锤锻模设计

出处：按学科分类—工业技术 江苏科学技术出版社《模具工简明实用手册》第371页（4638字）

(一)锻件图设计

1．分模面

通常所使用的开式锤上模锻，其锻件分模面的选择原则见表5．2－13。

表5．2－13 锤上模锻锻件分模面的选用原则

2．模锻斜度(表5．2－14)

表5．2－14 模锻斜度 (。)

3．圆角半径(表5．2－15)

表5．2－15 圆角半径 (mm)

4．连皮及压凹(表5．2－16)

表5．2－16 连皮尺寸 (mm)

5．飞边槽

飞边槽形式见图5．2－10。

图5．2－10 飞边槽形式

飞边槽的尺寸可按以下公式计算：

式中 h——飞边槽桥部高度；

Af——锻件在水平面上的投影，用于镦粗的锤上模锻终锻模膛由h值查表5．2－17可得到飞边槽的其他有关尺寸。

表5．2－17 飞边槽尺寸 (mm)

飞边槽尺寸也可根据生产经验按照锻锤的吨位确定(表5．2－18)

表5．2－18 飞边槽尺寸与锻锤吨位的关系 (mm)

6．技术条件

在锻件图上无法表示的技术参数，均列入技术条件加以说明。技术条件一般包括以下内容：图上未标注的模锻斜度；图上未标注的圆角半径；某些形位公差要求，如直线度、平面度等要求；锻件的热处理要求，如正火或调质处理；锻件的表面清理要求，如喷砂、抛丸、酸洗或滚筒清理等要求。

(二)模膛设计

1．终锻模膛设计

(1)热锻件图

考虑锻件加热时的热膨胀，在冷锻件图的基础上各尺寸均增加一个热膨胀量，便可绘出热锻件图。常用金属的热胀冷缩率见表5．2－3。

终锻模膛完全按照热锻件图上的尺寸制造。

(2)飞边槽

终锻模膛周边飞边槽的形式按图5．2－10选用，尺寸按表5．2－17确定。

(3)钳口

终锻模膛和预锻模膛常用的钳口形式见图5．2－11，其尺寸由表5．2－19和表5．2－20确定。

图5．2－11 常用的钳口形式

表5．2－19 钳口尺寸 (mm)

表5．2－20 钳口颈尺寸 (mm)

2．预锻模膛设计

预锻模膛是在终锻模膛的基础上进行设计的。预锻模膛与终锻模膛的不同之处见表5．2－21。

表5．2－21 预锻模膛、终锻模膛的不同之处

3．制坯模膛设计

(1)圆饼类锻件的制坯模膛

圆饼类锻件在预锻或终锻之前常在镦粗台上进行墩粗制坯工序。镦粗台的边缘应倒成圆角，镦粗后坯料直径距各边缘应有5～10mm的间隙。

(2)长轴类锻件的制坯模膛

长轴类锻件的制坯模膛种类、尺寸计算分别见表5．2－22～5．2－26。

表5．2－22 拔长模膛种类及尺寸 (mm)

注：d_min——计算毛坯的最小直径； V_杆——计算毛坯杆部体积；

L_杆——计算毛坯杆部长度； d_坯——坯料直径；

L_坯——坯料长度； h——拔长坎高度。

表5．2－23 滚压模膛的尺寸 (mm)

注：d_计——计算毛坯相应处的直径； d_坯——坯料直径；

A_坯——坯料断面积； h_min——模膛最小深度；

d_max——计算毛坯最大直径； a_坯——方坯边长；

A_杆均——计算毛坯杆部平均断面积； δ——收缩率。

毛刺槽尺寸b仅适用于闭式滚压模膛。

表5．2－24 压肩模膛尺寸计算 (mm)

注：d_计——计算毛坯直径；

d_坯——坯料直径；

A_坯——坯料断面积；

h_min——压肩模膛最小深度。

表5．2－25 成型模膛尺寸计算 (mm)

表5．2－26 弯曲模膛尺寸 (mm)

注：b_锻——锻件平面图上相应处尺寸； A_坯——坯料断面积；

h_min——模膛的最小高度； h——模膛高度。

①拔长模膛(表5．2－22)。

②滚压模膛。常见的滚压模膛形式见图5．2－12，其主要尺寸可查表5．2－23确定。

图5．2-12 滚压模膛形式

③压肩模膛，压肩模膛尺寸见表5．2－24。

④成型模膛，成型模膛尺寸见表5．2－25。

⑤弯曲模膛，弯曲模膛尺寸见表5．2－26。

⑥切断模膛，切断模膛常布置在锻模的四角。较典型的切断模膛的形式及尺寸见图5．2－13。

图5．2－13 切断模膛

⑦压扁台，压扁台常见的形式见图5．2－14。其尺寸按下式计算：

图5．2－14 压扁台

B=B_坯+40(mm)

L=L_坯+40(mm)

式中 B_坯、L_坯——压扁后毛坯的宽度和长度。

(三)毛坯尺寸的确定

1．长轴类锻件

首先计算出坯料的截面积，其计算公式见表5．2－27。

表5．2－27 锤上制坯的坯料截面积计算

然后按国标选择相近的钢材尺寸，并计算出坯料的实际截面积A_坯。

最后确定坯料的长度：

V_坯=(V_锻+V_飞)(1+δ)

式中 l_钳——夹钳料头长度；

V_坯——坯料体积；

V_锻——锻件体积；

V_飞——飞边与连皮的总体积；

δ——火耗率。其值可参见表5．2－28。

表5．2－28 火耗率 (%)

2．圆饼类锻件

首先算出计算坯料的直径D_坯′，其公式如下：

方坯边长

式中 V_坯——坯料体积，且V_坯=(V_锻+V_飞)(1+δ)

然后选择与国标相近的D_坯和B_坯。

最后确定坯料的长度L_坯，其值可按下式计算：

(四)锻锤吨位计算

锻锤吨位可由经验公式计算：

G=(3．5～6．3)kA

式中 G——锻锤落下部分重量(t)；

A——锻件和飞边在分模面上的投影面积(mm²)；

k——材料系数。低碳钢为0．9；中碳钢为1．0；合金结构钢为1．1～1．25；合金工具钢为1．55。

锻件形状简单或生产率不高时，可取系数3．5，而6．3则用于锻件形状复杂或生产率高的情况。