，绘出图纸，再由技术 工人按图纸要求通过各种机械的加工（如车床、刨床、铣床、磨床、电火花、线切割）做好模具上的每个零件，然后组装调试，直到能生产出合格的的产品，所以模 具工需要掌握很高很全面的知识和技能，模具做的好，产品质量好，模具结构合理，生产效率高。工厂效益好。正因如此，模具师傅在外打工的工资都非常的高。少 则每月几千元，多则上万元，所以学好模具的设计和制造，前途一片光明。但必须下苦功哟！模具行业被称之为“永不衰退的行业”。1.2 各种模具的分类和占有量模具主要类型有：冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。（1）冲模：冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占模具总数的50以上。按工艺性质的不同，冲模可分为落料模，冲孔模，切口模，切边模，弯曲模，卷边模，拉深模，校平模，翻孔模，翻边模，缩口模，压印模，胀形模。按组合工序不同，冲模分为单工序模，复合模，连续模。（2）锻模：锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。按锻压设备不同，锻模分为锤用锻模，螺旋压力机锻模，热模锻压力锻模，平锻机用锻模，水压机用锻模，高速锤用锻模，摆动碾压机用锻模，辊锻机用锻模，楔横轧机用锻模等。按工艺用途不同，锻模可分为预锻模具，挤压模具，精锻模具，等温模具，超塑性模具等。（3）塑料模：塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的35，而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。（4）压铸模：压铸模是压力铸造工艺装备，压力铸造是使液态金属在高温和高速下充填铸型，在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。压铸模约占模具总数的6。（5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工艺分类粉末冶金模有：压模，精整模，复压模，热压模，粉浆浇注模，松装烧结模等。1.3 国内外模具工业的发展情况 自20世纪80年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大的动力。20世纪90年代以后，大陆的工业发展十分迅速，模具工业的总产值在1990年仅60亿元人民币，1994年增长到130亿元人民币，1999年已达到245亿元人民币，2000年增至260270亿元人民币。今后预计每年仍会以1015的速度快速增长。目前，我国17000多个模具生产厂点，从业人数五十多万。除了国有的专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业，合资企业，独资企业和私营企业等，都得到了快速发展。其中，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家，成为我国国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制造的投入。例如，科龙，美的，康佳和威力等知名集团都建立了自己的模具制造中心。中外合资和外商独资的模具企业则多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。在模具工业的总产值中，企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。其中，具制造技术、精密塑料和压铸模具制造技术等。(5)提高模具生产效率、降低成本和缩短模具生产周期的各种快速经济模具制造技术。(6)先进制造技术的应用。例如热流道技术、气辅技术、虚拟技术、纳米技术、高速扫描技术、逆向工程、并行工程等技术在模具研究、开发、加工过程中的应用。(7)原材料在模具中成形的仿真技术。 (8)先进的模具加工和专有设备的研究与开发。(9)模具及模具标准件、重要辅件的标准化技术。(10)模具及其制品的检测技术。(11)优质、新型模具材料的研究与开发及其正确应用。(12)模具生产企业的现代化管理技术。随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。虽然模具种类繁多，但其发展重点应该是既能满足大量需要，又有较高技术含量，特别是目前国内尚不能自给，需大量进口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具。模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响。因此，一些重要的模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发展速度，这样才能不断提高我国模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期，降低成本。由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展。根据上述需要量大、技术含量高、代表发展方向、出口前景好的原则选择重点发展产品，而且所选产品必须目前已有一定技术基础，属于有条件、有可能发展起来的产品。1.4模具制造在国民经济中的重要地位模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。 鉴于振兴我国模具工业的重要性，在1989年3月国务院颁布的关于当前产业政策要点的决定中，把模具列为机械工业技术改造序列的第一位、生产和基本建设序列的第二位。 1997年以来，国家又相继把模具及其加工技术和设备列入了当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录。经国务院批准，从1997年到2002年，对全国部分重点专业模具厂实行增值税返还70%的优惠政策，以扶植模具工业的发展。1999年7月国家计委和科学技术部发布的当前国家优先发展的高新技术产业化重点领域指南(目录)，把电子专用工模具、塑料成形新技术与新设备、快速原型制造工艺及成套设备、激光加工技术及成套设备、汽车关键零部件等等，都列进去了。1999年8月20日党中央和国务院发布的关于加强技术创新发展高科技实现产业化的决定指出：要在电子信息特别是集成电路设计与制造、网络及通讯、计算机及软件、数字化电子产品等方面，在生物技术及新医药、新技术、新能源、航天航空、海洋等有一定基础的高新技术产业领域，加强技术创新，形成一大批拥有自主知识产权、具有竞争优势的高新技术产业。要加强传统产业的技术升级。注重电子信息等技术与传统产业的嫁接，大幅度提高国产技术装备的水平。所有这些，都充分体现了国务院和国家有关部门对发展模具工业的重视和支持。从以下四个方面，可以看出模具工业在国民经济中的重要地位与作用。第一，模具工业是高新技术产业的一个组成部分。例如：属于高新技术领域的集成电路的设计与制造，不能没有做引线框架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封模；计算机的机壳、接插件和许多元器件的制造，也必须有精密塑料模具和精密冲压模具；数字化电子产品(包括通讯产品)的发展，没有精密模具也不行。不仅电子产品如此，在航天航空领域也离不开精密模具。例如：形状误差小于0.10.3的空空导弹红外线接收器的非球面反射镜，就必须用高精度的塑料模具成形。因此可以说，许多高精度模具本身就是高新技术产业的一部分。有些生产高精度模具的企业，已经被命名为“高新技术企业”。第二，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平，是推动模具工业技术进步的关键环节。CADCAECAM技术在模具工业中的应用，快速原型制造技术的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革。模具的开发和制造水平的提高，还有赖于采用数控精密高效加工设备。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用，也要与电子信息等高新技术嫁接，实现高新技术产业化。第三，模具工业是装备工业的一个组成部分。在1998年以前，许多人把机械工业当作一般的加工工业。1998年11月召开的中央经济工作会议，首次明确提出了加大装备工业的开发力度，推进关键设备的国产化。将机械工业作为装备工业，把它同一般的加工工业区别开来，是对机械工业在国民经济中的地位与作用的重新定位。模具作为基础工艺装备，在装备工业中自然有其重要地位。因为国民经济各产业部门需要的装备，其零部件有很大一部分是用模具做出来的。第四，模具工业地位之重要，还在于国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。机械、电子、汽车工业需要大量的模具，特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都远不能满足这些支柱产业发展的需要。这几年，我国每年要进口近10亿美元的模具。我国石化工业一年生产500多万吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生产和生活的消费。生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具，需要大量的陶瓷模具;生产塑料管件和塑钢门窗，也需要大量的塑料模具成形。从五大支柱产业对模具的需求当中，也可以看到模具工业地位之重要。第2章 锻件图的定制与设备吨位的选择2.1锻件图的制订锻件图是生产中的基本技术文件，根据它设计模具、确定原毛坯的尺寸和验收锻件等，机械加工车间也是根据锻件图来设计工卡具的。锻件图制定的工作内容包括：(1).确定分模面的位置和形状;(2).确定余量、公差和余块;(3).确定模锻斜度;(4).确定锻件的圆角半径;(5).确定冲孔连皮的形状和尺寸;(6).确定辐板和筋的形状和尺寸;2.2绘制零件图求其基本尺寸 锻件的形状确定好，我们就应该根据具体的锻件来拟定正确的工艺路线，通过对正确的工艺路线的拟定来确保锻件能够在最优化的情况下面完成 。锻件零件图如下：2.3确定锻件的基本加工余量在锻件上为进行切削加工而留出的金属量。锻件切削加工的目的是使零件尺寸精度和表面粗糙度达到要求。在锻造过程中由于欠压、锻模磨损、上下模错移，锻件氧化和脱碳、冷却收缩等原因，锻件尺寸很难准确，形状也可能发生翘曲歪扭、表面粗糙度达不到要求等缺陷。因而设计锻件图时，应在零件坯料的表面上多留一层金属，待以后机械加工时切掉，以保证零件的加工质量。对于一些要求100%取样试验的重要的承力件或者为了检验和机械加工定位的需要，还要留有多余的金属，此种多余金属叫做余量。在锻件名义尺寸的基础上给出一定的允许误差范围，此误差范围叫做锻件的公差。单面余量和公差如图所示。制定锻件加工余量和公差有两种方法。一是工厂常用的按照锻锤吨位选取的方法，叫做吨位法。二是按照零件形状和尺寸查资料选取。2.3.1 估算锻件重量根据公式：体积锻件材料密度（方形7.85、圆形6.17）=毛坯重量，我们就能够很快地估算出锻件的重量。2.3.3 锻件的形状复杂系数模锻工艺和模锻方法与锻件外形密切相关，形状相似的锻件，模锻工艺流程、锻模结构和模锻设备基本相同。为了便于拟订工艺规程，加速锻件及锻模设计，应将各种形状的模锻件进行分类。目前，锻件的分类方法主要的有如下几种：1.1.1 按锻件的精确程度分类锻件按与零件形状的贴近程度和本身尺寸精度可分为：粗模锻件、普通模锻件、半精密锻件和精密锻件四类。粗模锻件的外形与零件粗略相近，尺寸公差大、圆角半径大，出模斜度大于70，机械加工余量大，此类锻件的表面需要进行全部机械加工，材料利用率（零件质量与锻件质量比）一般不到20%，飞机结构件往往只有5%10%。普通模锻件的形状与零件基本接近，尺寸公差一般模锻设备都能达到，加工余量比粗模锻件小得多，非加工表面可以锻出圆角半径，它的材料利用率可以达到20%30%。半精密锻件是指小余量锻件或精度较高的锻件，它的形状基本与零件相同。尺寸公差小、圆角半径小、模锻斜度1050 、加工余量小，超过50%的表面无须机械加工，材料利用率达到50%80%。精密锻件大部分表面不需要进行机械加工，圆角半径很小，出模斜度可以达到0030，表面粗糙度小于Ra5，甚至可达Ra2.5，尺寸公差可达到机械加工自由公差的水平。精密锻件表面无氧化、脱碳或元素贫化，流线完全满足零件要求。1.1.2 按锻件的几何形状分类锻件几何形状分类法实质上是按锻件形状复杂程度来分类，它是以锻件在三个主轴方向的尺寸比例确定的，见图6-4所示。按此分类法锻件可分为：第一类 密集形状锻件。这类锻件的长度l，宽度b，和高度h大致相等。第二类 盘形锻件。这类锻件的长度l和宽度b大致相等，而高度h较小。第三类 长杆形锻件。这类锻件的长度l远远大于宽度b和高度h，及lbh。每类锻件还可分为组和小组，分组时按下述原则进行：1. 忽略横截面的微小变化；2. 直齿锥齿轮形锻件按轴线形状（直线、曲线或折线）和尺寸进行分组；3. 如有几个枝芽时，只考虑主要的枝芽，而忽略次要的枝芽。1.1.3 按锻件的重要性分类按锻件使用时的重要程度、工作条件和受力情况可分为关键件、重要件和一般件。其目的是便于划分锻件的质量等级和控制等级。如HB5024-83铝及铝合金锻件及模锻件技术条件标准中，将模锻件分为关键件、重要件和一般件三类。2.1 表示模锻件复杂程度的参数模锻件形状的复杂程度是用形状复杂系数法衡量的，此法是用锻件的体积与其外廓包容体的体积之比来表示锻件的复杂性的，而且比较准确地估计到偏离主轴的那部分所带来的影响，即 S=V/Vb （61）式中： S形状复杂系数；V锻件的体积；Vb锻件外廓包容体的体积。当S=10.63之间时，形状复杂程度为较低的级，锻件形状简单；S=0.630.32时，形状复杂程度为级，为普通形状锻件；S=0.320.16时，形状复杂程度为级，锻件形状较复杂；S0.16时，形状复杂程度为级，锻件形状复杂。而提特斯（Teteies）提出的轴对称锻件的形状复杂系数为：S= （62） 式中： 、分别为纵、横截面形状系数，纵截面形状系数=xf / xc （xf =p2 / F， xc=pc2 /Fc），式中： p锻件纵截面的周界长度；F锻件纵截面的面积；pc锻件外接圆柱体的纵截面周界长度；Fc锻件外接圆柱体的纵截面面积。横截面形状系数=2Rg /Rc 式中： Rg从对称轴至半个纵截面的重心的径向距离；Rc锻件外接圆柱体的半径。如下图：第3章 制坯模的设计3.1制坯工步的选择圆饼类(lbh或lbh)锻件一般使用镦粗制坯，形状复杂的宜用成形镦粗制坯。制坯的目的是为了避免终锻时产生折叠，还兼有除去氧化皮从而提高锻件表面质量和提高锻模寿命的作用。为此确定盘形锻件中间坯料尺寸时，应选择恰当的d和高度h，否则会影响锻件成形效果，还可能出现充填不满或产生环状裂纹。例如锻造套环类锻件，若制坯直径d与锻件轮辐直径d2的比值等于1，当锤击猛烈时，金属由中心向四周迅速外流，在冲头附近形成内凹，金属与轮缘模壁及模底接触后，便产生回流，结果在轮缘内侧转角处形成环状折纹（图6-37）。当R2减小或d2/d3减小，更能促使环状折纹的形成。所以，对套环类锻件，中间坯料直径应为d=，即d2dd3。对于齿轮类锻件，中间坯料尺寸应视轮毂高度尺寸大小分两种情况确定：1. 轮毂较矮的锻件。这类锻件主要是要防止轮毂和轮缘过渡区产生折叠。因此，中间坯料直径d应在轮辐外径D2和轮缘外径D1之间，即D2dD1。2. 轮毂较高的锻件。当轮毂较高且又有较宽的轮缘和较深的内孔时，一方面要保证轮毂成形，另一方面又要防止产生折叠，中间坯料直径应在D2d范围内。对于轮毂高且有内孔的锻件（图6-38），为保证锻件充填饱满，并便于坯料在终锻型槽中放平稳，宜用成形镦粗，中间坯料尺寸应符合下列条件：H1 D1 d0，如图所示：3.1.1 计算毛坯直齿锥齿轮类锻件终锻前，最好将等截面的原材料沿轴向预制成近似锻件各截面面积不等的中间毛坯，使中间毛坯上每一横截面面积等于带毛边锻件的相应截面积，以保证终锻时，锻件各处充填饱满，毛边均匀，从而节约金属，减轻锻模型槽磨损。按上述要求计算的坯料，通常称为计算毛坯。计算毛坯包含锻件的一个主视图、计算毛坯截面图和计算毛坯直径图三部分。作计算毛坯的依据是，假定轴类锻件在模锻时属平面应变状态，因而计算毛坯的长度与锻件的长度相等，而轴向各截面面积应与锻件上相应截面面积和毛边截面面积之和相等，即：Fi计=Fi锻2Fi毛（612）式中：Fi计第i个截面的计算毛坯截面积（2）；Fi锻锻件上第i个截面的面积（2）；Fi毛相应锻件上第i个截面处毛边的截面积（2）；充满系数，形状简单的锻件取0.30.5，形状复杂的欺0.50.8，常取0.7；i=1，2，3。计算毛坯截面图和直径图具体作法步骤如下：1.按名义尺寸绘制冷锻件图，一般只绘出最具代表性的一个主视图即可。2.计算锻件上的各个截面积。首先在冷锻件图上选取具有代表性的点（截面积发生突变的点），按612式计算出各截面的Fi计。 3.选择适当的缩尺比M，求出代表各截面面积Fi计的高度hi计，即： hi计=Fi计/M缩尺比M通常取为20502/。将计算出来的hi计绘制到坐标纸上。以冷锻件图上锻件公称长度为横坐标，以hi计为各点纵坐标，连接hi计端点成光滑曲线，即得计算毛坯截面图，如图6-39所示。 4.确定计算毛坯直径di计。计算毛坯图上任一截面的直径di计可由下式计算：di计=1.13（）（613）同理，以锻件公称长度为横坐标，以di计为各点纵坐标，在计算毛坯截面图的下方绘制出计算毛坯直径图（图6-39）。5.修正Fi计和di计。由于锻件形状复杂，各截面面积差别较大，对于具有孔腔或凹部的锻件，沿轴向截面积发生突变处，不利于制坯时金属流动，也不利于锻模型槽机械加工，因此应根据终锻时金属流动，将初算得到的计算毛坯截面图与直径图进行修正，以得到圆滑连接的计算毛坯截面图和直径图。实践证明，连杆类锻件叉口端部不易充满，应将dmax叉口端部方向移动一定距离。6.计算毛坯体积计算。因为计算毛坯截面图的任一处高度hi计均代表着计算毛坯在该点处的截面积，因此截面图曲线下的整个面积积分起来就是计算毛坯的体积V计。即：V计=Mhi计=Fi计（614）3.1.2计算毛坯的简化根据计算毛坯截面图和直径图可计算出平均截面积F均和平均直径d均，即： F均= h均=式中 L计计算毛坯长度，L计=L锻（）d均=1.13通常将平均截面积F均(h均)和平均直径d均分别在计算毛坯截面图和直径图上用虚线表示出来。在计算毛坯直径图上，d计d均处，称为头部；d计d均处，称为杆部。也可从截面图上判断，凡是大于虚线（h均）部分的称为头部，小于虚线部分的称为杆部。对于复杂的计算毛坯（超过一头一杆），选择制坯工步时应先将它转变成简单计算毛坯。从一端开始，使杆部多余的金属U1杆与头部缺少的金属U1头（图6-40）相等，从而找出两个简单计算毛坯的分界线ff。然后分别确定每一个简单计算毛坯所需的制坯工步方案，并从中选择效率高的工步方案作为整个锻件的制坯工步方案。对于头部带有内孔的直齿锥齿轮类锻件，如连杆，其计算毛坯截面图和直径图在头部具有突变的轮廓线。为使制坯型槽加工制造简单并有利于终锻成形，应按体积守恒条件将截面图和直径图简化成圆浑的形状。弯曲轴线类锻件，应先将轴线展开成直线，然后作计算毛坯截面图和直径图。对曲率半径较大的自由弯曲件，应从锻件图上厚度内侧1/3处作中性线使之展直。对复杂弯曲件，如多拐曲轴，毛坯在弯曲过程中因夹紧现象而引起明显拉长，因此这类锻件不必展直轴线，而当作直轴线锻件处理。900弯曲的锻件，如图6-42所示，在弯曲型槽内弯曲时，坯料一定会夹紧，并会拉长。因此，轴线展开时两端的长度L1和L3不变，只是900转折处L2要考虑在弯曲时有拉长现象。有三种展直方案供选择：1.L2=A12345B折线长度，多用于弯曲部分带有枝芽的锻件，1，2，3，4，5各点是截面的重心。2. L2=，圆弧半径为OA，用于弯曲时拉长现象较明显的情况。3. L2=，用于没有枝芽的弯曲件，即x=0。对于此类锻件，可不必画出展开图，只须根据锻件个别部位的规格直接作出计算毛坯图。3.1.3计算繁重系数直齿锥齿轮类锻件终锻前，需要将等截面的原材料预制成计算毛坯的形状，因而要采用合适的制坯工步，如拔长、滚挤、卡压等，以便将杆部多余金属转移到头部，转移金属量的多少与下列繁重系数有关=（615）=（616）K= （617）式中金属流向头部的繁重系数；金属沿轴向流动的繁重系数；K计算毛坯的杆部斜率；dmax计算毛坯的最大直径（）；dmin计算毛坯的最小直径（）；d拐计算毛坯杆部与头部转接处的直径，又称为拐点处直径（）。拐点处直径按照杆部体积守恒转化成锥体的大头直径，可根据下式计算：d拐=0.5dmin（618）式中 V杆计算毛坯杆部体积（3）； L杆计算毛坯杆部长度（）。或直接由计算毛坯截面图求出近似值：d拐=1.13（619）繁重系数值愈大，表明须转移到头部的金属愈多；值愈大，则金属沿轴向流动的距离愈长；K值愈大，表明杆部锥度大，小头一端金属愈过剩；锻件质量G愈大，制坯愈困难。因此，繁重系数代表了制坯时需转移金属量的多少、金属转移的难易程度，作为选择制坯工步的依据。必须强调指出，按上述方法选择的制坯方案，还应针对具体锻件和生产条件作相应修改。有一质量为0.8的锤上模锻件，作出计算毛坯图后，竟计算工艺繁重系数=1.37，=3.2，K=0.05。从图6-43中查得，可采用闭式滚挤工步制坯，然后终锻成形。图6-43是根据锤上模锻生产经验总结而绘成的图表，只用于拔长、滚挤、卡压等工步。其它模锻设备模锻直齿锥齿轮类锻件时也可参考应用。图中文字含义如下：不不需要制坯工步，可直接模锻成形；卡需卡压制坯；开需开式滚挤制坯；闭需闭式滚挤制坯；拔需拔长制坯；拔闭滚需拔长加闭式滚挤联合制坯；余类推。3.2制坯工步模膛的设计各种制坯工步都要通过相应的型槽完成，因此，在确定了模锻工序的工步方案后，另一个重要任务就是设计制坯型槽。图6-44拔长模膛3.2.1拔长工步模膛 拔长型槽的主要作用是使坯料局部截面积减小，长度增加，若是第一道变形工步，还兼有清除氧化皮的作用。拔长型槽位置设置在模块边缘，由坎部、仓部和钳口三部分组成。3.2.1.1拔长型槽的结构形式 按截面形式分，拔长型槽有开式和闭式两种；按在模块上的排列方式分，有直排与斜排之别。 1.开式拔长型槽。其拔长平台截面呈矩形，边缘敞开，如图6-44。这种形式结构简单，加工制造方便，但拔长效率低。 2.闭式拔长型槽。拔长平台呈椭圆形，边缘封闭，如图6-44。闭式拔长效率高，而且拔长后的坯料光滑，一般用于L拔/a15的细长锻件。L拔指拔长部分的长度（包含小头），a指拔长部分的厚度（或直径）。3.直排式拔长型槽。型槽的中心线与燕尾中心线平行，拔长过的部分储于仓部，其优点是可控制拔长尺寸和避免坯料弯曲，但所占模块面积较大。4.斜排式拔长型槽。型槽中心线与燕尾中心线呈一定夹角。适用于待拔长部分较长的锻件，有利于减小模块尺寸，增加承击面积。夹角一般设计为100，120，150，200等，联合考虑其它型槽的布置而定，但应注意，伸出模块外的坯料不得与机架相碰。3.1.1.2拔长型槽尺寸设计拔长型槽是以计算毛坯为依据进行设计的，主要是确定拔长坎高度a，宽度B，拔长坎长度c等尺寸。1. 坎高a(1)若杆部截面积变化不大，仅用拔长制坯工步时，坎高a可按计算毛坯上杆部的最小直径dmin确定： a=k1dmin（）（620）(2)若杆部截面积变化较大，拔长后还须要滚挤制坯，坎高a应按计算毛坯杆部平均截面积确定：a=k2（） （621）式中k1、k2系数，与计算毛坯的长度有关，可按表64选取。2.坎长c拔长平台应有适当的长度c，太短会影响坯料表面质量、不光滑；太长又会影响拔长效率。根据生产经验，按下式确定：c=k3d坯（622）式中d坯毛坯直径（）。k3系数，和待拔长部分长度与毛坯直径之比有关，按表65选取。 3.拔长型槽宽度B为便于操作，拔长型槽宽度宜大一些，按下式确定：直排 B=k4d坯（1020）（）（623）斜排时 B=（k40.4tan）d坯（1020）（）（624）系数k4按表66选取.4.其它尺寸R=0.25cR1=2.5ce(仓部深)=1.2d小头，无小头e=2aL=L拔5（）表64系数k1、k2L杆/200200500500K10.80.750.7K20.90.850.8表65系数k3表66系数k4L坯/ d坯1.21.51.5334d坯/40408080K31.11.31.5K41.51.351.2第4章 切边模的设计4.1 切边模主要类型及切边模结构型式的确定切边模，是利用冲模修边工序件的边缘，使其具有一定高度、直径和形状的冲压模具。切边模主要用于修整拉深件的边缘，让端面平整美观，便于下一步装配。切边模广泛用于机械制造、汽车零件生产、饮料瓶加工、紧固件模具配套等领域。切边模的凸模、凹模和压料板等都由复杂的三维曲面组成，其形状应与拉深件基本一致，这样可保证中间工序件定位稳定，冲件切边尺寸一致。4.2.1 凸模的固定要固定凸模，就需要一个凸模固定板，在凸模固定板中间切一个和凸模形状一样的型孔，将凸模采用过盈配合的方法镶嵌进去。四周再用捻子挤死，防止凸模在冲压时被拔出来。这是一般在冲压不太厚的材料时的一种安装方法。如果冲压的材料比较厚的话，就要采用上面另外的方法。平面尺寸比较大的凸模，可以直接用销钉和螺钉固定 (图2.8.7)。中、小型凸模多采用台肩、吊装或铆接固定（图2.8.8)。对于有的小凸模还可以采用浇注粘接固定(图2.8.9)。对于大型冲模中冲小孔的易损凸模，可以采用快换凸模的固定方法，以便于修理与更换，如图2.8.10所示图2.8.7大凸模的固定1凸模；2凸模固定板；3垫板；4防转销 5吊装螺钉；6吊装横销；7上模座图 2.8.8中小凸模的固定方式a)环氧树脂浇注固定; b)低熔点合金浇注固定;c)无机粘结剂固定图 2.8.9 凸模的粘结固定图2.8.10快换式凸模的固定方法切边的形状是在三维曲面上的曲线形状。加工和检测都较困难。可用由拉深件制成的立体样板来进行划线和和加工后检验。大批量生产用切边模的主要零件，一般都采用铸造结构，刃口部分为镶块结构或堆焊刃口结构。铸件结构、刃口镶块结构的切边模结构形式，上、下模导向采用导柱导向，凹模与顶出器之间用导板导向。大型覆盖件的被切边面一般都不在一个平面上，且形状较复杂，为便于切断和清除废料，可将切边凹模刃口沿工件切边轮廓做成阶梯形，阶梯凸台侧面同时切断废料。阶梯凹模切废料。4.2.2凸模的设计1. 凸模的结构形式凸模结构通常分为两大类。一类是镶拼式，图 2.8.1，另一类为整体式。整体式中，根据加工方法的不同，又分为直通式 (图2.8.2c)和台阶式(图2.8.2a、b)。直通式凸模的工作部分和固定部分的形状与尺寸做成一样，这类凸模一般采用线切割方法进行加工。台阶式凸模一般采用机械加工，当形状复杂时，成形部分常采用成型磨削。对于圆形凸模， GB286381的冷冲模标准已制订出这类的凸模的标准结构形式与尺寸规格（图2.8.3）。设计时可按国家标准选择。图 2.8.1 镶拼式凸模图2.8.2 整体式凸模 图2.8.3 标准圆形凸模2. 凸模长度的确定 凸模长度应根据模具结构的需要来确定。若采用固定卸料板和导料板结构时，图2.8.4 a所示，凸模的长度应该为：Lh1h2h3（1520）mm （2.8.1)若采用弹压卸料板时，图2.8.4 b所示，凸模的长度应该为：Lh1h2t（1520）mm （2.8.2)式中：h1、h2、h3、t分别为凸模固定板、卸料板、导料板、材料的厚度。1520mm为附加长度，包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度及凸模固定板与卸料板间的安全距离。3. 凸模材料模具刃口要求有较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力。因此应有高的硬度与适当的韧性。形状简单且模具寿命要求不高的凸模可选用T8A、T10A等材料；形状复杂且模具有较高寿命要求的凸模应选Cr12、r12MoV、CrWMn等制造，HRC取5862，要求高寿命、高耐磨性的凸模，可选硬质合金材料。4. 凸模承压能力和失稳弯曲极限长度校核在一般情况下，凸模的强度是足够的，不必进行强度计算。但对细长的凸模，或凸模断面尺寸较小而冲压毛坯厚度又比较大的情况下，必须进行承压能力和抗纵向弯曲能力两方面的校验，以保证凸模设计的安全。（1）凸模承载能力校核凸模最小断面承受的压应力，必须小于凸模材料强度允许的压力，即：FPmin对于非圆形凸模有： FminFP (2.8.3)对于圆形凸模有： dmint/ (2.8.4)图2.8.5有、无导向的凸模结构式中：凸模最小断面的压应力 (MPa)；P凸模纵向总压力(N)；Fmin凸模最小断面积(mm）；dmin凸模最小直径(mm）；t冲裁材料厚度(mm)；冲裁材料抗剪强度 (MPa)；凸模材料的许用压应力 (MPa)。（2）凸模失稳弯曲极限长度凸模在轴向压力（冲裁力）的作用下，不产生失稳弯曲极限长度Lmax 凸模的导向方式有关，图2.8.5是有、无凸导向的凸模示意图模工作结构图。无卸料板和卸料板对凸模不导向的a) 图，其凸模不发生失稳弯曲的极限长度为：对圆形截面的凸模 （2.8.5)对非圆形截面凸模 （2.8.6)卸料板对凸模导向的结构b)图，其不发生失稳弯曲的凸模最大长度为：对圆形截面凸模 (2.8.7)对非圆形截面凸模 （2.8.8）以上各式中，J为凸模最小横截面的轴惯性距(mm4）；FP为凸模的冲裁力(N)；d为凸模的直径(mm)。据上述公式可知，凸模弯曲不失稳时的最大长度 Lmax与凸模截面尺寸、冲截力的大小、材料机械性能等因素有关。同时还受到模具精度、刃口锋利程度、制造过程、热处理等的影响。为防止小凸模的折断和失稳，常采用如图2.8.6所示的结构进行保护。5. 凸模的护套图2.8.6a、b是两种简单的圆形凸模护套。图a所示护套1、凸模2均用铆接固定。图b所示护套1采用台肩固定，凸模2很短，上端有一个锥形台，以防卸料时拔出凸模，冲裁时，凸模依靠芯轴3承受压力。图c所示护套1固定在卸料板(或导板)4上，护套1与上模导板5呈H7/h6的配合，凸模 2与护套1呈H8/h8的配合。工作时护套1始终在上模导板5内滑动而不脱离(起小导柱作用，以防卸料板在水平方向摆动 )。当上模下降时，卸料弹簧压缩，凸模从护套中伸出冲孔。此结构有效地避免了卸料板的摆动和凸模工作端的弯曲，可冲厚度大于直径两倍的小孔。d 图是一种比较完善的凸模护套，三个等分扇形块6固定在固定板中，具有三个等分扇形槽的护套 1固定在导板4中，可在固定扇形块6内滑动，因此可使凸模在任意位置均处于三向导向与保护之中。但其结构比较复杂，制造比较困难。采用 c、d两种结构时应注意两点：当上模处于上止点位置时，护套1的上端不能离开上模的导向元件(如上模导板5、扇形块6)，其最小重叠部分长度不小于 3mm。当上模处于下止点位置时，护套1的上端不能受到碰撞。图 2.8.6凸模护套6. 凸模的固定方式平面尺寸比较大的凸模，可以直接用销钉和螺钉固定 (图2.8.7)。中、小型凸模多采用台肩、吊装或铆接固定（图2.8.8)。对于有的小凸模还可以采用浇注粘接固定(图2.8.9)。对于大型冲模中冲小孔的易损凸模，可以采用快换凸模的固定方法，以便于修理与更换，如图2.8.10所示图2.8.7大凸模的固定1凸模；2凸模固定板；3垫板；4防转销 5吊装螺钉；6吊装横销；7上模座图 2.8.8中小凸模的固定方式a)环氧树脂浇注固定; b)低熔点合金浇注固定;c)无机粘结剂固定图 2.8.9 凸模的粘结固定图2.8.10快换式凸模的固定方法4.2.3凹模的设计1.整体式凹模a.完全整体式母模它是由整块材料制作而成这种结构比较简单不易变形产品的质量好如果产品塑件比较复杂采用一般的加工方法制造母模型腔就较困难。所以完全整体式的适合简单的塑件。b.整体嵌入式母模块它属于一种完全整体式凹模的演变即将完全整体式凹模变为整体式凹模块直接嵌入到固定板中或先嵌在模框中模框在嵌到固定板中的形式。2.完全整体式凹模块+局部镶拼嵌入是在守全整体式凹模块或整体嵌入式凹模块的易损坏的部位及难加工的部位如图所示A图所示的结构比较简单但结合面要平整否则会有塑料流入使毛边加厚。B.图所示的结构采用圆柱形配合塑料不易流入。3.完全镶拼嵌入式母模块。4.2.4凹凸模的组合形式结构形式冷冲模的凸模总的来说分为两大部分，即凸模的工作部分和凸模的安装部分。凸模的工作部分是直接完成冲压加工的，其断面形状、尺寸应根据冲压件的形状尺寸以及冲压工序的性质，特点进行设计。凸模的安装部分是将凸模的安装在凸模固定板上，然后固定在模座上，使之成为一体构成上模。在厚板料上冲小孔时，为了不使小孔凸模由于细而在冲载时折断，可在细小凸模外面加以护套保护，以在冲压时对冲孔凸模起到导向的作用。为了增加凸模的强度和刚度，小型整体式凸模的非工作部分，应采用直径或断面尺寸逐渐增大的多级凸模结构形式，但台阶之间要圆滑过渡，以免因为冲压时应力集中而造成凸模折断。固定方法凸模的安装部分多数是与固定板结合后安装在模座上的，其凸模的安装形式是根据凸模冲压时受力状态、在模具中安装位置有限空间、模具对该凸模具有的特殊要求、凸模自身形状与其工艺特性等因素所决定的。在生产中安装方式主要有以下集中形式：a.背台式固定法背台式固定法是采用较多的一种安装形式。多用于冲压力较大、要求稳定性好的凸模安装，其凸模的安装部分上端有大于安装断面尺寸的背台，以防止凸模在固定板中脱落，凸模和固定板多采用过度配合或过硬配合形式，其装配稳定性较好，但不便于经常的拆卸和维修。b.铆接式固定法凸模装入固定板以后，将凸模上端留出的斜面，以防凸模脱落。这种凸模固定形式，多用于不规则形状断面的凸模安装，凸模可做成直通式以便于加工。但这类凸模，在热处理淬火时，应采用局部淬火工艺，即铆接安装部分淬火硬度不应过高，以便于铆接。c.叠装固定法对于一些中型或者大型凸模，其自身的安装基面过大，一般可采用螺钉及销钉将凸模固定在凸模固定板上，方法安装简便、稳定性好。d.浇注粘结固定法对于冲在厚度小于2mm以下、冲压力不大的冲模，可用低熔点合金、环氧树脂、无机黏结剂等浇注粘结固定。利用这种方法，其固定板与凸模间有明显的大的间隙，固定板只需粗略加工，方便省工。凸模安装部分也无需要精密加工，简化了装配。e.插入式固定法插入式固定法时在模内用两个定位螺钉顶住凸模，一般适用于冲小孔的圆形凸台。4.3 模具闭合高度冲模的闭合高度Hm是指模具在最低工作位置时,上模板的上平面与下模板的下平面间的距离。冲模的闭合高度应与压力机的装模高度相适应。压力机的装模高度是指滑块在下死点位置时,滑块底面到工作台垫板之间的距离。压力机的长度一般是可以调节的,所以装模高度也是可调的。当连杆调至最短时,压力机的装模高度称最大装模高度Hmax,连杆调至最长时的装模高度称为最小装模高度Hmin。设计冲模和选择设备时,应使模具的闭合高度与压力机的装模高度符合如下的关系式:Hmax-5mmHmHmin+10 mm。由于缩短连杆对压力机工作有利,加之冲模修磨后闭合高度减小,因此,一般希望模具的高度接近于压力机的最大装模高度。如果模具的闭合高度过小,可再加一块附加垫板；如果模具的闭合高度过大,则可拆去压力机的工作台垫板。拆去工作台垫板,滑块处于死点位置时,滑块底面到工作台上平面之间的距离称为压力机的高度。连杆调至最短时的封闭高度叫最大封闭高度 ,连杆调至最长时的封闭高度叫最小封闭高度 。显然,模具的闭合高度大于压力机的最大封闭高度时,模具就不能在压力机上使用。当多套冲模联合安装在同一台压力机上实现多工位冲压时,这些冲模应具有同一闭合高度。4.4凹模的材料的确定近几年来，我国在研制开发新型模具钢方面做了大量工作，并对部分国外优良热作模具钢进行了国产化研究，为市场提供了优质价廉的模具钢。下面简单介绍热作模具钢的种类和应用进展概况。已纳入国家标准热作模具钢热作模具钢系列已纳入国家标准GB/T1299-2000合金工具钢，按主要化学成分可分为W系，Cr-Mo系，Cr-W-Mo系等类型。3Cr2W8V（H21）钢，具有高热强性、高热稳定性、良好的耐磨性和工艺性能，工作温度达到650。缺点：碳化物偏析严重，塑性、韧性、导热性、抗冷热疲劳性能和抗溶蚀性能较差。我国20世纪50年代从前苏联引进，使用寿命不长，且合金度高，成本高，目前国外已基本淘汰。我国由于受钢种和技术上的限制，目前，仍在大批生产和使用。4Cr5MoSiV（H11）及4Cr5MoSiV1（H13）钢高淬透性和淬硬性、高韧性、高热强性和耐磨性，使用温度590钢中碳化物细小分布均匀，抗冷热疲劳性能和抗溶蚀性能好，冷热加工性能好。H13钢（H11钢的改进型）是目前国内热镦锻钢、冷镦模套的主要材料，也是通用性强的热作模具钢，是代替3Cr2W8V钢的理想钢材，寿命可提高2-3倍。4Cr3Mo3SiV（H10）钢具有高韧性，高的抗高温软化性能和中等水平的抗磨性能。可代替3Cr2W8钢制作热挤压模。4Cr5W2VSi钢其热稳定性高于H13、H21钢，韧性介于H13、H21之间。适当高速镦锻模，使用寿命比H21钢高0.5-1倍。3Cr3Mo3W2V（HM1）钢具有优良的强韧性，较高热强性、耐磨性、回火稳定性，抗冷热疲劳性能、冷热加工好，工作温度700以上。该钢通用性强，适合于制作在高温、高速、高负荷、急冷急热条件下工作的模具，其性能优于4Cr5W2VSi和3Cr2W8V钢，模具寿命比3Cr2W8V钢提高标准23倍。5Cr4W5MoV（RM2）钢工作温度达700，具有较高的回火抗力和热稳定性，高的热强性，高的高温硬度和耐磨性，但其韧性和抗热疲劳性能低于H13钢。适合于制作有高的高温强度和抗磨损性能的热作模具，可代替3Cr2W8V钢，模具寿命可提高2-4倍。5Cr4Mo3SiMnVAl（012AI）钢工作温度达700以上，具有较高的热强性，高温硬度，抗回火稳定性、耐磨性和抗热疲劳性、韧性和热加工塑性好，氮化性能好。可替代3Cr2W8V钢模具寿命可提高3-5倍。4.5凸凹模强度校核计算在一般情况下，凸模的强度是足够的，不必进行强度计算。但是，对细长的凸模，或凸模断面尺寸较小而毛坯厚度又比较大的情况下，必须进行承压能力和抗纵向弯曲能力两方面的校验。 凸模承载能力校核凸模最小断面承受的压应，必须小于凸模材料强度允许压力，即：min故非圆凸模Fmin(227)对圆形凸模dmit(228) 式中凸模最小断面的压应力(MPa)；P凸模纵向总压力(N)；Fmin凸模最小断面积(mm）；dmin凸模最小直径(mm）；t冲裁材料厚度(mm)冲裁材料抗剪强度(MPa)；凸模材料的许用压应力(MPa)。凸模抗弯能力校核凸模冲裁时稳定性校验采用杆件受轴向压力的欧拉公式。根据模具结构的特点，可分为无导向装置和有导向装置的凸模(图2.8.4)进行校验。对无导向装置的凸模，其受力情况相当于一端固定另一端自由的压杆，其纵向的抗弯能力可用下列公式校验：对圆形凸模Lmax30d2（229)对非圆形凸模Lmax135（230)图2.8.4凸模的自由长度(a)无导向装置的凸模(b)有导向装置的直通式凸模(c)有导向装置的阶梯式凸模有导向装置的凸模，其不发生失稳弯曲的凸模最大长度为：对圆形凸模Lmax85d(231)对非圆形凸模Lmax380(232)以上各式中，I为凸模最小截面的惯性距(mm）；P为凸模的冲裁力(N)；d为凸模最小直径(mm)。据上述公式可知，凸模弯曲不失稳时的最大长度Lmax，与凸模截面尺寸、冲截力的大小、材料机械性能等因素有关。同时还受到模具精度、刃口锋利程度、制造过程、热处理等影响。为