第十二章 压力机模锻工艺及模具设计

锻造工艺与模具设计课程设计一、课程背景锻造工艺是金属加工技术中的一种重要工艺，广泛应用于航空、航天、军工、汽车、机械等领域。

模具设计则是锻造工艺的关键技术之一，决定了锻件的成形质量和生产效率。

针对行业对锻造工艺及模具设计相关人才的需求，本课程将系统、全面地介绍锻造工艺和模具设计的基本概念、原理及应用，同时重点培养学生应用相关软件和设备进行模具设计和加工的能力。

二、课程目标1.掌握锻造工艺和模具设计的基本概念、原理2.熟练掌握常用的模具加工设备和软件的使用方法3.较好地运用理论知识进行锻造工艺和模具设计的实际应用4.能够完成简单锻造工艺和模具设计的任务三、课程大纲1. 锻造工艺概论1.1 锻造工艺的概念及分类 1.2 锻造工艺的基本原理 1.3 锻造材料的选用1.4 锻造工艺的设备和工具 1.5 锻造工艺中的技术问题及解决方法2. 模具设计基础2.1 模具设计的基本理论 2.2 模具的结构和分类 2.3 模具材料的选用 2.4 模具加工的基本原理 2.5 模具装配、调试和维修3. 模具设计软件应用3.1 常用模具设计软件介绍 3.2 模具设计软件的基本操作 3.3 模具组件的设计与装配 3.4 模具运动分析 3.5 模具加工工艺设计4. 模具加工设备使用4.1 模具加工设备的分类和特点 4.2 模具加工设备的结构和工作原理 4.3 模具加工设备的使用要点 4.4 模具设备维护及损坏处理5. 应用案例分析5.1 锻造工艺和模具设计在实际生产中的应用案例 5.2 分析案例中出现的问题及解决方法 5.3 基于案例进行模具设计和加工实践四、教学方法本课程注重理论与实践相结合，采取授课、演示、案例分析、实验等多种教学方法，提高学生的实际操作能力。

同时，还将组织实地参观和考察，让学生对锻造工艺和模具设计有更深入的了解。

五、教材1.《锻压技术基础》（原书第3版）耿永波、杨忠民编著，机械工业出版社，2012年；2.《模具设计基础》吴强、杨峰编著，中南大学出版社，2019年；3.《UG三维造型教程》（UG NX 10.0版）阎育钧主编，清华大学出版社，2018年。

锻造工艺模具（CAD/CAE）分析与设计姓名：李洋李静涛赵艳峰课程名称：拉杆接头模锻设计指导教师：马瑞班级：07级锻压一班2010年11月拉杆接头模锻设计李洋李静涛赵艳峰（燕山大学机械工程学院）摘要：本次项目是通过锤上模锻成形生产制动器杠杆，锤上模锻主要用于锻件的大批量生产，是锻造生产中最基本的锻造方法。

主要设计步骤有制定锻件图；计算主要参数；确定设备吨位；作热锻件图，确定终锻模膛；确定飞边槽的形式和尺寸；计算毛坯图；选择制坯工步；确定坯料尺寸；设计滚压模膛；设计终锻模膛；绘制锻模图等。

前言：通过这次课程设计，我们掌握了基本的模锻设计理论，积累了一些设计经验，为以后的工作学习奠定了基础。

1.锻件图设计锻件图是根据零件产品图制定的，在锻件图中要规定：锻件的几何形状、尺寸；锻件公差和机械加工余量；锻件的材质及热处理要求以及其他技术条件等内容1.1 分模位置。

为便于锻件脱模，选拨杆锻件的最大投影面为分模面。

1.2 锻件质量锻件质量为2Kg,拨杆材料为45钢，即材质系数为M11.3 拔杆体积拔杆体积为2.68*106mm3 密度：7.85*10-6K g/ mm31.4 锻件复杂系数S=Vd/Vb=2000/(7.46×18.73×5.9×7.85)=0.309，为3级复杂系数S31.5 公差和余量查《锻压手册》表3-1-3[GB12362-1990]【普通级】长度公差为2.2（+1.5 -0.7），高度公差为1.6（+1.1 -0.5），宽度公差为1.6（+1.1 -0.5）错差公差0.5mm 残留边公差0.7mm1.6 机械加工余量余量的确定和锻件形状的复杂程度，成品零件的精度要求，锻件的材质，模锻设备，工艺条件等很多因素有关，为了将锻件的脱碳层和表面的细小裂纹去掉，留有一定的加工余量是必要的该零件的表面粗糙度为∨3（25-100um）查《锻压手册》表3-1-1[GB12362-1990]锻件内外表面的加工余量查得厚度方向1.5-2.0mm 水平方向1.5-2.0mm 取2mm1.7 模锻斜度为了使锻件容易从模膛中取出，一般锻件均有模锻斜度，附加的模锻斜度会增加金属的损耗和机械加工余量，因此在保证锻件出模的前提下，应选用较小的模锻斜度，拔模斜度应按锻件各部分高度和宽度之比值H/B和长度和宽度之比值L/B确定,根据上述原则，该锻件未标注斜率为7°。

多向模锻1 概述多向模锻技术又称多柱塞模锻，是于20 世纪50 年代美国Cameron（卡麦隆）公司提出并实现的锻造新技术，利用可分模具，在多向模锻压机一次行程作用下获得无毛边、无拔模斜度或小拔模斜度、多分枝或有内腔的形状复杂的锻件。

它是一种集挤压、模锻于一体的综合工艺。

与普通模锻相比，能减少工序和节约能源，提高锻件的性能，对实现锻件精化、改善产品质量和提高劳动生产率等方面具有许多独特的优点。

自上世纪五十年代以后，美、英、法、德和原苏联等工业发达的国家，相继推广应用和发展了多向模锻技术。

我国于上世纪六十年代中期，也开始自主研发多向模锻水压机和多向模锻工艺。

1.1 多向模锻的成形原理及类型进行多向模锻的前提条件，必须拥有多向模锻压机，图1-1 是二十二冶集团精密锻造有限公司和清华大学共同研发的40MN 多向模锻压机。

1——上半圆梁2——合模工作缸3——垂直工作缸4——活动横梁15——回程缸6——水平工作缸7——下横梁234图1-1 40MN 多向模锻压机56由图1-1 可知，多向模锻压机和普通模锻压机有很大区别，机架在左右方向设计成一定角度，机架采用钢丝缠绕提供机架垂直方向和水平方向的预紧力多向模锻液压机可以在不同方向按不同顺序用冲头对闭式模具中坯料进行挤压，使其能很好的充满模具型腔。

锻造结束后模具分开，方便从模具型腔内取出锻多向模锻根据锻件的分模方式不同，可以分为三种类型：即垂直分模；水平分模；垂直与水平联合分模( 简称复合分模)，见图1-2 所示。

由图可清楚看到这三种多向模锻的分模方式及其成形原理，如下：图1-2 多向模锻分模方式(1)垂直分模(2) 水平分模(3)复合分模(1) 垂直分模垂直分模是把左右模具固定在压力机的水平缸活塞上，将垂直冲头固定在垂直穿孔缸的活塞上，以水平缸活塞压紧左右模具，把坯料放入模具模腔中，用垂直冲头挤压坯料使坯料填满模具型腔。

锻造结束后，垂直冲头回程，水平缸回程打开左右模具，锻件从模具型腔中取出。

锻造工艺及模具设计资料大家好，我是一名大学教授，今天我来给大家介绍关于锻造工艺及模具设计的资料，希望对大家有所帮助。

1.锻造工艺锻造是将金属材料在一定的温度下通过压力变形达到所需形状的一种工艺。

锻造的主要特点是它是以固态变形为主要手段，对金属材料进行加工，锻件具有纤维结构，具有高的强度、韧性和可靠性。

锻造过程中需要注意以下几点：（1）选材锻造工艺的原料材料主要是金属材料，因此需要选用具有一定延展性、塑性、韧性和可锻性的金属材料进行锻造。

（2）加热锻造过程中需要对金属材料进行加热处理，使其达到适宜的塑性状态。

（3）锻造在适宜的温度下，使用锻压机等设备对金属材料进行锻造，以达到所需形状和尺寸。

（4）退火锻造后的金属材料需要进行退火处理，以恢复其塑性和韧性，保证其使用性能。

2.模具设计模具是锻造工艺中非常重要的工具，其设计质量将直接影响到锻造件的质量和成本。

模具设计需要考虑以下几点：（1）选材模具材料需要具有高强度、高韧性、高耐磨性和高温稳定性。

常用的模具材料有合金钢、合金铸铁、电熔钢等。

（2）结构设计模具结构需要合理设计，以保证锻造件的精度和质量。

通常包括上下模、内芯、外壳、挡料等部分。

（3）冷却设计在锻造过程中，模具需要耐受高温和高压的腐蚀和磨损，因此需要合理设计冷却系统，以提高模具的使用寿命和稳定性。

（4）应力分析在模具设计过程中需要进行应力分析，以确保模具在使用中不会破裂或变形，同时需要加强模具的强度和稳定性。

以上就是关于锻造工艺及模具设计的简单介绍，感谢大家的阅读。

除了以上介绍的基本知识外，我们还可以探讨一些更深入的问题和技术。

1.锻造工艺的分类锻造工艺可以根据材料的状态和加工方式进行分类。

常见的分类有：（1）按材料状态分类：①冷锻：在材料不加热或温度较低时进行的锻造。

②热锻：在材料加热到适宜温度时进行的锻造。

热锻可以分为碳素钢热锻、合金钢热锻、铝合金热锻、镁合金热锻等。

（2）按加工方式分类：①自由锻造：将金属材料置于锻造机上，通过锤击、撞击等方式进行锻造。

毕业设计锻造工艺分析与模具设计引言：锻造是一种常用的金属成形工艺，通过将金属材料加热至一定温度后，施加压力使其发生塑性变形，从而得到有一定形状和性能要求的零件。

锻造工艺及其模具设计对于产品质量和生产效率具有重要影响。

本文将通过对锻造工艺的分析以及模具的设计，来提高锻造工艺的可靠性和效率。

一、锻造工艺分析：1.工件材料选择：锻造材料应具有良好的塑性和延展性，常用的锻造材料有钢、铝合金、铜等。

2.工件形状：锻造可以制造出各种形状的零件，包括轴类零件、板类零件、环件、齿轮等。

根据不同工件形状选择合适的锻造工艺和模具。

3.工艺流程：锻造的工艺流程主要包括预加工、加热、锻造和冷却四个步骤，其中加热和冷却步骤对于工件的质量和机械性能影响较大。

二、模具设计：1.模具材料选择：模具的材料应具有高强度、高硬度和耐磨性，一般选择优质的合金钢或高速钢。

2.模具结构设计：根据工件的形状和要求设计模具的结构，包括模座、上模板、下模板、合模机构等部分。

合理的模具结构能够提高锻造的生产效率和产品质量。

3.模具的制造与使用：模具的制造需要严格按照设计要求进行工艺加工，包括切割、铣削、磨削等工序。

在使用过程中，要注意模具的保养和维护，以延长模具的使用寿命。

三、锻造工艺改进：1.工艺参数调整：通过对锻造工艺参数的优化调整，可以改善工件的质量和机械性能，如锻造温度、锻造速度、锻造压力等。

2.工装夹具设计：合理设计工装夹具能够提高生产效率和工件的一致性，减少工人的劳动强度。

3.自动化生产：采用自动化设备进行锻造，可以减少人力投入，提高生产效率和产品质量。

结论：通过对锻造工艺的分析和模具的设计，可以提高锻造工艺的可靠性和效率，同时改善产品的质量和机械性能。

随着科技的不断进步，锻造工艺将更加高效、精确和自动化。

在实际应用中，我们应根据具体情况进行灵活运用，并不断探索新的锻造工艺和模具设计方法，以满足不断变化的市场需求。

锻造工艺及模具设计资料1. 引言锻造工艺及模具设计在制造业中起着重要的作用。

锻造是一种通过将金属材料加热到可塑性状态并施加压力来改变其形状的金属加工方法，而模具是锻造工艺中的重要工具。

本文将全面、详细地探讨锻造工艺及模具设计，以提供有效的资料和指导。

2. 锻造工艺2.1 锻造的分类根据锻造过程中金属加工状态的不同，锻造可以分为以下几种分类：1.自由锻造：也称为自由落锻，金属材料在锻造过程中在模具中自由地变形。

适用于简单的锻件制造。

2.模具锻造：又称闭口锻造，金属材料在锻造过程中被模具部分包围，形成所需的形状。

适用于复杂的锻件制造。

3.模锻：将已锻造好的零件放入模具中，再施加压力进行二次锻造，用于提高锻件的精度和表面质量。

2.2 锻造工艺的步骤锻造工艺通常包括以下几个步骤：1.材料的准备：选择合适的金属材料，并进行预处理，如清洗、切割等。

2.加热：将金属材料加热到适当的温度，以使其具有足够的塑性。

3.锻造：将加热后的金属材料放入模具中，并施加一定的压力，使其变形成所需的形状。

4.冷却和退火：锻造完成后，对锻件进行冷却和退火处理，以消除应力和提高材料的性能。

5.后续处理：根据需要，对锻件进行表面处理、加工和装配等。

3. 模具设计3.1 模具结构模具是锻造工艺中用于成型金属材料的工具，其设计应满足以下要求：1.结构合理：模具结构应合理设计，以保证锻件的形状、尺寸和性能。

2.耐用性：模具应具有足够的强度和硬度，以保证长时间使用而不产生损坏。

3.操作性：模具的拆装、调整和维护应方便、简单。

4.生产效率：模具应具备高效生产的能力，降低生产成本。

3.2 模具材料选择模具的材料选择要根据锻造材料的特性和锻造工艺的要求来确定。

常用的模具材料包括：1.铸铁：具有良好的切削性和耐磨性，适用于生产批量较大的模具。

2.铸钢：具有较高的强度和硬度，适用于生产要求较高的模具。

3.合金钢：具有优良的耐磨性和热强度，适用于特殊要求的模具。

锻造模具设计摘要模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备,具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点,被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器、仪表等行业。

随着我国汽车工业的迅猛发展，汽车性能不断提高，汽车零部件中对高精度、形状复杂锻件的需求量越来越大，锻造新工艺、省材、节能工艺等技术的开发对于新型汽车零件的生产尤为重要。

我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。

本文主要是以轴类锻件的生产，加工工艺等，设计制造了，一些模具，包括，堕轮锻件的镦粗，终锻等后期加工模具。

首先介绍了，模具的一些简单情况，模具的分类，发展现状和趋势等，其次介绍了，零件的工艺性，毛坯的制定，镦粗，终锻模膛的设计，包括飞边槽的设计。

关键词：模具，终锻模膛，飞边槽，钳口，镦粗An inert wheel forging the design specificationAbstractMold is mechanical manufacturing technology advanced, profoundly important technical equipment，High production efficiency, material with high efficiency and good quality, technology parts good adaptability etc. Characteristics.Widely used in motor vehicles, machinery, aerospace, aviation, light industry, electronics, electric appliances, instruments and other industries.With the rapid development of China's automobile industry,The car's performance to improve, Auto parts of high precision, complicated shape of forging an increasing demand for,Forging new craft, material, energy saving technology province technology development for new type of car parts production is especially important.Our country stamping die in the number no matter, or in quality, technology and ability are already has great development,But with the national economy needs and the advanced world level, compared to a gap still, Some large, sophisticated, complex, the long life of high-grade die every year in the importation of large still, Especially in high-grade car covering mould, at present still mainly rely on imports.The paper is an inert round of forging production, Processing techniques, Design and manufacturing, some mould, including, fall round of forgings upsetting, eventually forging, and trimming punching production processing mould.Firstly introduces, die some simple case, the classification of mould, development situation and trends,Secondly introduces, the technology of parts, blank the formulation, the upsetting, and the design of the chamber forging die,Including flash slots of design, Introduced again, trimming punching the design of the composite film.Key words:Mould,Finally bore, Flash tank,Clamp mouth,Upsetting,Trimming, punching目录1．绪论 (1)1.1模具工业简介 (1)1.2模具分类 (1)1.3热锻的目的有三方面 (2)1.4我国锻造模具发展现状和趋势 (2)2.课题的分析拟定 (3)2.1零件的工艺性分析 (3)2．1.1制件的技术要求 (3)2．1.2确定工艺方案 (4)3.制定锻件图 (5)3.1确定分型面 (5)3.2确定加工余量和公差 (6)3.3估算锻件质量m (7)3.4计算加工余量公差 (7)3.5技术条件 (7)3.6模锻斜度 (8)4.设计终锻模膛 (8)4.1绘制齿轮热锻件图 (8)4.2确定飞边槽的尺寸 (9)4．2.1飞边槽形式 (9)4.2.2飞边槽的作用： (10)4.2.3飞边槽的尺寸确定方法： (10)4.3钳口的确定 (11)5.制坯模膛的设计 (13)5.1确定终锻模设备吨位 (13)5.2设计制坯模锻 (13)5.3制坯工步的确定 (15)5.4确定坯料长度 (15)6.锻模结构设计 (16)6.1模膛布置 (16)6.2镦粗台的设计 (16)6.3模块尺寸及要求 (17)6.4模块材料 (18)6.5燕尾槽尺寸 (18)7.模锻工艺流程 (18)8.锻模模具材料及其热处理的确定 (18)8.1锻锤模及切边模模具材料的确定 (18)8.2模具材料热处理的硬度要求 (18)9.热锻模的失效形式 (19)结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)1．绪论1.1模具工业简介模具工业是国民经济的重要基础工业之一。

第十二章压力机模锻工艺及模具设计压力机模锻是一种常见的金属加工工艺，广泛应用于航空航天、汽车制造、军工等领域。

本章将介绍压力机模锻工艺及模具设计的相关内容。

一、压力机模锻工艺1.模锻概述模锻是利用压力机将金属材料在闭合型模具中进行变形加工的一种工艺。

通过施加压力，金属材料在模具的作用下发生塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的零件。

2.工艺步骤（1）模具准备：制作和安装所需的闭合型模具。

（2）原料准备：选择适合的金属材料，进行预处理，包括加热、清理等。

（3）加热：将金属材料加热至所需的温度，以改变其组织结构和塑性。

（4）装料：将加热后的金属材料放入模具中。

（5）锻造：通过压力机施加压力，使金属材料发生塑性变形，填充模具腔内。

（6）冷却：经过锻造后，将模具中的金属材料冷却至室温，固化成零件。

（7）取出零件：将固化完成的零件从模具中取出。

3.工艺优点（1）能够生产精度高、尺寸稳定的零件。

（2）生产效率高，适合大批量生产。

（3）材料利用率高，产生的废料少。

（4）能够加工复杂形状的零件，适用范围广。

二、模具设计1.模具结构压力机模锻使用的模具一般采用闭合型结构，包括上、下模具、填料板、顶出装置等。

填料板上有零件形状的凹模腔，也可以配合上模具有凸模来实现复杂形状的锻造。

2.模具材料模具材料一般要求具有较高的硬度、耐磨性和热稳定性。

常用的模具材料有合金工具钢、高速钢等。

3.模具设计考虑因素（1）零件形状和尺寸：根据零件的形状和尺寸确定模具的凹模腔形状和尺寸。

（2）锻造温度：根据锻造温度选择合适的模具材料和冷却方式。

（3）填充性能：模具的凹模腔及填料板需要保证足够的填充性能，以确保金属材料能够充分填充模具腔。

三、总结压力机模锻工艺及模具设计是一种重要的金属加工工艺，具有广泛的应用。

通过合理选择模具材料、设计合适的模具结构和凹模腔形状，能够实现高效、高质量的零件生产。

模锻工艺在实践中需要根据不同的零件形状和要求进行调整和改进，以满足不同领域的应用需求。

《锻造工艺及模具设计》课程标准一、课程基本概况课程名称：锻造工艺与模具设计课内总学时：78；讲课学时38；实验（实训）学时10；课程设计学时30。

学分：2课程类别：专业课课程要求：核心（选修）授课对象：机械类学生开课学期：第五学期先修课程：机械原理、机械设计、工程图学等技术基础课使用教材：[1]胡亚民《锻造工艺与模具设计》北京：北京北工业大学出版社，2008 主要参参考资料：[1]洪滇章主编，《锻造实用数据速查手册》北京，机械工业出版社，2007[2]郝滨海主编，《锻造模具简明设计手册》北京，化学工业出版社，2007[3]张海渠主编，《锻压手册锻造(第3版)》北京，机械工业出版社，2008[4]王从曾主编，《模锻工艺学》北京，北京工业大学，2001[5]许并社主编，《成型工艺与模具设计》北京，北京工业大学出版社，2001主讲教师：机械工程系专职教师承担二、课程的任务锻造工艺及模具设计是材料成型及模具专业的一门专业课。

锻造工艺及模具设计课程中介绍的锻造工艺学是利用塑性成形原理，研究如何利用各种锻造工艺有效生产锻件的一门技术科学，实践性较强；同时也是探讨理论知识与生产实际结合的一门应用技术。

从中可以学到分析问题、解决生产实际问题的方法。

在模具制造方面，在金属材枓的选择及热处理知识的基础上，了解材料模具制造特点，能根据不同情况选用模具型腔加工新工艺。

三、课程的性质：《锻造工艺与模具设计》是材料成型与控制专业的主干课程、模具设计与制造专业的专业选修课程。

本课程是研究金属材料体积成形原理、方法和质量控制的技术科学。

为了拓宽模具设计与制造专业学生的就业面，完善学生的知识结构和提高职业综合能力，延伸《冲压工艺与模具设计》教学内容，形成锻压成型工艺课程知识体系，以适应职业岗位需求，选定本课程作为模具设计与制造专业的专业选修课。

四、课程的作用：通过该课程的学习，使学生明确金属材料塑性成型原理及加工工艺方法、常用锻压设备的结构和操作、锻造模具的结构特点、设计理论和设计方法。

锻压工艺与模具设计课程大纲（doc 12页）课程教学大纲编号：南京理工大学泰州科技学院课程教学大纲《工程图形学》（含计算机绘图）、《机械设计基础》、《工程材料及成型工艺》、《机械制造基础》、《数控技术》以及金工实习等。

本课程的主要任务是分析各类锻压成形的变形规律，认识典型锻压成形工艺方法、模具结构和模具制造方法与手段，掌握锻压工艺与模具设计方法、锻压模具制造工艺编制方法。

二、课程的教学目标与基本要求通过本课程学习，要求学生获得下列方面的能力：1．了解锻压变形理论，分析中等复杂锻压件变形特点，制定合理锻压工艺规程的能力。

2．了解锻压设备与模具的关系，选择锻压设备的能力。

3．掌握锻压模具设计计算方法，具备中等复杂锻压模具结构选择和设计的能力，所设计的锻压模具应工作可靠、操作方便、便于加工和装配，技术经济性好。

4．掌握正确选择锻压模具加工方法，制定中等复杂锻压模具制造工艺和装配工艺的能力。

5．初步达到进行分析和处理试模过程中产生的有关技术问题的能力。

三、课程内容1冲压加工概述1.1 冷冲压加工及冲压分类1.1.1 了解冲压与冲模概念；了解冲压工序的分类；了解冷冲模的分类；常识性了解冷冲压现状与发展方向。

1.2 冲压设备及技术参数1.2.1了解常见冲压设备；冲压设备的选用及压力机的主要技术参数。

1.3 模具材料选用1.3.1 了解冷冲压对模具材料的要求；了解冲模材料的选用原则；了解冲模常见材料及热处理要求。

了解冲压成型时金属材料的性能及力学特点。

2冲裁工艺与冲裁模设计2.1 冲裁变形过程分析2.1.1了解冲裁变形时板材变形区受力情况；冲裁变形过程；冲裁件质量及其影响因素。

2.2 冲裁工艺计算2.2.1★掌握冲裁间隙值的计算，掌握凸、凹模刃口尺寸计算原则；凸、凹模刃口尺寸的计算方法。

2.3 冲裁排样设计2.3.1了解材料的合理利用，排样方法；初步了解搭边、条料宽度与导料板间距离的计算。

2.4 冲裁工艺力的计算2.4.1★掌握冲裁力的计算；掌握降低冲裁力的方法。