三四速轮锻模和切边冲孔复合模设计

1、 黄河科技学院毕业设计说明书 第 28 页 单位代码 0 2 学 号 080105614 分 类 号 TH6 密 级 毕业设计说明书三四速轮锻模和切边冲孔复合模设计 院（系）名称 工学院机械系 专业名称机械设计制造及其自动化 学生姓名庄光辉 指导教师李齐德 2012年 5 月 15 日32三四速轮锻模和切边冲孔复合模设计摘要在模锻设备上，利用高强度锻模，使金属坯料在模膛内受压产生塑性变形，而获得所需形状、尺寸以及内部质量锻件的加工方法称为模锻。模锻是金属材料加工方法之一，在现代制造业中占有重要的地位。在变形过程中由于模膛对金属坯料流动的限制，因而锻造终了时可获得与模膛形状相符的模锻件。根据锻造

2、工艺的不同，热模锻可以分为单工序热模锻和多工位热模锻。单工序热模锻一般采用摩擦压力机、机械压力机、锤、油压机等压力加工设备进行锻造，以人工方式取放工件；多工位热模锻一般是采用热模锻压力机进行锻造，送料一般采用步进梁机械手以提高生产效率和送料精度。此外，根据有无飞边的不同，还可以分为闭式热模锻和开式热模锻 关键词:锻模;热锻锻;锻造工艺;锤压机。 Clapboard Flange Forging Die and Trimming Punching Compound Mould Design Author: zhuang guanghui Tutor : Li Qi deAbstractIn di

3、e forging equipment, use high strength forging die, the metal blank mould in the chamber pressure produce plastic deformation, and have the shape, size and internal quality forgings processing method called die forging. Die forging is the metal material processing methods in one of the modern manufa

4、cturing occupies an important position. In the process of deformation due to die of metal flow bore blank restrictions, and at the end of the forging can obtain and mode shape of the chamber is forged pieces. According to the different forging process, hot die forging process can be divided into sin

5、gle hot die forging and progressive hot die forging. Single hot die forging process usually adopts the friction press, mechanical press, hammer, hydraulic press pressure on forging processing equipment, to artificially way take a problem; Progressive hot die forging is generally used for hot die-for

6、ging press forging, feed general use of the walking beam manipulator to increase production efficiency and precision feeding. In addition, according to the different without flash, can also be divided into closed hot die forging and open type hot die forging. Key words: Forging die; Hot forging forg

7、ing; Forging process; Hammer pressure machine.目 录1.绪论.1 1.1课题背景及目的1 1.2国内外锻造模具的发展现状1 1.3国内锻造模具的发展方向32 课题分析拟定4 2.1零件工艺性分析4 2.2确定工艺方案53 根据零件图制定锻件图6 3.1 确定分型面.6 3.2 加工余量及公差.6 3.3 技术条件.8 3.4 模锻斜度.8 3.2 圆角半径.94冲孔连皮设计10 5.设计终端模膛11 5.1绘制齿轮热锻件图.11 5.2计算设计飞边槽的尺寸. .11 5.3钳口的确定.136.确定终锻模设备吨位14 6.1 热模锻曲柄压力机的确定.

8、14 6.2 公称吨位的确定.14 6.3 压力吨位的计算.14 6.4 锻锤吨位的确定.157.设计制坯模锻16 7.1拔长模膛.16 7.2滚挤模膛.16 7.3弯曲模膛.16 7.4切断模膛.17 7.5制坯工步的确定.178.确定坯料长度189.锻模结构设计19 9.1模膛布置.19 9.2镦粗台的设计.19 9.3模块尺寸及要求.19 9.4模块材料.20 9.5燕尾槽尺寸.2010.模锻工艺流程2111.模锻后续工序22 11.1切边与冲孔.22 11.1.1切边和冲孔的方式及模具类型22 11.1.2切边模23 11.1.3切边冲头的设计和固定方法25 11.2切边冲孔复合膜.2

9、612.锻模使用时必须注意的问题28结论29致谢30参考文献311 绪 论1.1课题背景及目的在工业生活中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具，通过压力把金属和非金属材料制出所需形状的零件或制品，这种专用工具统称为模具。模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺装备，属于高新技术产品。作为基础工业，模具的质量、精度、寿命对其它工业的发展起着十分重要的作用，在国际上称为“工业之母”。近十年来，随着国民经济的快速发展，作为工业品基础的模具工业，也得到了蓬勃发展，已成为国民经济建设中的重要产品。据统计，我国（未包括台湾、香港、澳门）现有模具生产厂点已超过1700家，从业人员达60多万人

10、。模具分为冷冲压模具、热锻模具、塑料模具、铸造模具、橡胶模具和玻璃模具等，其中，热锻模具历史悠久、用途广、技术成熟，在各种模具中所占比重最多。汽车、摩托车、家电行业是模具最大的市场，占整个模具市场的60以上。例如，一种车型的轿车共需模具约4000套，价值达2亿元3亿元；单台电冰箱需要模具生产的零件约150个，共需模具约350套，价值约400万元；单台彩电大约有150个零件需用模具生产，共需模具约140套，价值达700万元。其中关键的复杂零件都有锻造模具生产的。全球模具产业主要特色：模具厂商均以中小企业为主；各国模具产出以供应当地市场为主；生产以单件为主；交货期比价位更重要；模具使用行业范围很广

11、；模具人才培养不易；产业发展受政府高度重视2。1.2国内外锻造模具的发展现状锻压经过100余年的发展，今天已成为一门综合性学科。它以塑性成形原理、金属学、摩擦学为理论基础，同时涉及传热学、物理化学、机械运动学等相关学科，以各种工艺学，如锻造工艺学、冲压工艺学等为技术，与其它学科一起支撑着机器制造业。锻压这门较老的学科至今仍朝气蓬勃，在众多的金属材料和成型加工的国际、国内学术交流会仪上仍十分活跃。我国是一个发展中国家，经过近半个世纪的建设，锻造工业可以说从无到有、从小到大。到20世纪80年代，全国有锻造厂点4000多个，拥有锻锤11000台，模锻锤250多台，热模锻压力机约40台，10000 k

12、N以上的螺旋压力机20余台，模锻水压机最大吨位达到300 000kN,自由锻水压机最大吨位达到125 000kN，对击锤达到100 t.m，年生产锻件能力达到290万吨。到90年代末，大型锻压设备台、套数成倍增加，几十条锻件生产线已被建立起来，为我国机器制造业持续高速发展奠定了雄厚的基础。与发达工业国家相比，我国锻造设备无论是数量、吨位、种类还是性能都有较大的差距。在11 000台锻锤中，400 kg以下的空气锤就占8200台左右，约占74%。以原西德为例，到20世纪70年代，就拥有模锻锤2100台，曲柄压力机290台，螺旋压力机798台。分别是我国80年代拥有模锻锤和曲柄压力机数量的8.4倍

13、和7.2倍。世界上最大的模锻水压机安装在苏联，为750000KN,美国拥有的模锻水压机为450 000KN。从锻造发展趋势看，模锻生产占主导地位，如1979年，苏联模锻件产量就已占全部锻件的67.5%，日本为55%，美国为73%，而我国只占26%,约为30万吨。随着我国跻身世界钢铁生产大国的行列，年产钢材6 000 万吨，汽车制造业、飞机制造业以及发电设备、机车、轮船制造业的飞速发展，对锻件需求量日益增大，必然促进锻造技术的发展，使锻造业与飞跃发展的制造业相适应。近十几年，我国汽车产量和保有量急剧增长，去年国内汽车产量为310万辆，增幅36，其中轿车增幅为51。而目前国内汽车的保有量为1800

14、辆，据国家统计局的调查显示，现在城市里有20的家庭买得起汽车，那么预计10年后中国汽车保有量能达到1亿辆。今年中国汽车总需求量将达到580万辆，增长12，其中轿车需求量为275万辆，增长17。2003年我国生产汽车冲压件约240万吨12.8亿件，摩托车冲压件约28万吨19亿件，拖拉机、农用车冲压件约96万吨7.1亿件，家用空调和冰箱冲压件100万吨12.8亿件。随着冲压成型行业最大用户市场汽车行业继续迅猛发展，消声器封头的冲压模具也要向高技术、新工艺、提高机械化、自动化程度方向发展。1.3国内锻造模具的发展方向随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争日益急剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和

15、新产品的开发能力的重要性。我国模具工业从起步到飞跃发展，历经了半个世纪，近年来，我国模具技术有了很大的发展，模具水平有了很大的提高。快速经济制模技术得到了进一步发展，尤其这一领域的高新技术快速成型制造技术（RPM）进展很快，国内有多家已自行开发出达到国际水平的相关设备。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件为代表，我国主要汽车模具企业已能生产部分轿车覆盖件模具。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、ProEngineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用

16、软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASFT等CAE软件，并成功应用于冲压模具的设计中。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发，经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著的进步，在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。当前，锻造模具的材料、设计、制作均满足不了国内汽车发展的需要，而且标准化程度低，大约为40%50%，而国际上一般为70左右。我国与欧、美、日相比，存在最大的差距就是还没有一个产、学、研联合体，科研难以做大，成果不能尽快转化为生产力。所以，应围绕大型开发和产业化项目，以高校和科

17、研单位为技术支持，企业为应用基地，形成产品、设备、材料、技术的企业联合体，形成既能开发创新，有能迅速产业化的良性循环。模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。为达到这一要求，首先要全面推广CAD/CAM/CAE技术，其次要发展高速铣削加工，最后要加强模具加工系统的自动化、智能化3。2 课题分析拟定根据教师拟定，本次毕业设计以三四速轮锻模和切边冲孔复合模具作为设计对象。2.1零件工艺性分析 由图2-1可知，该零件为锤模锻件，普通级精度，用半连续式炉加热，该零材料20CrMnMo,倒速轮零件的最大厚度为72mm,最小厚度为44mm，该倒速论于圆盘

18、类零件，锤锻时打击方向一致，金属沿长宽高方向同时流动。对于体积小，形状简单的圆盘类零件，可由原始坯料直接锻造成形。 由图知，该倒速轮零件中心有一个直径为68mm 的通孔，而模锻不能锻出通孔，只能锻出不通孔。对于内孔大于等于25mm的锻件模锻时不能直接锻出通孔，在分模面上留出一层较薄的金属连皮，在随后的冲孔工序中再将其冲掉，若连皮太薄，锻造容易出现锻不足，和要求过大的冲击力。从而导致模膛凸凹部分磨损加大。虽然有助于克服上述现象，但重除连皮困难致使锻件变形且浪费材料。图2-1 制件图制件技术要求：1. 未注圆角半径r=5。2. 未注外模斜度= 7，未注内模斜度=7。3. 允许残留飞边公差为1.0。

19、4. 允许错公差最大为1.5。 2.2确定工艺方案由零件图可知零件有孔，属于圆饼类锻件。锻件中需设置毛边槽和冲孔连皮，所以该锻件的工艺方案如下：在机械化炉中预热用1000t剪床剪切下料在半连续式炉中加热用5t锤上模锻（镦粗、终锻）用500t压床进行热切边冲孔正火在酸洗槽中清理。表2-1 工艺卡序号工艺路线设备模具号1预热机械化炉2切料1000吨剪床3加热半连续式炉4模锻5吨锻10-15镦粗终锻5热切边冲孔500吨压床10-156正火7清理酸洗槽8入库3 根据零件图制定锻件图3.1 确定分型面锻模的分型面是指上下锻模的分接面。分模轮廓线是指锻模分型面与锻件轮廓交线。分模面的选择应按以下原则进行。

20、(1)要保证模锻件能从模膛中顺利取出，并使锻件尽可能与零件形状相同，一般分模面应选择在模锻件最大水平投影尺寸的截面上。 （2）按选定的分模面制成锻模后，应使上下模沿分模面的模膛轮廓一致，以便在安装锻模和生产中容易发现错模现象。 （3）最好使分模面为一个平面，并使上下模膛深度基本一致，差别不宜过大，以便于均匀充型。（4）选定的分模面应使零件上所加的敷料最小。这样可避免浪费金属，降低材料的利用率，增加切削加工工作量的现象。（5）最好把分模面选取在能使模膛深度最浅处，这样可使金属很容易充满模膛，便于取出锻件。按上述原则综合分析，一五速轮高径比H/D=112/217<1是圆饼类零件，因此取径向分

21、模，根据零件形状知道，分模面选在最大直径处，即约距最下端48处，即用图中的A-A面为分模面最合适。3.2 加工余量及公差模锻件水平方向尺寸公差见下表3-1。表3-1模锻件内外表面的加工余量见表3-2表3-2 (1)估算锻件质量。预选单边加工余量为2，计算锻件体积。将锻件分解为简单的几何体相加减，取锻模斜度中间值（预设内模锻斜度=5，外模锻斜度=7），圆角半径忽略不计，这样，将齿轮锻件分解为各个圆柱体相加减。实心体：V1=/4（2212×48+932×10+1342×58）=2868168.8492孔：V2=/4（642×76+732×40）=4

22、11906.782则V锻=V1-V2=2456262.0692V外轮廓包容体=/4×2212×116=4449717.2772锻件质量m锻=2456.262×6.902=16.953 m外=4449.717×6.902=30.712.（2）计算形状复杂系数SS=m锻/m外=16.953/30.712=0.55所以该齿轮形状复杂系数为S2级，（3）22CrMnMo的材质系数为M1。（4）计算加工余量及公差零件加工精度为一般加工精度，锻件在半连续式炉中加热，查表5.27【1】，水平及高度方向单边加工余量为2-2.5，锻件内孔直径机械加工单边余量为2，查表5.

23、26【1】。3.3 技术条件（1）图上未注明模锻斜度为7；（2）图上未注明圆角半径为R5；（3）查锻模简明设计手册表5.18【1】知，允许的错差量1.5；（4）查锻模简明设计手册表5.18【1】知，允许的残留的飞边公差1.4；（5）允许的表面缺陷深度a、不加工面缺陷深度1.5；b、加工面缺陷深度实际余量的1/2。（6）锻件热处理：正火达到dB=39(HB241)；（7）锻件表面清理：酸洗；（8）尺寸按交点注；（9）未注尺寸公差不检查；3.4 模锻斜度为便于从模膛中取出锻件，模锻件上平行于锤击方向的表面必须具有斜度，成为模锻斜度，一般为5-15之间，未注明取外模锻斜度为=7，内模锻斜度为=10。

24、3.2 圆角半径查表5-7【1】和5-8【1】，考虑制件倒角值和加工余量，r=余量+零件的倒角值=3.0mm，R=余量+零件的倒角值=5 mm，则内圆角半径R=5 mm。4冲孔连皮设计 由于锤上模锻时不能靠上、下模的突起部分把金属完全排挤掉，因此不能锻出通孔，终锻后，孔内留有金属薄层，称为冲孔连皮，锻后利用压力机上的切边模将其除去。常用的连皮形式是平底连皮，如图所示，连皮的厚度t在4-8mm范围内,可按下式计算：S=0.45d-0.25×h-5+0.6h =0.4564-0.25×58-5+0.658=7.57mm取厚度为8 mm式中 d-锻件内孔直径，单位为 mm; h-

25、锻件内孔深度，单位为 mm；连皮上的圆角半径R1应大于内圆角半径，R1=R+0.1h+2=5+0.158+2=12.8mm所以取圆角半径R1=13mm.孔径d<25mm或冲孔深度大于冲头直径的3倍时，只在冲孔处压出凹穴，上述各参数确定后，可绘制出锻件图。分模面选在锻件高度方向的中部，由于零件轮辐部分不加工，故无加工余量。图中内孔中部的两条直线为冲孔连皮切掉后的痕迹。图4.15.设计终端模膛终锻型槽是各种型槽中重要的型槽，用来完成锻件最终成形，终锻件型槽按热锻件图制造和检验。所以终锻模膛设计的主要内容是绘制热锻件图，供制造模膛用，热锻件图以冷锻件图为依据，热锻件图的尺寸标注，高度方向尺寸以

26、分模面为基准，以便于锻模机械加工和准备检验样板。其次考虑到金属冷缩现象，热锻件图上所有的尺寸应计入收缩率，即:L=l(1+)L热锻件尺寸l冷锻件尺寸终锻温度下金属的收缩率钢的收缩率一般为0.81.5，此锻件考虑收缩率为1.5。由于此锻件形状并不复杂，所以并不需要设置预锻模膛。5.1绘制齿轮热锻件图209×（10.025）mm214.2mm138×（10.025）mm134.6mm52×（10.025）mm53.3mm25×（10.025）mm25.6mm17×（10.025）mm17.4mm11×（10.025）mm11.3mm5.2

27、计算设计飞边槽的尺寸飞边槽形式5.2.1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；容纳多余金属；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。5.2.2计算方法：按照锻件在水平面上的投影面积；A锻件在分模面上的投影面积也可按锻锤吨位确定毛边槽尺寸查锻造工艺学与模具设计表414的飞边槽结构形式如下图所示5.3钳口的确定钳口终锻和预锻模膛前方，由夹钳口与钳口颈部两部分组成，夹钳口尺寸主要依据夹钳尺寸和料头直径而定的，应保证夹料钳子能自由操作。通常在模膛前端设计有钳口，钳口与模膛相通的沟槽称为浇口，钳口主要用来容纳夹持坯料的夹钳和便于锻件从模膛中取出。圆饼类锻件，设计钳

28、口只是为了锻出模方便和用作浇口，如钳口只起浇口作用，则宽度B=G30（mm），G为锻件质量（）锻锤吨位（kN） 203050100160B(mm)5065801001206.确定终锻模设备吨位6.1 热模锻曲柄压力机的确定所需锻压力F K K A （41式中K 应变速度系数K 变形方式和摩擦条件影响系数终锻温度下坯料真实屈服强度（MPa）,锻造用钢查表48，锻造用有色金属查表49锻件在与锻压力方向垂直的平面上的投影面积对带飞边的锻件，要求包括飞边桥部F 所需锻压力（N）6.2 公称吨位的确定F= (1.21.25) F （42）为了安全选用的热模锻曲柄压力机，液压机，螺旋压力机公称吨位F比所需

29、的锻压力F 大。6.3 压力吨位的计算查表48 46MPa查表46K 1.8查表47K 3终锻模温度为800代入式中最大的锻压力F 1.8×3×86×80887N 37564KN 压力机公称吨位F=1.2 F 45079KN 查表45选用50000KN热模锻曲柄压力机。6.4 锻锤吨位的确定确定设备吨位可按经验公式G（10.005D ）（1.12D ）²×0.750.001 D ²D ×也可按以下计算锻锤一次打击的能量为W2gV ²一次打击下坯料变形功为F H根据能量守恒定律得：F H=n W2gV ²（

30、43整理得：W= F H2gnV ²式中W锻锤落下部分的重力（N）F 锻压力（N），可以用（41计算H锻锤压下量（m），在终锻时为（1.21.5×0.01mn锻锤打击效率，自由锻取0.8，模锻取0.9g重力加速度，一般为9.8ms ²V打击速度，锻锤一般为6ms查表48 86MPa查表46K 2.75查表47K 3代入式（41中F K K A（2.75×3×86×80887）N57389KN代入式（43）中W= F H2gnV ²（57389×1.4×0.01×2×9.80.9

31、5;6 ²N48.6KN按表（44）选用30KN锤即5吨模锻锤。7.设计制坯模锻对于形状复杂的模锻件，为了使坯料基本接近模锻件的形状，以便模锻时金属能合理分布，并很好的充满模膛，必须预先在制坯模膛内制坯。制坯模膛有一下几种：7.1拔长模膛 减小坯料某部分的横截面积，以增加其长度。如图2-19所示。图2-19 拔长模膛 a）开式 b）闭式7.2滚挤模膛 减小坯料某部分的横截面积，以增大另一部分的横截面积。主要是使金属坯料能够按模锻件的形状来分布。滚挤模膛也分为开式和闭式两种，如图2-20所示。图2-20 滚挤模膛 a）开式 b）闭式7.3弯曲模膛 使坯料弯曲，如图2-21所示。图2-2

32、1 弯曲模膛 7.4切断模膛 在上模与下模的角部组成一对刃口，用来切断金属，如图2-22所示。可用于从坯料上切下锻件或从锻件上切钳口，也可用于多件锻造后分离成单个锻件。图2-22 切断膛 此外，还有成形模膛、镦粗台及击扁面等制坯模膛。7.5制坯工步的确定齿轮锻件常用的镦粗和终锻两个工步在镦粗时坯料圆柱的氧化皮可以去掉将镦粗后的圆饼立起来轻压一下可去掉坯料端面的氧化皮8.确定坯料长度锻件体积Vd=6370214mm³；飞边体积按飞边槽容积的50计算，圆饼类锻件一般用镦粗制坯，所以毛坯尺寸应以镦粗变形为依据进行计算。毛坯体积为：V坯=（1+K）V 则毛坯直径为D坯=1.13（1+k）Vd

33、m 其中K宽裕系数，考虑到锻件复杂程度影响毛边体积，并计及火耗率，对圆形锻件K=0.120.25m毛坯高度与直径之比值，一般取m=1.82.2该齿轮锻件采用镦粗到坯后终锻碾平。为使终锻时定位容易，成形良好镦粗后尺寸控制在端面直径为66mm，中间直径80mm，厚度为60mm。选用圆钢作为原材料，锻件体积：Vd=6370214mm³计算飞边体积：飞边槽尺寸为b=14mmb=40mmA376mm²9.锻模结构设计锻模的结构设计对锻件品质，生产率，劳动强度，锻模和锻锤的使用寿命等有很大的影响，锻模的结构设计应着重考虑模膛的布排，错移力的平衡以及锻模的强度、模块尺寸、导向等等。锤锻模

34、结构设计任务：（1）型槽在模块上的合理布排，（2）型槽之间和型槽至模块边缘的壁厚，（3）模块尺寸、质量、纤维方向要求（4）平衡错移力的锁扣形式。9.1模膛布置对于此锻件，镦粗台布置在锻模的左上角，高度是固定的，坯料镦粗后距各边缘不小于10mm由于是轴对称锻件，故终锻模模块压力中心就是锻件的几何中心，应与锻模中心重合，以保证锻件质量，减少错差量。9.2镦粗台的设计按>D镦>在193mm与140mm之间取D镦= 160mm。考虑到镦粗后肧料边缘到镦粗台边缘距离各取30mm，镦粗台宽度为200mm。镦粗台高度；考虑到锻模在镦粗时锻模不打靠，故镦粗台高度取35mm。9.3模块尺寸及要求模块

35、尺寸除了与型槽数、型槽尺寸、排列方式和各型槽间的最小壁厚有关外，还需考虑设备的技术规格。承击面，承击面积为模块在分模平面上的面积减去备型槽、毛边槽。锁扣和钳口所占面积。承击面积一般按经验公式S=（3040G,计算式中S单位为²，G为锻锤吨位，单位为KN。查锻压课本P154表429得最小承击面积为300²模壁厚度，由模膛到模块边缘，以及模膛之间的壁厚都称为模壁厚度，模壁厚度在保证足够强度的情况下应尽可能减小。根据锻压课本P152图4113可初步确定模壁厚度50mm。模块宽度，为保证模锻不与锤的导轨想碰，模块最大宽度Bmax应保证模块边缘与导轨间留有单边距离大于20mm，模块最

36、小宽度也要求至少超出燕尾每边10mm，燕尾中心线到锻模边缘的最小尺寸为B B210（mm）模块高度，锻模高度根据型槽最大深度和锻模最小闭合高度确定。模块最小闭合高度Hmin应根据型槽最大深度h确定，上下模的最小高度加上过度垫模的高度应不小于锻模要求的最小装模高度，查资料模块高度的极限尺寸Hmax为350mm，Hmin为240mm。模块长度，根据模膛长度和模壁厚度确定。模块质量，为保证锤头运动性能，上模块最大质量不得不超过锻锤吨位的35。锻模检验角，是锻模上两个加工侧面所构成的90°角，这两个侧面带一般刨进深度5mm，高度50100mm。由以上要求及已知条件，模块尺寸确定的原则是根据锻

37、模中模膛的数量和尺寸进行布排，得出锻模必需的模块最小轮廓尺寸，然后选取标准中相近的较大值：锻模中心与模块中心的偏移量S1.4；锻模允许的最小承击面为分模面减去模膛和飞边槽的面积；9.4模块材料上模和下模都是5CrMnMo9.5燕尾槽尺寸宽度B=300mm高度h=66mm10.模锻工艺流程预热：机械化炉预热；下料：1000吨剪床热剪切下料；模锻：5吨模锻锤，镦粗终锻；热切边：500吨压床切边冲孔；热处理：正火dB3.9（HB241）;表面清理：喷丸机抛丸；锻件品质检验；入库。11.模锻后续工序坯料在锻模内制成模锻件后，还须经过一系列休整工序，以保证和提高锻件质量。修整工学包括以下内容：（1）切边

38、与冲孔 模锻件一般都带有飞边和连皮，须在压力机上进行切除。切边模，由活动凸模和固定凹模组成。凹模的通孔形状与锻件在分模面上的轮廓一致，凸模工作面的形状与锻件上部外形相符。冲孔模，凹模作为锻件的支座，冲孔连皮从凹模孔中落下。本设计采用切边冲孔复合膜来实现锻件的切边冲孔。（2）校正 在切边及其它工序中都可能引起锻件的变形，许多锻件，特别是形状复杂的锻件在切边冲孔后还应该进行校正。校正可在终锻模膛或专门的校正模内进行。（3）清理 为了提高模锻件的表面质量，改善模锻件的切削加工性能，模锻件需要进行表面清理，去除在生产中产生的氧化皮、所沾油污及其它表面缺陷等。11.1切边与冲孔11.1.1切边和冲孔的方

39、式及模具类型 设备：切边压力机或摩擦压力机。液压机(特大锻件如100 KN以上锤产锻件)。 模具构成：冲头(凸模)、凹模。弯曲、拉伸现象：由于冲头、凹模之间有间隙。切边冲头：推压锻件，只起传递压力的作用；凹模的刃口：剪切作用。 有时冲头与凹模同时起剪切作用。冲孔时，情况相反，冲孔凹模只起支承锻件的作用，冲孔冲头起剪切作用。 切边和冲孔分为：热切、热冲和冷切、冷冲两种。热切和热冲：与模锻工序在同一火次，即模锻后立即切边和冲孔。冷切和冷冲：模锻件冷却后集中在常温下进行。 热切和热冲的力：压力比冷切、冷冲小得多，约为后者的 20%，同时，热态下切边和冲孔，具有较好的塑性，不易产生裂纹。 冷切、冷冲优

40、点：劳动条件好，生产率高，锻件走样小，凸凹模的调整和修配比较方便。缺点：所需设备吨位大，锻件易产生裂纹。易采用热切、热冲的件：大、中型锻件，高碳钢、高合金钢、镁合金锻件，及切边后还需采用热校正、热弯曲的锻件；易冷切、冷冲件：含碳量低于0.45%的碳钢或低合金钢的小型锻件以及非铁合金锻件。 切边、冲孔模分类：简单模、连续模和复合模 。简单模：用来单独完成切边或冲孔。连续模：在压力机的一次行程内同时进行一个锻件的切边和另一个锻件的冲孔。复合模：在压力机的一次行程中，先后完成切边和冲孔。11.1.2切边模切边模构成：切边凹模、切边冲头、模座、卸毛边装置等零件。 切边凹模的结构及尺寸 切边凹模有：整体

41、式、组合式 。整体式凹模：适于中小型锻件，特别是形状简单、对称的锻件。组合式凹模：两块以上的凹模模块组成，制造比较容易，热处理时不易淬裂，变形小，便于修磨、调整、更换，多用于大型或形状复杂的锻件。组合式切边凹模刃口磨损后，可将各分块接触面磨去一层，修整刃口恢复使用。对于受力受热条件差，最易磨损的部位应单独分为一块，便于调整、修模、更新。 切边凹模的刃口用来剪切锻件飞边，应制成锐边。刃口的轮廓线：按锻件图在分模面上的轮廓线制造。热切则按热锻件图制作；冷切则按冷锻件图制作。如果凹模刃口与锻件配合过紧，则锻件放入凹模困难，切边时锻件上的一部分金属会连同飞边一起切掉，引起锻件变形或产生毛刺，影响锻件品

42、质。若凹模与锻件之间空隙太大，则切边后锻件上有较大的残留毛刺，增加打磨毛刺的工作量。 凹模落料口形式：直刃口、斜刃口、堆焊刃口直刃口当刃口磨损后，将顶面磨去一层，即可达到锋利，并且刃口轮廓尺寸保持不变。直刃口维修虽方便，但切边力较大，用于整体式凹模。斜刃口切边省力，但易磨损，主要用于组合式凹模。刃口磨损后，轮廓尺寸扩大，可将分块凹模的接合面磨去一层，重新调整，或用堆焊方法修补。堆焊刃口凹模体：铸钢浇注而成；刃口：则用模具钢堆焊；大大降低模具成本。刃口顶面应做成凸台形式：使锻件平稳地放在凹模洞口。切边凹模的结构和尺寸 ，如图121（12-1）（12-2）11.1.3切边冲头的设计和固定方法切边冲

43、头起传递压力的作用，与锻件需有一定的接触面积(推压面)，且形状要吻合，不均匀的接触或推压面太小，切边时锻件因局部受压而发生弯曲、扭曲和表面压伤等缺陷，影响锻件品质，甚至造成废品。为避免啃坏锻件的过渡断面处，应在该处留出空隙。 为便利冲头加工，冲头并不需要与锻件所有接触面接触，可作适当简化。也可将锻件形状简单的一面作为切边时的承压面。 切边时，冲头一般进入凹模内，冲头、凹模之间应有适当的间隙 。间隙过大，不利于冲头、凹模位置的对准，易产生偏心切边和不均匀的残余毛刺；间隙过小，飞边不易从冲头上取下，而且冲头、凹模有可能会互啃。切边模的性质不同，间隙也不同。当间隙较大时，凹模起切刃作用，间隙 较小，

44、冲头、凹模同时起切刃作用。对于凹模起切刃作用的凸凹模间隙，根据垂直于分模面的锻件横截面形状及尺寸不同，按图12-3确定（12-3）切边凸凹模的间隙楔、键定位 ；压力机上紧固装置，特点是夹持方便，牢固程度较好，适于紧固中小型锻件的切边冲头 ；压板、螺栓：将冲头直接紧固在滑块上,特别大的锻件。定位方式如图12-4（12-4）冲头直接固定在滑块上11.2切边冲孔复合膜切边冲孔复合膜的结构和工作过程如下图压力机滑块处于最上位置时，拉杆5通过其头部将托架6拉住，使横梁15及顶件器12处于最高位置，此时将锻件放入凹模9并落于顶件器上，滑块下行时，拉杆与凸模7同时向下移动，托架、顶件器以及锻件靠自重同时向下

45、移动，当锻件与凹模刃口接触时，与顶件器脱离，滑块继续下移，凸模与锻件接触并接触并推压锻件，将毛边切除，随后锻件内孔连皮与冲头13接触，冲连皮完毕后锻件落在顶件器上。滑块向上移动时，凸模与拉杆同时上移，在拉杆上移一段距离后，其头部又与托架接触，带动托架、横梁与顶件器一起上移，并将锻件顶出凹模。12.锻模使用时必须注意的问题使用中技术检查，模具在使用前需要检查其制造质量；模具的安装，必须装正装紧，并注意符合其他所有要求；模具的预热，为保证模具的正常使用，延长模具寿命，锻打前模具必须预热，模具预热有助于坯料保温；终锻温度，坯料的终锻温度不得低于锻造工艺的要求；模具的冷却，在锻打的过程中，模具温度很快升高，为防止模具过热产生退火，模具温度不允许超过400 ，为此，在锻打过程中必须进行冷却，冷却方法可采用外冷法和内冷却法；润滑，及时的润滑锻模以减少摩擦力，有些润滑剂也兼起冷却锻模的作用；清除氧化皮，氧化皮对锻件质量和模具寿命影响很大，要及时清除氧化皮。 黄河科技学院毕业设计(论文) 第 32 页结论本此设计内容是三四速轮 锻模和切边冲孔复合模设计，随着科学设计技术的发展，锻压设备不断创新，品种繁多。但在但锤上模锻仍占居主要地位。本次设计选用5t模锻锤，在500T切边压床上进行切边冲孔。模锻