1第九章錘用鍛模設(shè)計29.1模鍛模膛設(shè)計

預(yù)鍛模膛、終鍛模膛一、終鍛模膛設(shè)計1、熱鍛件圖的設(shè)計（注意：為什么要設(shè)計熱鍛件圖？等？）3要考慮以下問題：1）終鍛模膛處，應(yīng)在鍛件負(fù)公差范圍內(nèi)預(yù)先增加磨損量，以提高鍛模壽命；2）鍛件上形狀復(fù)雜且較高的部分盡量放在上模。對于具有高肋的鍛件，其終鍛模膛應(yīng)在相應(yīng)位置設(shè)排氣孔；3）當(dāng)設(shè)備噸位偏小，模鍛不足現(xiàn)象嚴(yán)重時，應(yīng)使熱鍛件圖高度尺寸比鍛件圖上相應(yīng)高度小一些，以抵消模鍛不足的影響；44）鍛件切邊、沖孔時的部位，應(yīng)在熱鍛件圖的相應(yīng)部位適當(dāng)彌補，以提高鍛件合格率；5）當(dāng)鍛件的形狀不能保證坯料在下模膛或切邊模內(nèi)準(zhǔn)確定位時，則應(yīng)在熱鍛件圖上增加必要的定位余塊，以保證多次打擊過程中的定位及切邊時的定位。52、飛邊槽

及其設(shè)計1）飛邊槽的結(jié)構(gòu)型式6型式1：橋口在上模，不和磨損。該型式采用較多；型式2：當(dāng)上模部分形狀較復(fù)雜，切邊需要翻轉(zhuǎn)時，為簡化切邊凸模形狀可采用此型式。當(dāng)整個模膛完全位于下模時，為簡化鍛模制造亦可采用；型式3：倉部大，適用于大型和形狀復(fù)雜件；型式4：飛邊阻力很大，一般只用于鍛件形狀復(fù)雜、難以充滿的局部地方。72）飛邊槽尺寸的確定

根據(jù)鍛件在分模面上的投影面積，按經(jīng)驗公式選擇飛邊槽尺寸和設(shè)備噸位。原則：模膛時減小飛邊阻力，難充滿則加大飛邊阻力。注意：飛邊阻力是怎么產(chǎn)生的？如何改變飛邊阻力？83、鉗口及其尺寸1）鉗口的作用與型式

↓模鍛模膛前面的空腔，由夾鉗口和鉗口頸組成。注意：閉式模鍛要不要鉗口？料頭是如何產(chǎn)生的？如何減少材料的浪費？9鉗口的作用：●夾鉗口在模鍛時用來放置棒料及鉗夾頭；●鉗口頸用來加強夾鉗料頭與鍛件之間的連接強度；●有的鍛件無夾鉗料頭，鉗口作鍛件起模之用；●鍛模制造時，作為澆注模膛檢驗件（鉛或金屬鹽，如硝酸鈉硝酸鉀混合物）的澆口——檢驗?zāi)Ｌ懦叽纭?011122）鉗口的尺寸確定根據(jù)夾鉗料頭的直徑及模膛壁厚等尺寸來確定。要保證夾鉗的自由操作，在調(diào)頭鍛造時能夠放置下鍛件的相鄰端部。│↓無料頭浪費，節(jié)約材料13二、預(yù)鍛模膛的設(shè)計預(yù)鍛模膛是用以獲得與鍛件相近的形狀，其主要作用如下：1)減少終鍛模膛的磨損，提高模具使用壽命；2)使金屬滿終鍛模膛，避免充不滿的缺陷，減少飛邊損失；3)改善金屬在終鍛模膛中的流動情況，避免在鍛件上形成折疊等缺陷。149.2制坯模膛設(shè)計一、滾壓模膛設(shè)計通過滾壓，改變坯料的形狀，減小某一部分的截面積，增大另一部分的截面積，獲得計算毛坯圖形狀和尺寸的坯料。

舉例：長軸類鍛件制坯工步的確定15滾壓時金屬的變形是拔長和鐓粗的組合。16注意：

1）滾壓時金屬的變形是拔長和鐓粗的組合，坯料總長稍有增加；

2）桿部的拔長是在兩端受阻礙的情況下進(jìn)行的，大量金屬橫向流動，增加了坯料的寬度，僅有少量金屬流入頭部?！看未驌艉?，必須翻轉(zhuǎn)90度再打，重復(fù)幾次（不能產(chǎn)生飛邊！）。171、滾壓模膛的橫截面積1）閉式滾壓模膛借助于滾壓模膛側(cè)壁的阻礙作用，有利于金屬的軸向流動。滾壓效率高，滾壓后坯料表面光滑，但模膛加工困難。2）開式滾壓模膛加工簡單，滾壓效率低，滾壓后坯料表面質(zhì)量較差。18開式、閉式選用原則：當(dāng)由坯料桿部排出的金屬較多時用閉式滾壓，或者桿部閉式頭部開式（即混合類滾壓模膛），桿部排出的金屬較少時用開式。

滾壓模膛的橫截面積應(yīng)等于計算毛坯圖相應(yīng)部位的截面積→完全充滿滾壓模膛？192、滾壓模膛的高度

桿部模膛高度應(yīng)比計算毛坯相應(yīng)部分的直徑小一些，以增大每次的壓下量，使排入頭部的金屬多一些。滾壓后坯料橫截面近似為橢圓，只需保證橫截面積和計算毛坯截面積相等即可。計算閉式滾壓模膛高度時，可假設(shè)滾壓后坯料橢圓截面長短軸之比為1.5，據(jù)此可確定滾壓模膛高度（然后是否就可以確定滾壓模膛寬度？）。203、滾壓模膛的縱截面形狀

1）為了便于桿部金屬流入頭部，一般要在桿部設(shè)計2-5度的斜度，桿部與頭部過渡處應(yīng)設(shè)計適當(dāng)?shù)膱A角；21222）滾壓模膛寬度滾壓模膛各部分的寬度對金屬軸向流動有較大的影響：寬度小流動，但寬度過小則折迭。↓模膛寬度的確定主要從避免折迭出發(fā)，滾壓模膛各部分的寬度應(yīng)大于坯料上相應(yīng)部分在變形過程中所達(dá)到的最大寬度，以保證金屬不流出滾壓模膛。→顯然，滾壓模膛的橫截面積應(yīng)略大于計算毛坯圖相應(yīng)部位的截面積！23243）滾壓模膛長度：應(yīng)根據(jù)熱鍛件長度確定（分為直軸件、彎曲軸件）。若彎曲時無拉伸現(xiàn)象，則模膛長度取為圖中模膛中心線的展開長度。25若彎曲時有嚴(yán)重的拉伸現(xiàn)象，則模膛長度取為鍛件的水平投影長度。264、滾壓模膛的分類開式、閉式、混合式：

不等寬式：當(dāng)頭部寬度大于桿部1.5倍時

不對稱式：適用于h’/h<1.5的桿類鍛件2728二、拔長模膛設(shè)計1、分類1）按模膛橫截面形狀來分

開式模膛：截面為矩形，制造方便，應(yīng)用較廣。閉式模膛：截面為橢圓形，制造復(fù)雜。拔長操作困難：坯料要準(zhǔn)確放置在模膛中，否則坯料。29開式拔長模膛（和自由鍛中的平砧拔長相似)拔長效率的影響因素？30

閉式拔長模膛

（和自由鍛型砧拔長相似）31斜式拔長模膛322）按其在鍛模上的布置情況來分

●直式（圖見前頁）●斜式（圖見前頁）3）按工作特點來分●桿部最小高度和最大長度靠模具控制●桿部高度及長度完全由操334）拔長臺適用于坯料拔長部分較短時。拔長臺是在鍛模分模面上留出的一個平臺，屬于簡模膛?！伍L后桿部高度及長度完全由操342、模膛尺寸

（要考慮生產(chǎn)率問題）●坎部的橫截面形狀●坎部高度●坎部長度●坎部縱截面形狀351）坎部的高度a

應(yīng)小于計算毛坯最小斷面處的高度，以增加壓下量，提高拔長效率。●拔長后采用滾壓時●拔長后不進(jìn)行滾壓時362）坎部的長度c

為了提高拔長效率，每次送進(jìn)量應(yīng)適當(dāng)小一些→

坎部不能太長。3）坎部的寬度37三、彎曲模膛的設(shè)計四、成形模膛的設(shè)計五、鐓粗臺、壓扁臺設(shè)計六、切斷模膛設(shè)計389.3鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計●模膛（制坯、預(yù)鍛、終鍛）的布排●錯移力的平衡及導(dǎo)向問題●鍛模的強度●模塊尺寸39一、模膛的布排原則：盡量減小設(shè)備的偏載，否則上下模（分模面錯移），錘桿，導(dǎo)軌。1、終鍛與預(yù)鍛模膛的布排1）模膛中心與鍛模中心鍛模中心：鍛模燕尾中心線與鍵槽中心線的交點，它位于錘桿軸線上，是鍛錘打擊力的作用中心。4042

模膛中心：鍛造時模膛承受鍛件反作用力的合力作用點。當(dāng)變形抗力分布均勻時，可取為鍛件在分模面上投影面積的重心。結(jié)論：單模膛鍛模：使鍛模中心與模膛中心重合

多模膛鍛模：盡量減小模膛(預(yù)鍛、終鍛)中心對鍛模中心的偏移量。偏移量不得大于設(shè)備。432）模膛的布排原則：預(yù)鍛、終鍛模膛盡量靠近鍛模中心

(1)在鍛模前后方向上，兩模膛中心一般應(yīng)在鍵槽中心線上；

(2)在鍛模左右方向上，終鍛模膛與預(yù)鍛模膛中心的偏移量不得超過設(shè)備；

(3)預(yù)鍛模膛中心線必須在燕尾槽寬度以內(nèi)。模膛超出燕尾的部分其寬度不得大于模膛總寬度的1/3；4445(4)終鍛與預(yù)鍛模膛中心到鍛模燕尾中心線距離之比應(yīng)不大于1/2；

(5)鍛件因終鍛模膛偏移而使錯差量過大時，應(yīng)預(yù)先考慮錯差量；→怎么考慮呢？

(6)具有寬大頭部的鍛件，應(yīng)將兩個模膛分別置于不同模塊上聯(lián)合鍛造；

(7)為減小預(yù)鍛、終鍛模膛的中心距，在保證模膛間模壁有足夠強度的條件下，可選用平行排列法、前后錯開排列法、反向排列法。463）帶平衡鎖扣的模膛中心位置的確定（帶落差鍛件）

(1)平衡鎖扣凸出部分在上模：模膛中心向平衡鎖扣相反方向離開鍛模中心一段距離

(2)平衡鎖扣凸出部分在下模：模膛中心向平衡鎖扣相同方向離開鍛模中心一段距離↓

以減輕錘桿的偏載(注意分析上模受力)。47484）終鍛預(yù)鍛模膛前后方向的幾種排列法492、制坯模膛的布排

(1)盡可能按工藝順序排列，操作時一般只允一次方向，以縮短操作時間；

(2)模膛的排列應(yīng)與加熱爐、切邊壓力機的位置相適應(yīng)；

(3)第一道制坯模膛的氧化皮最多，應(yīng)位于吹風(fēng)管的對面，以免氧化皮落到預(yù)鍛、終鍛模膛內(nèi)；50(4)彎曲模膛的位置應(yīng)使鍛件能以最簡便的方式某著名企業(yè)或翻轉(zhuǎn)送入終鍛模膛內(nèi)，大型鍛件應(yīng)更多考慮工人操作方便的問題；51(5)拔長模膛的位置若在鍛模右邊，應(yīng)采用直式，在左邊則采用斜式，方便工人操作；

(6)切刀位置：前切刀一般位于鍛模右前角，后切刀一般位于鍛模左后角，便于操作?！?/p>

(5)(6)兩條太經(jīng)驗化了，可以不記。主要基于生產(chǎn)線的一般布置：通常左邊來料，右邊出鍛件。52二、錯移力的平衡和導(dǎo)向1、錯移力產(chǎn)生的原因●鍛件有落差；●模膛中心與錘桿中心不一致，模鍛時產(chǎn)生偏心力矩；●設(shè)備上下砧面不平行。532、減小錯移力的措施1）設(shè)備方面上下砧面盡量平行，減小導(dǎo)軌間隙，增加導(dǎo)向長度。2）模具結(jié)構(gòu)方面使模膛中心與錘桿中心重合，采用鎖扣和導(dǎo)向裝置：54(1)鍛件分模面不在同一平面時錯移力的平衡該種情況錯移力很大，但錯移力方向明確：①對小件可成對鍛造；②對較大鍛件，可將其傾斜一個角度；③落差較大時可采用平衡鎖扣；④落差很大時可聯(lián)合②③兩種方法。555657(2)模膛中心與錘桿中心不一致時錯移力的平衡：采用導(dǎo)向鎖扣導(dǎo)向鎖扣除了能平衡上述錯移力以外，還可以補充設(shè)備導(dǎo)向的不足，并有利于模具的安裝和調(diào)整，但其主要作用是導(dǎo)向，用于以下情況：①要求鍛件錯差很小時；②細(xì)長的軸類鍛件；58③一模多件的小模鍛件；④齒輪類鍛件、叉形和工字形鍛件，以及模鍛時不和調(diào)整其錯移量的情況；⑤冷切邊的鍛件；⑥錘頭與導(dǎo)軌間隙過大的情況。59(3)常用的鎖扣形式

o圓形鎖扣：一般用于齒輪件和環(huán)形件。這類鍛件利用其外形很難確定錯移的方向；

o縱向鎖扣：一般用于直長軸類鍛件，能保證軸類件在直徑方向有較小的錯移，也常用于一模多件模鍛中；

o側(cè)面鎖扣：用于防止上下模相對轉(zhuǎn)動或在縱橫任意方向產(chǎn)生錯移。制造困難，應(yīng)用較少。60

角鎖扣：作用和側(cè)面鎖扣相似，但可在模塊的空間位置設(shè)置二、四個角鎖扣。注意：鎖扣的強度應(yīng)足夠，其尺寸一般按鍛錘噸位確定。上、下鎖扣之間還應(yīng)保留一定的間隙。61626364三、模具強度鍛模主要破壞形式：

1）燕尾根部轉(zhuǎn)角處開裂

2）模膛深處的縱向開裂

3）模壁被打斷

4）承擊面被打塌65661、燕尾根部轉(zhuǎn)角處開裂原因：燕尾與錘頭和下砧的燕尾槽接觸，而兩側(cè)懸空（間隙0.5mm），打擊時此處應(yīng)力集中。多模膛鍛造常見。措施：燕尾圓角半徑、光潔度、硬度、模具材料、模塊纖維方向。672、模膛深處的縱向開裂原因：模膛深處受力過大、應(yīng)力集中。3、模壁被打斷原因：模壁太薄。684、承擊面被打塌原因：承擊面太小、多余能量過大、猛烈空打。69四、模具設(shè)計要注意的問題

1）模膛壁厚

2）模塊高度

3）模具承擊面

4）燕尾根部轉(zhuǎn)角

5）模塊纖維方向布置70承擊面問題：指上下模合模后的接觸面積，等于分模面面積減去模膛、飛邊槽和鎖扣的面積。71模塊纖維方向問題：鍛模壽命與其纖維方向密切相關(guān)，模塊纖維方向不能與打擊方向相同，否則模膛表面耐磨性下降，模壁。對長軸類鍛件，為減輕模膛的磨損，應(yīng)使鍛模纖維方向與鍛件軸線方向一致，為了減輕鍛模的開裂，應(yīng)使鍛模纖維方向與鍛模鍵槽方向一致。72模塊纖維方向問題：對于短軸類鍛件，鍛模纖維方向應(yīng)與鍵槽中心線方