第三章 模型锻造

模锻

模锻：是在高强度金属锻模上预先制出于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。模锻与自由锻相比，具有以下特点：⑴生产率高、易于机械化，可成批大量生产；⑵锻件尺寸精度高、表面粗糙度值小，可以减少机械加工余量和余块的数量，节省金属材料和加工工时。

模锻与自由锻相比，具有以下特点：但与自由锻相比较,模锻时金属坯料的热变形完全是在模具的模膛内进行的。通过锻模对坯料整体锻打成形，需要的变形力较大，故需要能力较大的专用设备且模具费用昂贵。但它可锻造形状复杂的锻件,因此，模锻适用于150㎏以下的中、小型锻件的大批量生产。分类：

按设备类型模锻可分为锤上模锻、胎模锻、压力机上模锻等。一、锤上模锻

锤上模锻使用的主要设备是蒸汽—空气模锻锤，其结构和工作原理与是蒸汽—空气自由锻锤相似。由于模锻锤受力大，所以要求设备的刚性好，导向精度高，因此砧座与机架连成一个整体，形成封闭结构；锤头与导轨之间的配合间隙小，锤头运动精确，能保证工作时锻模的上、下模合模准确。模锻锤吨位是锻锤落下部分的质量，为1～16t，锻件质量0.5～150㎏。蒸汽－空气模锻锤一、锤上模锻

形状简单的锻件可在单模膛内锻造成形，称单模膛模锻，见图；复杂的锻件，必须在几个模膛内锻造后才能成形，称多模膛模锻，见图。一、锤上模锻

单模膛锻造一、锤上模锻

一、锤上模锻

单模膛锻模

锻模由上、下模组成。上模和下模分别安装在锤头下端和模座上的燕尾槽内，用楔铁紧固。上、下模合在一起，形成完整的模膛。根据模膛作用不同，分为模锻模膛和制坯模膛。1.模锻模膛模锻模膛又可分为预锻模膛和终锻模膛。

⑴预锻模膛为了改善终锻时金属的流动条件，避免产生充填不满和折迭，使锻坯最终成形前获得接近终锻形状的模膛，它可提高终锻模膛的寿命。其结构比终锻模膛高度大、宽度小、无飞边槽，模锻斜度和圆角大。⑵终锻模膛模锻时最后成形用的模膛，与热锻件图上相应部分的形状、尺寸一致。模膛周围设飞边槽，通孔锻件需留冲孔连皮。⒉制坯模膛用以初步改变毛坯形状、合理分配金属，以适应锻件横截面积和形状的要求，使金属能更好地充满模锻模膛的工序称为制坯工序。制坯模膛⑴拔长模膛作用是减少坯料某部分的横截面面积，增加该部分的长度，当模锻件沿轴向各横截面积相差较大时，采用拔长模膛。⑵滚压模膛其作用是减小坯料某部分横截面积，增大另一部分的横截面积。当模锻件沿轴线的各横截面面积相差不很大时或作修整拔长后的毛坯时，采用滚压模膛。⑶弯曲模膛其作用是弯曲杆类模锻件的坯料⑷切断模膛其作用是切断金属。单件锻造时，用它从坯料上切下锻件或从锻件上切下钳口，多件锻造时，用它来分离成单个件。模锻工艺规程的制定

工艺规程的内容包括：绘制模锻件图、坯料计算、确定锻造工步、选择锻造设备等。

1、绘制模锻件图

1)确定分模面：是上下锻模在模锻件上的分界面。【零件图】【实物图】确定原则：①易取：分模面应选在模锻件最大尺寸的截面上。②上下两模沿分模面的模膛轮廓一致，防错模。③深度最浅，使金属很容易充满模膛，便于取出锻件。④分模面应使零件上所加的敷料最少。⑤最好使分模面为一个平面，使上下锻模的模膛深度基本一致。图中选d-d是最合理的

2)确定模锻件的起模斜度与圆角【模锻件】【模锻件实物图】

模锻斜度一般5°~15°，α2-α1=2°~5°。当模膛宽度b小而深度h大时，模锻斜度要取大些。内壁斜度要略大于外壁斜度。模锻圆角半径

锻件上所有转角处都应做成圆角；内圆角半径（R）应大于外圆半径（r）。3）确定锻件加工余量和公差余量：一般为1~4mm；公差：一般取在±0.3~3mm之间。

4）留出冲孔连皮

d<25mm孔一般不锻出；

d>25mm孔带冲孔连皮；连皮厚度s与d有关：

d=30~80→

s=4~8mm。

齿轮坯模锻件图粗实线：锻件的形状；双点划线：零件的轮廓形状2.确定模锻工步

模锻工步主要根据模锻件的形状和尺寸来确定。模锻件按形状分为两大类：

(1)长轴类

此类锻件的长度明显大于其宽度和高度，如台阶轴、曲轴、连杆、弯曲摇臂等。锻造时锤击方向垂直于锻件轴线，常选用拔长、滚压、弯曲、预锻和终锻等工步。

(2)盘类

此类锻件主轴尺寸较短，在分模面上投影为圆形或长宽尺寸相近，如齿轮、法兰、十字轴、万向节叉等。模锻时，坯料轴线方向与锤击方向相同，金属沿高度、宽度和长度方向同时流动。常采用镦粗或压扁等工步制坯，然后终锻。形状简单的锻件可直接终锻成形。3模锻零件的结构工艺性1）模锻件应具有合理的分模面、模锻斜度和圆