1、学习单元3 模锻,模锻,模锻是将加热到始锻温度的坯料放在锻模模膛内，在锻压力的作用下迫使坯料变形而获得锻件的一种塑性成形方法。坯料变形时，金属的流动受到模膛的限制和引导，从而获得与模膛形状一致的锻件。,(一) 模锻的特点 (1) 生产效率高，般比自由锻高数倍。 (2) 锻件尺寸精度高，加工余量小，从而节约金属材料和切削加工的工时。 (3)由于有模膛引导金属的流动，能锻造形状复杂的锻件。,(4) 热加工流线比较完整，大大提高了零件的力学性能和使用寿命。 (5) 操作过程简单，易于实现机械化，工人劳动强度低。,模锻的缺点：（1）模锻是整体成形，摩擦阻力大，故模锻所需设备吨位大，设备费用高；（2）锻
2、模加工工艺复杂，制造周期长，费用高。因此，模锻只适用于中小型锻件的成批生产或大批大量生产。,按使用设备不同，模锻可分为：锤上模锻、胎模锻、曲柄压力机上模锻、摩擦压力机上模锻、平锻机上模锻等。,1、锤上模锻： 锤上模锻即在模锻锤上使用锻模制造锻件的方法。是我国目前应用最多的一种模锻方法。 锤上模锻的设备是模锻锤。 锤上模锻的模具是锻模。,锻模模膛分类：锻模的模膛根据其功能不同可分为制坯模膛和成形模膛两大类。（1）制坯模膛：用于将形状复杂的模锻件制坯，初步锻成近似形状的模膛。又可分为： 拔长模膛。减少坯料某部分横截面积，增加该部分长度的模膛。, 滚压模膛。翻转操作使坯料的某一部分横截面积减小，而另
3、一部分横截面积增大的模膛。, 弯曲模膛。使坯料弯曲的模膛。切断模膛。用于切断料头等多余部分的模膛。,（2）模锻成形模膛（用于使锻件成形的模膛）分为： 预锻模膛：为改善金属流动条件，使锻件最终成形前获得接近终锻形状的模膛。预锻模膛的飞边槽比较窄。, 终锻模膛：模锻时最后成形时用的模膛，为了保证锻件形状饱满、轮廓清晰，需有比较宽的飞边槽。 终锻成形的锻件带有冲孔连皮和飞边。,在模膛的四周设有飞边槽。飞边槽的作用有三个：容纳多余的金属； 有利于金属充满模膛；缓和上、下模间的冲击，延长模具的寿命。,（2）锻模的模膛 根据模锻件的复杂程度的不同，可将锻模设计为单膛锻模和多膛锻模。,单模膛在一副锻模上只有
4、一个模腔。单模膛用于形状比较简单的锻件。,对于形状复杂的锻件；为提高生产率，在一副锻模上设置几个模腔，这类模膛称为多模膛。,多模膛用于截面相差大或轴线弯曲的轴(杆)类锻件及形状不对称的锻件。多模膛由拔长模膛、滚压模膛、弯曲模膛、预锻模膛、终锻模膛等组成。,压力机上模锻 （1）摩擦压力机模锻。摩擦压力机是将飞轮旋转所积蓄的能量利用摩擦传动转化成金属的变形能进行锻造的。,摩擦压力机上模锻的特点：（1）滑块运动速度低，可锻造低塑性合金钢和有色金属；（2）承受偏心载荷能力差，仅适合单膛模锻；（3）打击速度低，可采用组合模具，降低生产成本，缩短生产周期；,（4）滑块行程不固定，故工艺性广泛。,摩擦压力机
5、在模锻生产中主要适用于结构简单的小型锻件的大批量生产。,（2）曲柄压力机模锻。它是利用曲轴周期性的运动把压力传递给金属而进行的锻造。,特点：1）锻造力是压力，坯料的变形速度较低，可锻造塑性比较低的合金钢；,2）锻造时滑块的行程不变，每个变形工步在一次行程中即可完成，便于实现机械化和自动化，具有很高生产率；3）滑块运动精度高，并有锻件顶出装置，使模锻斜度、加工余量、锻造公差减小，锻件精度比锤上模锻高。,曲柄压力机模锻适宜以镦粗或挤压方式变形的批量比较大、精度要求比较高的锻件,3、平锻机上模锻 平锻机相当于卧式的曲柄压力机，平锻机沿着水平方向对坯料施加锻造压力。,平锻机模锻的特点： 平锻机具有两个
6、分型面，可锻出其它设备难以完成的两个方向上带有凹孔或凹槽的锻件； 坯料都是棒料或管材，并且只进行局部（一端）加热和局部变形加工，因此可锻造立式锻压设备上不能锻造的某些长杆类锻件。可进行深冲孔及深穿孔，也可用长棒进行连续锻造多个锻件；,生产效率高，锻件尺寸精确，表面光洁，节约金属(模锻斜度小或没有斜度)； 平锻机可完成切边、剪料、弯曲、热精压等联合工序不需另外配压力机。 需配备对棒料局部加热的专用加热炉。,4、胎模锻 胎模锻是在自由锻设备上使用简单的而不固定模具 (胎模) 生产锻件的工艺方法。是介于自由锻造和模锻之间的一种锻造方法。一般先用自由锻造方法使坯料预成形，然后放在胎膜中终锻成形。,胎模
7、锻特点是，与自由锻相比，生产率和锻件精度较高，粗糙度低，节约金属材料。与模锻相比，节约了设备投资，简化了模具制造。但生产率和锻件质量比模锻低，劳动强度大，安全性差，模具寿命低。适用于小型锻件的中小批量生产。,3) 套筒模。适用于生产回转体盘类锻件， 4) 合模。适用于生产形状复杂的非回转体锻件，,按照胎模结构形式，常用胎膜可分为： 1) 摔模。适用于锻造回转体轴类锻件 2) 扣模。用于平整锻件的侧面,5、精密模锻 精密模锻是在热模锻曲柄压力机上，装置具有模腔形状复杂（接近于产品零件形状）、尺寸精度高的精密锻模，直接锻造出所要求的产品零件的塑性成形方法。,精密模锻特点 （1）锻件的尺寸公差小，表
8、面质量高；（2）锻件内部形成按轮廓形状分布的封闭纤维组织，机械性能好。（3）其缺点是模具制造复杂，对坯料尺寸和加热质量要求较高，仅适于大批量生产。,三、模锻工艺规程的制订,（一）、制订锻件图：锻件图是生产和检验锻件及设计锻模的依据。制订锻件图时应考虑如下问题。,1、分模面的确定分模面的含义：模锻件的分模面是为了保证锻件能够顺利地从锻模中取出来而在模锻件上最大截面处划分的分界面。分模面也是划分锻模的上模与下模的分界面。,分模面的位置影响锻件成形、锻件出模、模具加工、工步安排、金属材料消耗和锻件质量。,确定分模面应该遵循的几个原则：,（1）要保证模锻件能从模膛中顺利取出，一般情况下，分模面应该选择
9、在锻件的最大截面上。,（2）应该使上、下两模沿分模面的模膛轮廓一致，以便及时发现错模现象，防止错模。,（3）分模面应该选择在使模膛深度最浅的位置上，以利于金属充满模膛，同时也方便锻模的加工。,（4）分模面应该是平面，应该选择锻件的最大横截面作为分模面，同时应该使上、下模膛的深浅大致相等，以有利于锻件的取出、有利于锻模的制造。,2确定加工余量与锻造公差 具体数值可查有关手册。,3确定模锻斜度 为便于金属充满模膛及从模膛中取出锻件，锻件上与分模面垂直的表面均应增设一定斜度，此斜度称为模锻斜度,4.圆角半径：在模锻件上所有两平面的交角处均需做成圆角，以增加锻件强度，使锻造时金属易于充填模膛，避免锻模
10、上的内尖角处因应力集中而产生裂纹，减轻锻模磨损，延长使用寿命。,5冲孔连皮 锤上模锻不能直接锻出通孔，孔内必须留有一定厚度的金属层，称为冲孔连皮，锻后在压力机上冲除。 为了避免上、下模的冲头直接接触产生很大冲击力，保护锻模、保护锻压设备，冲孔连皮不能太薄。连皮厚度与孔径有关。,各参数确定后，便可绘制模锻件图，其绘图的方法与自由锻件图相同。,（二）确定模锻工步,依据锻件形状的复杂程度确定模锻的工步，然后根据已确定的工步设计模膛 。,长轴类模锻件常选用拔长、滚压、弯曲、预锻和终锻等工步。盘类模锻件常选用镦粗、终锻等工步。,（三）坯料质量计算：计算方法与自由锻相同。坯料质量包括锻件、飞边、连皮、钳口
11、料头和氧化皮质量的总和。,（四）选择模锻设备：模锻设备吨位根据锻件质量进行选择。,（五）修整工序 修整工序包括切边、冲孔、校正、热处理、清理等。,三、模锻件的结构工艺性 设计模锻件时应使结构符合以下原则： (1) 应具备一个合理的分模面，以便易于从锻模中取出锻件。 (2)仅配合表面设计为加工面，其余为非加工面，与锤击方向平行的非加工面应有模锻斜度，非加工面连接相交处均应有锻造圆角。,3、零件外形应简单、平直和对称，截面相差不宜过于悬殊，避免高肋、薄壁、凸起等不利于成形的结构。,4、应避免窄沟、深槽、深孔及多孔结构，以利于金属的充填、模具制造和延长模具寿命。5、形状复杂的锻件应采用锻焊或锻机械连接组合工艺，以减少余块，简化模锻工艺过程。,小结： 模锻的特点，常用模锻方法，模锻工艺规程，模锻结构的工艺性。,
