第三章 模型鍛造

模鍛

模鍛：是在高強度金屬鍛模上預(yù)先制出于鍛件形狀一致的模膛，使坯料在模膛內(nèi)受壓變形，由于模膛對金屬坯料流動的限制，因而鍛造終了時能得到和模膛形狀相符的鍛件。模鍛與自由鍛相比，具有以下特點：⑴生產(chǎn)率高、易于機械化，可成批大量生產(chǎn)；⑵鍛件尺寸精度高、表面粗糙度值小，可以減少機械加工余量和余塊的數(shù)量，節(jié)省金屬材料和加工工時。

模鍛與自由鍛相比，具有以下特點：但與自由鍛相比較,模鍛時金屬坯料的熱變形完全是在模具的模膛內(nèi)進行的。通過鍛模對坯料整體鍛打成形，需要的變形力較大，故需要能力較大的專用設(shè)備且模具費用昂貴。但它可鍛造形狀復(fù)雜的鍛件,因此，模鍛適用于150㎏以下的中、小型鍛件的大批量生產(chǎn)。分類：

按設(shè)備類型模鍛可分為錘上模鍛、胎模鍛、壓力機上模鍛等。一、錘上模鍛

錘上模鍛使用的主要設(shè)備是蒸汽—空氣模鍛錘，其結(jié)構(gòu)和工作原理與是蒸汽—空氣自由鍛錘相似。由于模鍛錘受力大，所以要求設(shè)備的剛性好，導(dǎo)向精度高，因此砧座與機架連成一個整體，形成封閉結(jié)構(gòu)；錘頭與導(dǎo)軌之間的配合間隙小，錘頭運動精確，能保證工作時鍛模的上、下模合模準確。模鍛錘噸位是鍛錘落下部分的質(zhì)量，為1～16t，鍛件質(zhì)量0.5～150㎏。蒸汽－空氣模鍛錘一、錘上模鍛

形狀簡單的鍛件可在單模膛內(nèi)鍛造成形，稱單模膛模鍛，見圖；復(fù)雜的鍛件，必須在幾個模膛內(nèi)鍛造后才能成形，稱多模膛模鍛，見圖。一、錘上模鍛

單模膛鍛造一、錘上模鍛

一、錘上模鍛

單模膛鍛模

鍛模由上、下模組成。上模和下模分別安裝在錘頭下端和模座上的燕尾槽內(nèi)，用楔鐵緊固。上、下模合在一起，形成完整的模膛。根據(jù)模膛作用不同，分為模鍛模膛和制坯模膛。1.模鍛模膛模鍛模膛又可分為預(yù)鍛模膛和終鍛模膛。

⑴預(yù)鍛模膛為了改善終鍛時金屬的流動條件，避免產(chǎn)生充填不滿和折迭，使鍛坯最終成形前獲得接近終鍛形狀的模膛，它可提高終鍛模膛的壽命。其結(jié)構(gòu)比終鍛模膛高度大、寬度小、無飛邊槽，模鍛斜度和圓角大。⑵終鍛模膛模鍛時最后成形用的模膛，與熱鍛件圖上相應(yīng)部分的形狀、尺寸一致。模膛周圍設(shè)飛邊槽，通孔鍛件需留沖孔連皮。⒉制坯模膛用以初步改變毛坯形狀、合理分配金屬，以適應(yīng)鍛件橫截面積和形狀的要求，使金屬能更好地充滿模鍛模膛的工序稱為制坯工序。制坯模膛⑴拔長模膛作用是減少坯料某部分的橫截面面積，增加該部分的長度，當模鍛件沿軸向各橫截面積相差較大時，采用拔長模膛。⑵滾壓模膛其作用是減小坯料某部分橫截面積，增大另一部分的橫截面積。當模鍛件沿軸線的各橫截面面積相差不很大時或作修整拔長后的毛坯時，采用滾壓模膛。⑶彎曲模膛其作用是彎曲桿類模鍛件的坯料⑷切斷模膛其作用是切斷金屬。單件鍛造時，用它從坯料上切下鍛件或從鍛件上切下鉗口，多件鍛造時，用它來分離成單個件。模鍛工藝規(guī)程的制定

工藝規(guī)程的內(nèi)容包括：繪制模鍛件圖、坯料計算、確定鍛造工步、選擇鍛造設(shè)備等。

1、繪制模鍛件圖

1)確定分模面：是上下鍛模在模鍛件上的分界面。【零件圖】【實物圖】確定原則：①易?。悍帜Ｃ鎽?yīng)選在模鍛件最大尺寸的截面上。②上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致，防錯模。③深度最淺，使金屬很容易充滿模膛，便于取出鍛件。④分模面應(yīng)使零件上所加的敷料最少。⑤最好使分模面為一個平面，使上下鍛模的模膛深度基本一致。圖中選d-d是最合理的

2)確定模鍛件的起模斜度與圓角【模鍛件】【模鍛件實物圖】

模鍛斜度一般5°~15°，α2-α1=2°~5°。當模膛寬度b小而深度h大時，模鍛斜度要取大些。內(nèi)壁斜度要略大于外壁斜度。模鍛圓角半徑

鍛件上所有轉(zhuǎn)角處都應(yīng)做成圓角；內(nèi)圓角半徑（R）應(yīng)大于外圓半徑（r）。3）確定鍛件加工余量和公差余量：一般為1~4mm；公差：一般取在±0.3~3mm之間。

4）留出沖孔連皮

d<25mm孔一般不鍛出；

d>25mm孔帶沖孔連皮；連皮厚度s與d有關(guān)：

d=30~80→

s=4~8mm。

齒輪坯模鍛件圖粗實線：鍛件的形狀；雙點劃線：零件的輪廓形狀2.確定模鍛工步

模鍛工步主要根據(jù)模鍛件的形狀和尺寸來確定。模鍛件按形狀分為兩大類：

(1)長軸類

此類鍛件的長度明顯大于其寬度和高度，如臺階軸、曲軸、連桿、彎曲搖臂等。鍛造時錘擊方向垂直于鍛件軸線，常選用拔長、滾壓、彎曲、預(yù)鍛和終鍛等工步。

(2)盤類

此類鍛件主軸尺寸較短，在分模面上投影為圓形或長寬尺寸相近，如齒輪、法蘭、十字軸、萬向節(jié)叉等。模鍛時，坯料軸線方向與錘擊方向相同，金屬沿高度、寬度和長度方向同時流動。常采用鐓粗或壓扁等工步制坯，然后終鍛。形狀簡單的鍛件可直接終鍛成形。3模鍛零件的結(jié)構(gòu)工藝性1）模鍛件應(yīng)具有合理的分模面、模鍛斜度和圓