金属工艺学：3-3 模锻

1、3.3 模锻3.3.1 锤上模锻3.3.2 压力机上模锻3.3.3 胎模锻3.3 模锻模锻是在高强度金属锻模上预先制出与锻件形状一致的模膛，使坯料在模膛内受压变形，由于模膛对金属坯料流动的限制，因而锻造终了时能得到和模膛形状相符的锻件。与自由锻相比，模锻的优点是：操作简便，生产率高；可以锻造形状较复杂的锻件；锻件的尺寸精确、表面较光洁，因而机械加工余量小，材料利用率高，成本较低；而且可使锻件的金属纤维组织分布更加合理，进一步提高了零件的使用寿命 。模锻按使用设备的不同，可分为锤上模锻、压力机上模锻、胎模锻。 3.3 模锻3.3.1 锤上模锻1.模锻结构12345678910锤上模锻用锻模1锤头

2、 2上模 3飞边槽 4下模 5模垫 6、7、10紧固楔铁 8分模面 9模膛 3.3 模锻3.3.1 锤上模锻模膛根据其功用不同，分为模锻模膛和制坯模膛两种。 （1）模锻模膛 模锻模膛又分为终锻模膛和预锻模膛两种 。（2）制坯模膛 制坯模膛有以下几种： 1）拔长模膛 2）滚压模膛 3）弯曲模膛 4）切断模膛 c) d) a)拔长模膛 b)滚压模膛 c)弯曲模膛 d)切断模膛 3.3 模锻3.3.1 锤上模锻 开式 闭式 开式 闭式 a) b) 制坯模膛的种类 250拔长模膛4065滚压模膛终锻模膛预锻模膛弯曲模膛原始坯料拔长滚压弯曲预锻终锻毛边锻件切边模3.3 模锻3.3.1 锤上模锻 根据模锻

3、件的复杂程度不同，所需变形的模膛数量不等，可将锻模设计成单膛锻模和多膛锻模。 弯曲连杆的锻模（下模）及模锻工序图 3.3 模锻3.3.1 锤上模锻2.模锻工艺规程的制定 （1）绘制模锻锻件图 1）分型面：要保证锻件能从模膛中顺利取出;选定的分模面应使零件上所加的余块最少，以节省金属材料;盘类锻件的高度小于或等于直径时，应取径向分模，而不宜用轴向分模;应尽可能采用直线分模，并使上下两模沿分模面的模膛轮廓一致;考虑到锻件工作时的受力情况，应使纤维组织与最大切应力方向垂直;锻件较复杂的部分应尽可能安排在上模。因为金属流动的惯性作用，上模充型效果比下模要好得多。 3.3 模锻3.3.1 锤上模锻分模位

4、置分模位置分模面选择比较图 a) b)直线分模与折线分模a) 直线分模 b) 折线分模a) b)有纤维组织方向要求的锻件分模位置a) 正确 b) 不正确2）加工余量和锻件公差3）模锻斜度：模锻件的侧面，即平行于锤击力方向的表面必须具有一定的斜度。4）模锻圆角半径5）冲孔连皮 3.3 模锻3.3.1 锤上模锻模锻斜度 模锻圆角半径 3.3 模锻3.3.1 锤上模锻 上述各参数确定后，便可绘制锻件图。如图所示为齿轮坯的模锻锻件图。分模面选在锻件高度的中部。零件轮辐部分不加工，故不留加工余量。图中内孔中部的两条水平直线为冲孔连皮切除后的痕迹线。3.3 模锻3.3.1 锤上模锻（2）计算坯料质量和尺寸

5、 其坯料质量包括锻件、飞边、冲孔连皮、钳口料头以及加热产生的氧化皮等的质量。（3）确定模锻工步 1）长轴类模锻件 常用的工步有拔长、滚压、弯曲、预锻和终锻等。 2）盘类模锻件 常用镦粗、终锻等工序。（4）确定修整工序 包括切边、冲孔、热处理、清理、校正等。1）应设计合理的分模面位置、模锻斜度、模锻圆角半径。2）为了使金属容易充满模膛和减少模锻工步，锻件形状应力求简单、平直和对称，并避免截面尺寸差别过大和薄壁、高筋、凸起等结构。3.3 模锻3.3.1 锤上模锻3.模锻件的结构工艺性3）应避免深孔或多孔结构 锻件上直径小于30mm的孔或深度大于直径两倍的孔，均不易锻出，只能设计余块，锻后机械加工成

6、形。4）为减少余块，简化模锻工艺，在可能的条件下，应采用锻焊组合工艺。3.3 模锻3.3.1 锤上模锻3.模锻件的结构工艺性12345679101112131416815常用的模锻压力机有曲柄压力机、摩擦压力机、平锻机等 。3.3 模锻3.3.2 压力机上模锻1.曲柄压力机上模锻 曲柄压力机传动系统图1电动机 2小带轮 3大带轮 4传动轴 5小齿轮 6大齿轮 7摩擦离合器 8曲柄 9连杆 10滑块 11楔形工作台 12下顶杆 13楔铁 14顶料连杆 15凸轮 16制动器3.3 模锻3.3.2 压力机上模锻2.摩擦压力机上模锻 1234567891011摩擦压力机传动系统图1电动机 2带传动 3

7、摩擦轮 4飞轮 5螺母 6螺杆 7制动装置 8滑块 9工作台 10操纵手柄 11导轨652110987433.3 模锻3.3.2 压力机上模锻3.平锻机上模锻 a) b)平锻机示意图a) 传动图 b) 锻模过程1固定凹模 2挡料板 3棍子 4凸模 5主滑块 6曲轴 7凸轮 8杠杆 9活动凹模 10坯料3.3 模锻3.3.2 压力机上模锻平锻机上模锻具有以下特点：1）扩大了模锻的使用范围，可以锻出在锤上和曲柄压力机上无法锻出的锻件。2）平锻机的结构刚性好，工作时无震动，滑块行程准确，锻件尺寸精度高，表面光洁。3）生产率高，每小时可生产(400900)件。4）能直接锻出通孔，无冲孔连皮，锻件毛边小

8、，甚至没有，锻件外壁不需模锻斜度，故能减少金属的损耗，材料利用率可达8595%。5）平锻机的造价较高，要求坯料尺寸精确，锻件形状有局限性，一般不宜平锻非回转体和中心不对称的锻件。3.3 模锻3.3.3 胎模锻在自由锻设备上使用可移动模具生产模锻件的一种锻造方法。 按其结构大致可分为扣模、套筒模及合模三种类型。1扣模 123a) b)扣模1上扣 2下扣 3锻件 3.3 模锻3.3.3 胎模锻2套筒模 123456套筒模简称套模，分开式套模和闭式套模两种。 a) b)套模a) 开式套模 b) 闭式套模1上砧 2小毛边 3锻件 4模套 5垫模 6冲头3.3 模锻3.3.3 胎模锻3合模 1234合模1上模 2下模 3导销 4飞边3.3 模锻3.3.3 胎模锻胎模锻与自由锻相比，具有生产率较高，锻件形状准确，精度