锻模设计

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《锻造模具设计》课件

促进产业发展
模具设计作为制造业的重要基础，对于推动相关产业的发展具有重要意义，特别是在汽车、航空、能源等领域，模具设计的技术水平和创新能力已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。
模具设计的流程
初步设计
详细设计
绘制图纸
审核与修改
根据产品需求和工艺要求，进行初步的模具结构设计，确定模具的基本布局和功能模块。
材料的强度决定了模具的承载能力和抗变形能力，应根据锻造压力和模具尺寸选择具有足够强度的模具材料。
韧性
材料的韧性决定了模具的抗冲击能力和抗疲劳性能，应根据锻造工艺的要求选择具有良好韧性的模具材料。
材料热处理与表面处理
热处理
通过改变模具材料的内部组织结构，提高其力学性能和延长使用寿命。常见的热处理工艺包括淬火、回火、表面强化处理等。
《锻造模具设计》 PPT课件
目录
CONTENTS
• 锻造模具设计概述 • 锻造模具材料选择 • 锻造模具结构设计 • 锻造模具制造工艺 • 锻造模具应用实例
01 锻造模具设计概述
定义与特点
定义
锻造模具是用于金属材料成型的工具，通过模具的精确设计和制造，可以实现金属材料的塑性变形，从而得到所需形状和性能的零件。
表面处理技术
为了提高模具的耐磨性和抗腐蚀性，需要进行表面处理，如喷涂、渗碳等。
装配与调试技术
将各部件组装在一起，并进行调试，需要采用合适的装配和调试技术，确保模具工作正常、性能稳定。
模具制造中的常见问题及解决方案
加工精度不足
热处理变形
可以通过采用高精度加工设备和工艺来提高加工精度。
可以采用先进的热处理技术和设备，控制热处理过程中的温度和时间，减少热处理变形。

锻模设计(含实例)

• 针对热处理工艺不成熟的问题：在制定热处理工艺时，需要充分了解材料的性质和工艺特点，制定出合理的工艺方案。例如，可以采用适当的淬火和回火工艺，以获得良好的硬度和耐磨性。
• 针对加工精度不足的问题：在加工锻模时，需要采用高精度的加工设备和方法，保证加工精度。例如，可以采用数控加工中心进行加工，以保证尺寸精度和表面粗糙度符合要求。
自动化制造
通过数控机床和机器人技术实现锻模的自动化加工和装配，提高生产效率。
智能化监控
利用传感器和监控系统对锻模使用过程进行实时监测和预警，延长使用寿命。
05
锻模设计中的问题与解决方案
锻模设计中的常见问题
材料选择不当
01
在锻模设计中，材料选择是非常关键的。如果材料硬度、耐磨性和耐热性等性能不符合要求，
强度计算
根据模具的工作条件和材料特性，进行强度计算，以确保模具在工作过程中不会发生破坏。
锻模设计的工艺要求
适应工艺要求
锻模设计应满足锻造工艺的要求，如成形件的结构、尺寸、精度等。
材料选择与热处理
根据模具的工作条件和要求，选择合适的材料，并进行相应的热处
锻模设计实例
高强度钢
采用高强度钢作为锻模材料，提高其耐磨性和抗疲劳性能。
硬质合金
在特定区域使用硬质合金材料，增强锻模的耐热性和硬度。
复合材料
利用复合材料的特点，如低热膨胀系数和良好的耐磨性，优化锻模设计。
锻模设计的智能化与自动化
01
02
03
智能化设计
借助人工智能技术，自动优化锻模设计方案，减少人为因素导致的误差。
会导致锻模寿命缩短，甚至引发安全事故。
热处理工艺不成熟
03
热处理工艺对锻模的硬度和耐磨性等性能影响很大，如果工艺不成熟，会导致锻模性能不稳

锻造工艺与模具设计-锤上模锻

圆饼类锻件
a) 简单形状 b) 较复杂形状 c) 复杂形状
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第二类锻件：长轴类锻件主要特点：
①锻件的主轴线尺寸大于其它两个方向的尺寸； ②变形工序的锻击方向一般垂直于主轴线； ③金属主要沿着高度和宽度方向流动，由于在模锻工步时金属沿主轴线基本上没有流动，又可称为平面变形类。此类锻件数量多，形状复杂。按锻件的几何形状特征，也可分为四组：直长轴类、弯曲轴类、枝芽类和叉类锻件。
该处表面易“缺肉”（充不满）。这是由于下模局部较深处易积聚氧化皮。如图所示的曲轴，可在其热锻件图相应部位加深约2 mm。
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(3) 当设备的吨位偏小，上下模有可能打不靠时，应使热锻件图高度尺寸比锻件图上相应高度减小(接近负偏差或更小一些)，抵消模锻不足的影响。相反，当设备吨位偏大或锻模承击面偏小时，可能产生承击面塌陷，应适当增加热锻件图高度尺寸，其值应接近正公差，保证在承击面下陷时仍可锻出合格锻件。
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(2) 同一锻件上内模锻斜度要比外模锻斜度大。（大小原则）原因在于锻件冷却时，外壁趋向离开模壁，而内壁正相反。 (3) 模锻斜度的大小（标准原则）
外斜度α标准值为：3°、5°、7°、10°、12°等，常取7°；内斜度β标准值为：5°、7°、10°、12°、15°等，一般取10°。 (4) 同一锻件上的外模锻斜度和内模锻斜度不应取多种斜度，而应各取一统一数值。（统一原则） (5) 只要锻件能形成自然斜度，不必另外增设模锻斜度。（自然原则）
楔铁使模块在左右方向定位。键块使模块在前后方向
定位。
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3
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6.1锻锤工艺特点及模锻工艺流程一、模锻锤的特点
工艺灵活、适应性广优点：（1）锤头行程和打击速度操控方便；（2）抗偏载能力强；……。缺点：（1）锻件精度不高；（2）锻模寿命低；（3）难以实现自动化；…… 二、锤锻工艺流程见课本图6-2

锻压模具设计课程设计

锻压模具设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握锻压模具设计的基本概念、原理及流程。

2. 学生能掌握锻压模具设计中的关键参数计算方法，如模具应力、应变分析。

3. 学生能了解不同类型的锻压模具结构及其应用。

技能目标：1. 学生能运用CAD软件进行锻压模具的初步设计与绘制。

2. 学生能运用相关软件对锻压模具进行强度、刚度分析，评估模具性能。

3. 学生能通过课程学习，具备解决实际工程中锻压模具问题的初步能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习锻压模具设计，培养对机械制造、模具设计等工程领域的兴趣和热情。

2. 学生在团队协作中，培养沟通、协作能力，增强团队意识。

3. 学生能够关注我国锻压模具行业的发展，树立为我国制造业发展贡献力量的信心。

课程性质：本课程为专业技术应用型课程，以实践操作为主，理论教学为辅。

学生特点：学生为中职或高职模具设计与制造专业二年级学生，具备一定的模具基础知识和技能。

教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。

通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续学习和从事相关工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 锻压模具设计基本理论：- 锻压工艺原理及分类- 锻压模具结构及工作原理- 锻压模具材料的选择与应用2. 锻压模具设计关键参数计算：- 模具应力、应变分析- 模具受力与位移计算- 模具寿命估算3. 锻压模具设计方法与步骤：- 模具设计的基本要求- 模具设计的步骤与方法- 模具设计中的注意事项4. 锻压模具结构设计：- 常见锻压模具结构特点及应用- 模具零部件设计- 模具装配图的绘制5. 锻压模具设计软件应用：- CAD软件在模具设计中的应用- 分析软件在模具性能评估中的应用6. 锻压模具设计实例分析：- 分析实际工程中的锻压模具设计案例- 总结模具设计经验与技巧教学内容安排与进度：- 第1-2周：锻压模具设计基本理论- 第3-4周：锻压模具设计关键参数计算- 第5-6周：锻压模具设计方法与步骤- 第7-8周：锻压模具结构设计- 第9-10周：锻压模具设计软件应用- 第11-12周：锻压模具设计实例分析本教学内容依据课程目标，结合教材章节内容，注重理论与实践相结合，确保学生能够掌握锻压模具设计的基本知识和技能。

第八章---锻模设计

圆角半径R’：
R’= R+c
式中 R —— 终锻模膛相应部位
上的圆角半径；
终锻模膛深
c—— 系数。 H<10mm，c=2； H=20~25mm，c=3； H=25～50mm，c=4； H>50mm，c=5。
4．带枝芽的锻件为了便于金属流入枝芽处，简化预锻模膛的枝芽形
状，与枝芽连接处的圆角半径适当增大，必要时可在分模面上设阻尼沟，加大预锻时金属流向飞边槽的横向阻力，如图8-6所示。
⑵在设有预锻模膛时，偏心打击将不可避免，应把预锻模膛和终锻模膛分设在锻模中心的两旁，并同时在键槽中心线上，使a／b ≤ 1／2或a ≤ l／3L。
⑶制坯模膛的布置第一道制坯工步应当安排在吹风管的对面，以避免氧化皮落在终锻模膛里。
弯曲模膛的位置要便于弯曲后可直接地把坯料送到终锻模膛中，如图8-29a所示。
第八章锻模设计第一节终锻模膛设终锻模膛用来完成锻件最终成形。组成：模膛、飞边槽和钳口。
一、热锻件图热锻件图的尺寸应比冷锻件图上的相应尺寸有所放
大。理论上加放收缩率后的尺寸L按下式计算：
L＝l（1＋δ）
式中：l —— 冷锻件尺寸； δ —— 终锻温度下金属的收缩率。
二、飞边槽 1．开式模锻中金属流动过程分析
拔长、滚挤、弯曲、卡压、成形等制坯工步和预锻及终锻工步所组成。
（1）直长轴线锻件一般采用拔长、滚挤、卡压、成形等制坯工步。得到
中间毛坯，长度与终锻模膛的长度相等，沿锻件轴线的每一横截面积等于相应处锻件截面积与飞边截面积之和。
（2）弯曲轴线锻件（图8-13）制坯工步与前面的大致相同，但增加了一道弯曲
的设计最为重要。
⑴终锻工步设计

锻造模具设计

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二.模锻件旳分类
1.圆盘类
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2.长轴类
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三.锻模设计环节
（1）设计锻件图；（2）设计终锻模镗；（3）拟定模锻设备吨位；（4）设计制坯模镗；（5）拟定坯料长度；（6）绘出锻模装配总图，给出锻模技术条件，再绘制
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二.预锻模镗设计
1.预锻模镗仅用来降低终锻模镗旳磨损
这种情况下，基本和终锻模镗一样，只有外圆角半径比终锻模镗相应处大，分模面出圆角也大些。
2.预锻模镗主要用来改善终锻时成型条件
这种情况下预锻模镗设计与终锻模镗有较大区别。能够从这三个方面考虑其设计：
（1）模镗旳宽和高；（2）模锻斜度；（3）外圆角半径。
除上述切割措施外，还有等离子切割法、电子束切割法、阳极切割法等。
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三.锻前加热、锻后冷却和热处理
（一）锻前加热旳目旳与措施
1.锻前加热旳目旳提升金属旳塑性，降低变形力；以利于铸造和取得良好旳锻后组织；降低设备吨位，降低燃料消耗。
2.锻前加热旳措施根据热源不同，在铸造生产中金属旳加热可分为两大类：
四.圆角半径
在制件公差允许条件下，圆角半径应尽量大。 1.外圆角半径r
一般情况下r值按下式拟定： 2.内圆角半径R
R太小，会使脱模困难，还会造成模锻时金属流动形成旳纤维被割断甚至产生折叠。
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五.冲孔连皮
对内孔不小于25mm旳锻件模锻时不能直接锻出通孔，在分模面上留有较薄旳一层金属称为连皮。常用连皮有四种形式：

锻模的设计方法

在热模锻压力机上常用的变形工步是，终锻、预锻、镦粗、成形镦粗、压挤、压扁、弯曲、成形等，常生产的锻件类型如表8—8所示。
二．螺旋压力机用锻模在中、小批量生产和精密成形中，螺旋压力机是应用较广的一种锻压设备。相对于模锻锤，螺旋压力机的工作特点是， ①也是靠冲击力使金属变形，但滑块的打击速度低(约3—4m/s)；②每分钟的打击次数少；③ 有顶出装置；④承受偏载的能力较差等。
锻模设计
锻模是金属在热态或冷态下进行体积成形时所用模具的统称。由于各种模锻设备的工作特点有所不同，其锻模的结构有较大差别，而在模膛设计上也稍有差异。因此，本章是锤锻模为主进行介绍。一个完善的锻模设计过程，首先应当考虑的是：能够获得满足尺寸精度要求和组织性能良好的锻件，同时要满足生产率的要求；其次还应考虑锻模要具有足够的强度和较高的寿命，并且制造简单，安装、调整、维修方便等要求。因此，设计锻模时应当进行综合分析。
2.拔长模膛使坯料某部分的截面积减小，长度增加的变形工步叫拔长工步，用来完成拔长工步的模膛拔长模膛。
拔长模膛按横截面形状可分为开式和闭式两种。开式模膛的横截面形状为矩形，如图 8—37b所示。这种型式结构简单，制造方便，应用较广。闭式模膛的横截面形状为椭圆形，如图8—37b所示。这种型式拔长效果较好，但操作较难，要求把坯料准确地放置在模膛中， — 否则坯料易弯曲，—般用于L杆／d杆＞1．5的细长锻件。按在锻模上的布置情况分为直式(图8—37a) 和斜式(图8—37b)两种。按工作特点也可分成两种：—种是杆部的最小高度和最大长度靠模具控制８－３７ａ所示；另一种是杆部的高度及长度完全靠操作者控制，如图8—37b所示。
由于上述特点，表7—2中的前三类模锻件在热模锻压力机上大都可以生产。但是，由于滑块的行程一定，在其上不便于进行拔长和滚压等制坯工步。因此，它只能完成截面积变化不大(＜10％一15％) 的制坯工作。当遇到截面积变化较大的锻件时，制坯工作应放在其它设备(锤、辊锻机等)上进行，或采用成形坯料(包括型钢和周期性断面坯料等)。因为有上下顶出装置，某些顶镦类锻件可以在热模锻压力上生产。由于热模锻压力机工作时是静压力，金属充填模膛的能力不如模锻锤好，在模膛设计上与锤锻模稍有差异。在热模锻压力机上常常要用到预锻工步，有时一次预锻还不够，还需要两次或多次预锻。

锻造工艺过程及模具设计第7章模锻工艺

图7.8 分模位置居中便于发现错模
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻工艺
（3）对头部尺寸较大的长轴类锻件可以折线分模，使上下模膛深度大致相等，使尖角处易于充满，如7.9所示。
图7.9 上下模膛深度大致相等易充满
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻工艺
（4）当圆饼类锻件H≤D时，应采取径向分
模，不宜采用轴向分模（图7.10）。
四、和垂直分模平锻机相比，水平分模平锻机在操作上的优点：
1．夹紧力大，可利用夹紧滑块作为模锻变形机构，扩大了应用范围，提高了锻件精度。
2．模锻时坯料沿水平方向传送，易于实现机械化和自动化。
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻工艺
五、和垂直分模平锻机相比，水平分模平锻机有如下缺点：
1．曲柄连杆式的夹紧机构，夹紧保持时间有限，不宜进行深冲孔和管坯端部镦锻成形。
模锻件图是根据产品图设计的，分为冷锻件图和热锻件图两种。
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻工艺
冷锻件图即为锻件图。冷锻件图用于最终锻件的检验和校正模的设计，也是机械加工部门制定加工工艺过程，设计加工夹具的依据。热锻件图用于锻模设计和加工制造。热锻件图是对冷锻件图上各尺寸相应地加上热胀量而绘制的。
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻工艺
采用带导柱的组合模，能锻出精度较高的锻件。
采用带镶块的组合模具，可节约大量模具钢。
切边模也可以装在同一副模架上。
锻造工艺过程及模具设计第7章模锻工艺
7.1.3 螺旋压力机及其工艺过程特征
目前国内用得较多的螺旋压力机是摩擦压力机。图 7-4为摩擦压力机的传动系统
3、摩擦压力机设备制造成本低，劳动条件好。 4、摩擦压力机的缺点是生产率低、传动效率低、抗偏载能力差。

锻模设计PPT课件

表面处理方法
表面处理主要包括涂装、电镀、化学镀、热喷涂、渗碳、渗氮等工艺。
表面处理效果
表面处理可以增强金属表面的抗腐蚀能力、耐磨性能和装饰性能，提高金属制品的使用寿命和外观质量。
热处理与表面处理的结合应用
结合应用方式
在金属制品的生产过程中，通常会将热处理与表面处理结合起来，以获得更好的综合性能。例如，在钢铁制品的表面进行涂装前，需要进行预处理和防锈处理，以增强涂层的附着力和耐久性。
实例二：航空零件的锻模设计
总结词
材料强度高、精度要求极高
详细描述
航空零件的锻模设计需要考虑到材料的高强度和极高的精度要求。这类零件通常采用高强度合金钢或钛合金等材料，需要采用特殊的加工工艺和热处理技术来确保模具的硬度和精度。同时，还需要在设计中充分考虑模具的冷却和加热问题，以确保生产出的零件具有优良的性能和稳定性。
特点
锻模设计需要综合考虑材料、工艺、热处理、机械加工等多个方面，具有技术性强、精度要求高、制造难度大等特点。
锻模设计的重要性
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提高产品质量
通过合理的锻模设计，可以保证产品形状、尺寸和性能的稳定，提高产品质量。
降低生产成本
合理的锻模设计可以减少模具的制造成本、缩短制造周期，同时降低生产成本。
实例三：工具与刀具的锻模设计
总结词
批量小、品种多、精度要求高
详细描述
工具与刀具的锻模设计需要面对批量小、品种多、精度要求高的特点。这类零件通常采用高碳钢或合金钢等材料，需要采用特殊的加工工艺和热处理技术来确保模具的硬度和精度。在设计中，还需要充分考虑模具的快速装夹和调整问题，以提高生产效率和降低生产成本。同时，对于一些复杂的刀具，还需要采用高速铣削技术来加工模具型腔，以确保生产出的刀具具有优良的切削性能和稳定性。

锻模设计含实例ppt课件.ppt

第三节制坯工步的选择
制坯使坯料变成易于终锻成形的毛坯。包括镦粗、拔长、卡压、滚挤、弯曲和扭转等
一、圆饼类锻件
采用镦粗制坯或成形镦粗制坯。
锻件
毛坯
轮毂较矮
轮毂较高
轮毂高，凸缘大有内孔，采用成形镦粗
中间毛坯尺寸满足：中间毛坯尺寸满足：中间毛坯尺寸满足：
D1＞D镦＞D2
（D1＋D2）/2＞D镦＞D2
三、预锻模膛设计（终锻模膛尺寸相应增、减）
1、模膛的宽与高
若终锻时以镦粗为主，预锻模膛的高度应比终锻模膛大2～5mm，宽度应小1～2mm。一般不
设飞边槽。预锻模膛的横截面积F预应比终锻模膛相应处截面积F终大1%～3%，或按下式计算：
F预=F终+（0.2～1）F飞
采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物
５、叉形锻件的预锻模膛设计
叉间距离不大时，必须在预锻模膛中使用劈料台。依靠劈料台把金属挤向两侧，流入叉部模膛内。
一般情况下采用图中a型；当α＞45°，叉部较窄
时，可使用b型，有关尺寸如下：
A=0.25B 8＜A＜30；h=(0.4～0.7)H；
α=10°～45°
劈料台
采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物
采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物

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前言随着科学技术的发展需要，锻造技术已经成为近代金属加工领域的一项重要组成部分，是实现少切割或无切割的先进工艺，其广泛应用在机械制造、电子电器及日常生活中。

锻造模是实现生产的基本条件。

在锻造模的设计和制造基础上，目前正朝着两个方面发展：一方面，为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代化生产的需要，各种设备及模具技术都在发展；另一方面。

为了适应产品更新换代，各种简易冲模也得到了迅速发展〉为了获得良好的冲压制品，必须考察工件的工艺性，进行工艺计算及制定工艺路线，最后设计出合理的模具。

锻造模具设计是模具设计与制造专业一个最重要的教学环节,是一门实践性很强的学科，是我们对所学知识的综合运用，通过对专业知识的综合运用，使学生对模具从设计到制造的过程有个基本上的了解，为以后的工作及进一步学习深造打下了坚实的基础。

课程设计的主要目的有两个：一是让学生掌握查阅查资料手册的能力，能够熟练的运用CAD进行模具设计。

二是掌握模具设计方法和步骤,了解模具的加工工艺过程。

下面是本次设计---热锻件模的说明书，在设计过程中通过查阅书籍、老师帮助及同学讨论，修改后编成的，力求规范、合理。

由于本人理论水平有限，实践经验不足，说明书中难免有不妥和错误的地方，敬请老师批评指正。

一、设计热锻件图1．零件结构分析如下图1-1所示齿轮的产品图。

材料20GrMnTi。

大批量生产，用室试油炉加热，在横锻锤上生产。

该齿轮胚锻件由一个大圆柱叠加上一个小圆柱组合而成。

零件的总体尺寸为φ175.5mm×55mm；中间有一个φ42mm和6个宽13mm的花键槽。

其模锻的基本工艺为：墩粗—终锻。

图1—12.零件材料分析20CrMnTi的基本特性：采用特殊工艺，具有成份均匀稳定、淬透带窄、晶粒细小、纯净度高、表面质量良好、热顶锻性能优良等优点，可以较好地满足齿轮质量要求。

3. 确定分模面确定分模面应根据以下原则：（1）容易脱模；（2）成形良好；（3）平衡侧压力；（4）保证承力面强度；（5）便于检查错移；（6）简化锻模制造。

分模面选在最大直径中间，如齿轮锻件图。

把复杂形状放在上模,利用锻锤打击惯性使上模成形饱满,又可利用锻件自重容易从上模中脱出。

4. 确定加工余量和公差1) 估算锻件质量mf预选加工余量2.5㎜.按图<a>计算锻件体积,将锻件分解成简单几何体相加减,取模锻斜度中间值(预设外模锻件斜度a=5°,内模锻斜度β=7°),圆角半径忽略不计.这样,将齿轮锻件分解为大实心圆柱小实心圆柱减大孔及两环形孔.按零件图加上加工余量,具体估算如下:a) 实心体:V 1=()2771335.180224⨯+⨯π㎜3=3108.950⨯㎜3 b) 大孔: V 2=()604124⨯π㎜3=1.79175㎜3c) 两环形槽: V 3=()9711392224⨯-⨯π㎜3=3108.201⨯㎜3 则: V f = V 1 -V 2 - V 3 =3108.950⨯-1.79175-3108.201⨯=3109.669⨯㎜3 锻件质量: m f =V f ⨯密度=kg 2.51085.7109.66963=⨯⨯⨯-2)计算形状复杂系数S该齿轮外廓包容体为一圆柱体,直径为Ф180.5㎜,高60㎜,所以: 外廓包容体体积V N =()605.18024⨯π㎜3=3105.1534⨯㎜3 按公式:44.0105.1534109.66933=⨯⨯==N fV V S . 所以:该齿轮形状复杂数2S 级.3) 20GrMnTi 材质系数为1M 4)计算加工余量及公差查参考文献,表5-3和5-4Ф175.54㎜()14.1819.19.08.2254.175+-=⨯+⇒㎜Ф66㎜()4.705.17.02.2266+-=⨯+⇒㎜Ф144㎜()4.1389.19.08.22144+-=⨯-⇒㎜Ф42㎜()6.375.17.02.2242+-=⨯-⇒㎜9㎜()114.16.00.29+-=+⇒㎜查参考文献，表5-2和5-5 55㎜()600.25.05.25.255+-=++⇒㎜28㎜()335.15.00.30.228+-=++⇒㎜Ф168㎜和10㎜均不考虑加工余量.由查参考文献<1>表5-4可得,残留飞边公差为1.0㎜,错差公差为1.0㎜.5. 确定模锻斜度为了使锻件易于从模膛中取出，一般锻件与模膛侧壁接触部分需带一定的斜度，这称为模锻斜度。

当模锻设备具有顶料机构时，外模斜度可缩小︒2—︒3，但一般不宜小于︒3按最大为圆处计算:1=B L , 12.054.17528<==BH ,查参考文献<1>表5-6得:外模锻件斜度a=5°,内模锻斜度β=7°,与预设模锻斜度相等. 6. 确定圆角半径锻件上圆角可以使金属容易充满模膛、起模方便和延长模具使用寿命。

圆角半径大小会使锻模在热处理或使用中产生裂纹或压塌变形，在锻件上也容易产生折纹。

所以在制件公差允许条件下圆角半径尽可能大。

查参考文献<1>表5-7和表5-8,考虑制件倒角值和加工余量,175.1975.15>==H t, 所以:取外圆半径r=2㎜,内圆角半径R=(1.5～2.5) r=4㎜. 7. 冲孔连皮根据锻件结构，确定冲孔连皮形式为平底连皮，因为它适用于直径不大的孔。

按公式计算:94.6606.056025.04645.06.0525.045.0=+-⨯-=+--=h h d s ㎜所以:取S=7㎜按公式计算:()122601.0421.01=+⨯+=++=h R R ㎜8. 校核(1) 实心体: V 1=()274.703314.181224⨯+⨯π㎜3=3100.955⨯㎜3 (2) 大孔: V 2=()606.4124⨯π㎜3=4.81509㎜3 (3) 两环形槽: V 3=()94.704.1382224⨯-⨯π㎜3=3106.200⨯㎜3 则: 锻V = V 1 -V 2 - V 3 =3109.672⨯㎜36108.7-⨯⨯=锻锻V m ㎏=5.3㎏44.0105.1534109.67233=⨯⨯==N V V S 锻该齿轮形状一般,系数均为2S 级.则锻件图所取的机械加工余量和公差是合理的. 9. 绘制锻件图并写出技术条件(如附图)二.设计终锻模膛1．热锻件图按公式：()%11a l L +=L ——热锻件图基本尺寸()mm ；l ——冷锻件图上相应基本尺寸()mm ； 1a ——终锻温度下锻件收缩率；，钢为（1.2～1.5）%；不锈钢为（1.5～1.8）%；铝合金为（0.8～1.0）%；铜合金为（1.0～1.3）%齿轮材料为20GrMnTi ，所以取1a =1.4%，所有尺寸计算如下：()()()()()()()mmmm mm mm mm mm mm 1.44%4.11233601.38%4.116.373.16%4.112332.11%4.11113.140%4.114.1384.71%4.114.707.183%4.1114.181=+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+⨯=+⨯=+⨯=+⨯=+⨯=+⨯绘成热锻件图如下图1—2齿轮锻件热锻件图1—22. 飞边糟设计开式锻模在分模面沿终锻模膛周边设置有飞边槽，飞边槽形式和尺寸对锻件成形影响很大，所以设计终锻模膛另一重要任务便是确定飞边槽形式及有关尺寸。

由锻件图看出，该锻件的飞边槽可选用型式2飞边槽，按经验公式计算：A h 015.0=飞飞h ——飞边桥高度()mm ；A ——锻件在分模面上的投影面积()2mm根据已知条件可知：mmh mm D A 4.22.25757015.02.2575714.18144222===⨯==飞ππ查参考文献<1>表5-9 取6号第二组得：211233;32;12;5.2;5;3mm A mm b mm b mm r mm h mm h ======飞飞。

3．钳口通常在模膛前端设计有钳口，钳口与相通的沟槽称为钳口井。

钳口主要用来容纳夹持坯料的夹钳和便于锻件从模膛中取出。

浇口用来浇注铅水、石蜡等，以复制终锻模膛的形状，作检验用。

根据钳口不同的功能可分为常用钳口、特殊钳口、圆形钳口、共享钳口等形式，该锻件不用夹钳进行锻模，钳口专为锻件出模和交口用，所以，此锻模模腔前端设计特殊钳口。

查参考文献<1>表5-10根据已知飞边槽尺寸查得，锻锤吨位为30KN ，再查参考文献<1>表5-13得，钳口宽度B=65()mm 。

根据以求条件=锻m =5.3㎏查参考文献<1>表5-12得：浇口尺寸：b=10()mm ,a=3()mm ,mm l l 8.75.155.0,5.0=⨯=≥取δδ——锻件外壁最小壁宽()mm4．预锻模膛设计在生产中通常只有在锻件形状复杂，如连杆、拨叉、叶片等成形困难，且批量大的情况下，采用预锻模膛是合理的。

所以此齿轮锻件无需进行预锻模膛设计。

三、确定模锻设备吨位1、所需锻压力0FA K K F s /210σ= 式中1K ——应变速度系数，查参考文献<1>表4-6；2K ——变形方式和摩擦条件影响系数，查参考文献<1>表4-7；/s σ——终锻温度下坯料真实屈服强度，锻造用钢查参考文献<1>表4-8，锻造用有色金属查参考文献<1>表4-9；A ——锻件在与锻压方向垂直的平面上的投影面积()mm ，对带飞边的锻件，要包括飞边桥部； 0锻F ——所需锻压力（N ）。

在求钳口中已求得锻锤吨位为30KN ，根据已知条件查表4-6，4-7取：1锻K 取=3；2锻K =4根据公式：NF F gH F W 6.4132653069.08.92102.1302023020=⇒⨯⨯⨯⨯⨯=⇒∆=-锻锻锻ην所以：a S SMp 4.1342.25632436.41326530//=⇒⨯⨯⨯=σσ 根据已知条件查取：1K 取=2；2K =4 所以：KN F 275512.256324.134420=⨯⨯⨯=2、公称吨位F错误！未指定书签。

()KN F F F 33061275512.125.1~2.10=⨯=⇒=结论：选30KN 锤，即3t 模锻锤，选40000KN 热模锻曲柄压力机。

四、设计制坯模膛此齿轮锻件是属圆盘类锻件，其锻模工艺为墩粗—终锻。

五、锤锻模结构设计1、墩粗台设计按21D D D >>墩在mm mm 1.1511.181φφ和之间取，mm D 170φ=墩，考虑到墩粗后坯料边缘到墩粗后边缘距离各取20mm ,墩粗台宽度为210mm ，其高度为：mm Dh 7.581104102.1334V 232=⨯⨯==ππ墩坯考虑到锻模在墩粗时，锻模不打靠，故墩粗台的高度取50mm 。