2021-08-07 15:17
锻模设计对锻件的尺寸精度有很大影响。模膛的尺寸精度和磨损、模具和锻件的热胀冷缩、模具和锻件的弹性变形、锻件的形状和尺寸，以及所选用设备的刚度、精度和吨位大小等对锻件的尺寸精度均有较大影响。
模具的加工***度应当比锻件的精度高两级。精锻时，为能获得***的锻件尺寸，应考虑锻件和模具的弹性变形量，应保证模具有足够的刚度。影响模具刚度的因素有模具结构、模膛位置和模具材料等。
对于模具结构，应力求简单，整体模的刚度较好；采用组合模时，应避免构件间有游隙和较大的弹性变形。
对于模膛位置，应力求模膛中心与滑块（或锤杆）的中心一致，否则会由于偏心力矩使上、下模产生相对转动，造成锻件高度方向和水平方向尺寸偏差。
对于模具材料，应使模具材料本身硬度高、弹性变形小，例如平面冷精压采用 &12MO做精压平板比采用T10A精压后零件中部的凸起高度小，因而零件的精度
锻模设计的正确与否对模具的使用寿命有很大影响。热锻模失效的主要形式有破裂、磨损、热疲劳裂纹（以下简称热裂）和模具发生塑性变形（压塌）等，其中磨损和热裂属正常失效，而破裂和模具发生塑性变形属非正常失效。设计锻模时，为提高使用寿命要同时考虑这四方面的因素，尤其对非正常失效，更应予以重视。
模具承受冲击载荷时更易于破裂，这不仅是由于某些材料（例如高速钢）对冲击载荷具有敏感性，而主要是由模具承受冲击载荷时的受力特点所决定的。例如在冲击载荷下进行闭式模锻时,在毛坯充满模膛之后，如果锤头还有多余的能量则必然还要继续向下移动，多余的能量主要由模具及设备的弹性变形所吸收。当多余能量较大时，根据能量转换原理可以算得此时的锤头打击力是很大的, 它将远远超过锻件变形所需的力量，模具常常因为承受不了这么大的应力而破坏，这尤其是在模具具有应力集中处时更是危险。
磨损是模具与毛坯在高压下相对摩擦的结果，磨损使模具表面不平并且出现沟 痕，这种沟痕有可能引起应力集中造成模具破裂。
热裂是由于模具表面热冷交替反复变化引起异符号热应力的反复作用而产生的。热裂纹呈龟裂状，多发生在模具的突出部；因为突出部容易急冷急热。当模具材料的导热性差、热膨胀系数大、使用温度范围和润滑剂选用不合适时，更易产生 热裂。
模具发生塑性变形的原因是因为模具的硬度过低或锻件的变形抗力过大所引起 的。热锻时由于冷却不好，模具温升较高，引起模具退火而变软。而当坯料温度过低时锻件的变形抗力便会增大。
模具的磨损、热裂以及模具的塑性变形主要与模具材料、工艺操作和模具的润滑有关，模具的结构形式也有较大影响。下面从防止模具的破裂出发介绍有关模具 强度设计方面的问题，以锤上锻模为例介绍开式 锻模的设计，以摩擦压力机上的无飞边模锻为例介绍闭式锻模的设计。模锻在工业生产中占有举足轻重的地位。工矿交通各行各业，如汽车、拖拉 机、机床、矿山机械、动力机械、航天航海等部门，没有现代工业生产技术——模锻的密切配合，其发展以至于生存下去，都是不可设想的。模锻生产能力及其工艺 水平，对一个国家的工业、农业、国防和科学技术所能达到的高度影响很大。
在国外，模锻工艺所以获得如此广泛的应用，是与其具有独特的优越性分不开的，如生产率、金属材料利用率、产品的力学性能等重要技术经济指标方面，均比机械加工，以及同样应用广泛的铸造、焊接工艺占有压倒的优势、正因如此，模锻 工艺虽然由来已久，具有百年计的发展史，但至今其生命力仍与日倶增，正朝着少无切削、机械化、自动化生产的方向发展。
模锻件精度越来越高，可以达到甚至超过机械加工的一般精度水平，如精锻齿轮、精锻叶片、精锻轴类件、冷温挤压标准件等；模锻件重量越来越大，随 着大型模锻设备的出现，模锻件的外径也达到100cm以上；模锻的复杂程度由于 多分模面的出现也得到了明显地提高，多凹挡的带不通孔突缘件已经分模面的模具结构直接成形。 .
一般地说，模锻件复杂程度不如铸件，但是铸件的内部组织和力学能 与模锻件相提并论。经过热处理的模锻件，无论冲击韧度、断面收缩率、•强度等力学性能均占压倒优势。一切重要零件选用模锻方法生产，其根本原因也就在于此。这种势态在可预见的未来，仍然会保持下去。特别是在21世纪高科技迅速发 展当中，应当看到，一切工业部门都将面临着革新浪潮的冲击，届时得以保持下来的，将是采用最新技术的部门，而且会出现不同生产工艺的相互竞争。
毫无疑问，随着模锻技术的日益发展，将更加有力地证明，模锻方法在工业生产中的作用、对国发经济的影响是极其深远的。模锻方法处于毛坯生产的现状不仅 会得到改变，并且要向生产广度开发新领域。
模锻生产经过100多年的发展，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，与其他学科一起支撑 着机器制造业。模锻这门较老学科至今仍朝气蓬勃，在众多的金属材料和成形加工 的国际、国内学术交流及研讨会议上仍十分活跃和较多进展。
随着我国跻身世界钢铁生产大国的行列，钢铁产量巳达6亿多吨，汽车、机 车、地铁、桥梁、发电设备、轮船制造业的飞速发展，对模锻件的需求量日益增 大，必然促进模锻技术的发展，使模锻业与飞跃发展的制造业相适应。
模具的加工***度应当比锻件的精度高两级。精锻时，为能获得***的锻件尺寸，应考虑锻件和模具的弹性变形量，应保证模具有足够的刚度。影响模具刚度的因素有模具结构、模膛位置和模具材料等。
对于模具结构，应力求简单，整体模的刚度较好；采用组合模时，应避免构件间有游隙和较大的弹性变形。
对于模膛位置，应力求模膛中心与滑块（或锤杆）的中心一致，否则会由于偏心力矩使上、下模产生相对转动，造成锻件高度方向和水平方向尺寸偏差。
对于模具材料，应使模具材料本身硬度高、弹性变形小，例如平面冷精压采用 &12MO做精压平板比采用T10A精压后零件中部的凸起高度小，因而零件的精度
锻模设计的正确与否对模具的使用寿命有很大影响。热锻模失效的主要形式有破裂、磨损、热疲劳裂纹（以下简称热裂）和模具发生塑性变形（压塌）等，其中磨损和热裂属正常失效，而破裂和模具发生塑性变形属非正常失效。设计锻模时，为提高使用寿命要同时考虑这四方面的因素，尤其对非正常失效，更应予以重视。
模具承受冲击载荷时更易于破裂，这不仅是由于某些材料（例如高速钢）对冲击载荷具有敏感性，而主要是由模具承受冲击载荷时的受力特点所决定的。例如在冲击载荷下进行闭式模锻时,在毛坯充满模膛之后，如果锤头还有多余的能量则必然还要继续向下移动，多余的能量主要由模具及设备的弹性变形所吸收。当多余能量较大时，根据能量转换原理可以算得此时的锤头打击力是很大的, 它将远远超过锻件变形所需的力量，模具常常因为承受不了这么大的应力而破坏，这尤其是在模具具有应力集中处时更是危险。
热裂是由于模具表面热冷交替反复变化引起异符号热应力的反复作用而产生的。热裂纹呈龟裂状，多发生在模具的突出部；因为突出部容易急冷急热。当模具材料的导热性差、热膨胀系数大、使用温度范围和润滑剂选用不合适时，更易产生 热裂。
模具发生塑性变形的原因是因为模具的硬度过低或锻件的变形抗力过大所引起 的。热锻时由于冷却不好，模具温升较高，引起模具退火而变软。而当坯料温度过低时锻件的变形抗力便会增大。
模具的磨损、热裂以及模具的塑性变形主要与模具材料、工艺操作和模具的润滑有关，模具的结构形式也有较大影响。下面从防止模具的破裂出发介绍有关模具 强度设计方面的问题，以锤上锻模为例介绍开式 锻模的设计，以摩擦压力机上的无飞边模锻为例介绍闭式锻模的设计。模锻在工业生产中占有举足轻重的地位。工矿交通各行各业，如汽车、拖拉 机、机床、矿山机械、动力机械、航天航海等部门，没有现代工业生产技术——模锻的密切配合，其发展以至于生存下去，都是不可设想的。模锻生产能力及其工艺 水平，对一个国家的工业、农业、国防和科学技术所能达到的高度影响很大。
在国外，模锻工艺所以获得如此广泛的应用，是与其具有独特的优越性分不开的，如生产率、金属材料利用率、产品的力学性能等重要技术经济指标方面，均比机械加工，以及同样应用广泛的铸造、焊接工艺占有压倒的优势、正因如此，模锻 工艺虽然由来已久，具有百年计的发展史，但至今其生命力仍与日倶增，正朝着少无切削、机械化、自动化生产的方向发展。
模锻件精度越来越高，可以达到甚至超过机械加工的一般精度水平，如精锻齿轮、精锻叶片、精锻轴类件、冷温挤压标准件等；模锻件重量越来越大，随 着大型模锻设备的出现，模锻件的外径也达到100cm以上；模锻的复杂程度由于 多分模面的出现也得到了明显地提高，多凹挡的带不通孔突缘件已经分模面的模具结构直接成形。 .
毫无疑问，随着模锻技术的日益发展，将更加有力地证明，模锻方法在工业生产中的作用、对国发经济的影响是极其深远的。模锻方法处于毛坯生产的现状不仅 会得到改变，并且要向生产广度开发新领域。
模锻生产经过100多年的发展，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，与其他学科一起支撑 着机器制造业。模锻这门较老学科至今仍朝气蓬勃，在众多的金属材料和成形加工 的国际、国内学术交流及研讨会议上仍十分活跃和较多进展。
随着我国跻身世界钢铁生产大国的行列，钢铁产量巳达6亿多吨，汽车、机 车、地铁、桥梁、发电设备、轮船制造业的飞速发展，对模锻件的需求量日益增 大，必然促进模锻技术的发展，使模锻业与飞跃发展的制造业相适应。
