鍛模設(shè)計(jì)手冊

目 錄

序

前言

第一章 概論

一、鍛模的分類

二、常用金屬的鍛造溫度范圍

三、常用金屬的線膨脹系數(shù)及收縮率

四、常用金屬的變形抗力

五、鍛模的設(shè)計(jì)程序和一般要求

六、開式模鍛時(shí)影響金屬充滿模膛的主要

因素

七、模鍛過程中的折疊

八、鍛模設(shè)計(jì)與鍛件尺寸精度的關(guān)系

九、鍛模設(shè)計(jì)與模具壽命的關(guān)系

第二章 鍛模材料及熱處理

一、鍛模材料應(yīng)具有的特性

（一）熱鍛模具材料應(yīng)具有的特性

（二）冷鍛模具材料應(yīng)具有的性能

二、鍛模材料

（一）鍛模常用材料

（二）基體鋼

（三）陶瓷型精鑄鍛模材料

三、鍛模材料的選用

（一）各種鍛模對材料性能的基本要求

（二）鍛模常用鋼的硬度及性能比較

（三）各類鍛模材料的選用

四、鍛模的失效、堆焊及表面強(qiáng)化處理

（一）鍛模的失效分析

（二）鍛模的堆焊

（三） 鍛模的表面處理

第三章 下料用剪切模

一、概述

（一）剪切方法的選擇

（二）剪切條件及毛坯端頭畸變

（三）工藝參數(shù)及剪切缺陷

（四）剪切質(zhì)量的評定和毛坯長度的修正

（五）剪切模結(jié)構(gòu)參數(shù)與材料利用率的

關(guān)系

二 剪床刀片設(shè)計(jì)

（一）刀片類型

（二）刀片設(shè)計(jì)

三、剪切模設(shè)計(jì)

（一）剪切下料模特點(diǎn)

（二）剪切模結(jié)構(gòu)及主要件設(shè)計(jì)

四、精密剪切模

第四章 錘用鍛模

一、概述

（一）錘上模鍛的特點(diǎn)

（二）錘上模鍛件的分類

（三）鍛件圖的制定

（四）模鍛工步的選擇

（五）幾種模鍛方法的采用

（六）鍛錘噸位的確定

（七）坯料尺寸的確定

二、模膛設(shè)計(jì)

（一）終鍛模膛

（二）預(yù)鍛模膛

（三）拔長模膛

（四）滾壓模膛

（五）卡壓模膛

（六）彎曲模膛

（七）成形模膛

（八）鐓粗臺與壓扁臺

（九）切斷模膛

三、鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）模膛布排

（二）鉗口設(shè)計(jì)

（三）鎖扣設(shè)計(jì)

（四）模膛壁厚的確定

（五）模塊尺寸的確定

（六）鍛模標(biāo)準(zhǔn)

四、鍛模設(shè)計(jì)實(shí)例

（一）第二速齒輪鍛模

（二）突緣叉鍛模

（三）轉(zhuǎn)向節(jié)鍛模

（四）連桿及連桿蓋鍛模

（五）后剎車器搖臂鍛模

（六）變速叉鍛模

（七）轉(zhuǎn)向主動杠桿鍛模

（八）前減震器支架鍛模

（九）離合器撥叉鍛模

（十）曲軸鍛模

第五章 錘用胎模

一、概述

二、胎模設(shè)計(jì)

（一）摔模

（二）扣模

（三）墊模

（四）套模

（五）合模

（六）漏模

（七）錘用下料模

（八）胎模附件

三、胎模材料及選用

（一）對胎模材料的基本要求

（二）選用胎模材料的基本原則

（三）常用胎模材料

四、胎模反印法制模

（一）反印芯子的設(shè)計(jì)與制造

（二）反印法制模工藝過程

五、胎模操作機(jī)械化裝置

（一）常用摔模操作機(jī)械化裝置

（二）套模、墊模操作機(jī)械化裝置

（三）合模操作機(jī)械化裝置

六、自由鍛錘用固定模設(shè)計(jì)

（一）自由鍛錘上型砧鍛造

（二）自由鍛錘上固定模模鍛

七、胎模設(shè)計(jì)實(shí)例

第六章 螺旋壓力機(jī)用鍛模

一、概述

（一）螺旋壓力機(jī)的模鍛特點(diǎn)

（二）螺旋壓力機(jī)上模鍛件分類

（三）鍛件圖的制定

（四）模鍛工步的選擇

（五）設(shè)備噸位的確定及其有關(guān)參數(shù)

二、模膛和模塊設(shè)計(jì)

（一）設(shè)計(jì)原則及技術(shù)要求

（二）開式鍛模

（三）閉式鍛模

（四）精鍛模

（五）模塊尺寸系列

三、模架設(shè)計(jì)

（一）模架種類

（二）模架結(jié)構(gòu)系列

（三）模具主要尺寸公差與表面粗糙度

四、鍛模設(shè)計(jì)實(shí)例

（一）齒輪鍛模

（二） 連桿鍛模

（三）突緣叉鍛模

（四）前橋半軸突緣鍛模

（五）齒輪精鍛模

第七章 鍛壓機(jī)用鍛模

一、概述

（一）鍛壓機(jī)的模鍛特點(diǎn)

（二）鍛壓機(jī)上模鍛件分類

（三）鍛件圖的制訂

（四）模鍛工步的選擇

（五）坯料計(jì)算

（六）設(shè)備噸位的確定

（七）鍛壓機(jī)模具設(shè)計(jì)的基本參數(shù)

二、模膛設(shè)計(jì)

（一）終鍛模膛

（二）預(yù)鍛模膛

（三）制坯模膛

三、模架設(shè)計(jì)

（一）模架設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

（二）模架的結(jié)構(gòu)形式

（三）模塊

（四）頂料裝置

（五）導(dǎo)向裝置

四、鍛模設(shè)計(jì)實(shí)例

（一）轉(zhuǎn)向節(jié)鍛模

（二）套管叉鍛模

（三）萬向節(jié)叉鍛模

（四）十字軸鍛模

（五）分離叉鍛模

（六）倒檔齒輪鍛模

（七）磁極鍛模

（八）連桿鍛模

（九）前軸鍛模

（十）變速桿下段鍛模

第八章 平鍛機(jī)用鍛模

一、概述

（一）平鍛機(jī)的模鍛特點(diǎn)

（二）平鍛件分類

（三）模鍛工步的選擇

（四）鍛件圖的制定

（五）棒料尺寸的選定

（六）設(shè)備噸位確定及其技術(shù)參數(shù)

二、模膛、凸模及凹模設(shè)計(jì)

（一）終鍛模膛

（二）預(yù)鍛模膛

（三）聚集模膛

（四）夾緊模膛

（五）卡細(xì)模膛

（六）擴(kuò)徑模膛

（七）穿孔模膛

（八）切邊模膛

（九）切斷模膛

（十）管料鐓粗（聚集）模膛

三、平鍛?？傮w設(shè)計(jì)

（一）模具總體結(jié)構(gòu)

（二）凸模夾持器

（三）凹模體

（四）平鍛機(jī)模具的常用材料和熱處理硬度

（五）模具主要尺寸公差和表面粗糙度

四、擠壓模設(shè)計(jì)

（一）水平分模平鍛機(jī)擠壓工藝分析

（二）擠壓模結(jié)構(gòu)及工作部分主要尺寸

（三）熱擠壓設(shè)計(jì)舉例

五、平鍛模具設(shè)計(jì)實(shí)例

（一）變速箱操縱桿鍛模

（二）手制動凸輪鍛模

（三）抽油桿鍛模

（四）小鏈輪輪毅鍛模

（五）轉(zhuǎn)向搖臂軸鍛模

（六）倒車齒輪鍛模

（七）半軸鍛模

（八）輪轂軸管鍛模

（九）軸套管鍛模

第九章 水壓機(jī)用鍛模

一、概述

（一）水壓機(jī)上模鍛的特點(diǎn)

（二）水壓機(jī)上模鍛件分類

（三）模鍛工步的選擇

（四）鍛件圖的制定

（五）設(shè)備噸位的確定

二、模膛設(shè)計(jì)

（一）終鍛模膛

（二）預(yù)鍛模膛

（三）制坯模膛

三、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）導(dǎo)柱和鎖扣

（二）鉗口

（三）模膛的布置

（四）模膛壁厚的確定

（五）模塊尺寸的確定

（六）頂出器

（七）模具的固定

（八）模塊標(biāo)準(zhǔn)

四、鍛模設(shè)計(jì)實(shí)例

（一）飛機(jī)翼肋鍛模

（二）三角支架鍛模

（三）葉輪鍛模

五、多向模鍛模具設(shè)計(jì)

（一）多向模鍛的特點(diǎn)

（二）多向模鍛模具結(jié)構(gòu)和原理

（三）模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（四）實(shí)例

第十章 輥鍛模

一、概述

（一）輥鍛變形特點(diǎn)

（二）輥鍛工藝的分類和應(yīng)用

（三）輥鍛機(jī)的類型、用途和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（四）輥鍛機(jī)的技術(shù)參數(shù)

（五）輥鍛力及力矩

（六）輥鍛變形的單位壓力

二、基本參數(shù)計(jì)算

（一）輥鍛變形區(qū)及其幾何參數(shù)

（二）咬入條件

（三）延伸系數(shù)計(jì)算

（四）前滑的計(jì)算

（五） 寬展的計(jì)算

三、輥鍛模具結(jié)構(gòu)與固定方式

（一）輥鍛模具結(jié)構(gòu)與固定方式

（二）型槽類型

（三）型槽的中性線

（四）軋制壓力的概念及型槽在鍛輥上的配置

原則

四、制坯輥鍛模具設(shè)計(jì)

（一）輥鍛毛坯圖設(shè)計(jì)

（二）輥鍛型槽系選擇

（三）輥鍛道次的確定

（四）輥鍛毛坯各道截面尺寸計(jì)算

（五）型槽幾何尺寸、相應(yīng)矩形和型槽尺寸的變換方法

（六）型槽設(shè)計(jì)的圖解方法

（七）型槽的縱向尺寸設(shè)計(jì)

五、成形輥鍛模具設(shè)計(jì)

（一）成形輥鍛件的分類

（二）成形輥鍛工藝方案選取

（三）長軸類鍛件成形輥鍛模具設(shè)計(jì)

（四）板片類鍛件成形輥鍛模具設(shè)計(jì)

六、輥鍛模應(yīng)用實(shí)例

第十一章 切邊沖孔模

一、概述

（一）用途和分類

（二）切邊及沖孔力的計(jì)算

二、切邊模的設(shè)計(jì)

（一）切邊模的結(jié)構(gòu)型式

（二）簡單切邊模的設(shè)計(jì)

三、沖孔模的設(shè)計(jì)

（一）沖孔模的結(jié)構(gòu)

（二）沖孔沖頭的設(shè)計(jì)

（三）沖孔凹模的設(shè)計(jì)

（四）底座的設(shè)計(jì)

（五）脫料裝置

四、連續(xù)模

五、復(fù)合模

（一）復(fù)合模工作過程

（二）工藝參數(shù)的確定

（三）復(fù)合模高度計(jì)算要點(diǎn)及主要零件高度計(jì)算

（四）上下模座

（五）用于沖孔直徑較小的復(fù)合模

第十二章 孔型斜軋與楔橫軋模具

一、概述

（一）工藝特點(diǎn)與應(yīng)用范圍

（二）模具特點(diǎn)和成形原理

（三）軋制力與力矩

（四）模具的材料

二、孔型斜軋模具設(shè)計(jì)

（一）孔型設(shè)計(jì)的一般原則

（二）球形件孔型設(shè)計(jì)

（三）柱形件孔型設(shè)計(jì)

（四）復(fù)雜件孔型設(shè)計(jì)

三、楔橫軋模具設(shè)計(jì)

（一）模具設(shè)計(jì)的一般原則

（二）工藝參數(shù)的選擇

（三）對稱軸類件的模具設(shè)計(jì)

（四）非對稱軸類件的模具設(shè)計(jì)

（五）帶內(nèi)直角階梯軸的模具設(shè)計(jì)

四、斜軋與楔橫軋模具孔型設(shè)計(jì)舉例

（一）φ60球磨鋼球螺旋孔型設(shè)計(jì)

（二）錐柱孔型設(shè)計(jì)

（三）楔橫軋階梯軸模具設(shè)計(jì)

（四）階梯軸帶預(yù)軋楔模具設(shè)計(jì)

第十三章 擠壓模

一、擠壓加工概述

（一）擠壓方法分類

（二）擠壓加工的優(yōu)點(diǎn)

（三）擠壓件分類

（四）擠壓的變形程度及擠壓力的計(jì)算

二、冷擠壓模設(shè)計(jì)

（一）模具設(shè)計(jì)前需考慮的有關(guān)問題

（二）凸凹模設(shè)計(jì)

（三）模架

（四）模具零件加工

（五）冷擠壓模具材料及熱加工規(guī)范

三、熱擠壓模設(shè)計(jì)

（一）概述

（二）凸凹模的設(shè)計(jì)

（三）模架

四、溫?cái)D壓模設(shè)計(jì)

五、擠壓模具實(shí)例

第十四章 校正 壓印、精壓模具

一、校正模具

（一）概述

（二）校正模膛設(shè)計(jì)

（三）校正模的設(shè)計(jì)舉例

二、壓印模具

（一）概述

（二）壓印模設(shè)計(jì)

三、精壓模具

（一）概述

（二）精壓模具的設(shè)計(jì)

第十五章 冷鐓模

一、概述

（一）冷鐓工藝過程和力的計(jì)算

（二）典型零件冷鐓工藝

二、自動冷鐓機(jī)模具

（一）冷鐓模具的分類

（二）自動冷鐓機(jī)模具結(jié)構(gòu)

（三）自動冷鐓機(jī)模膛尺寸

三、冷鐓桿狀零件模具設(shè)計(jì)

（一）沖頭設(shè)計(jì)

（二）凹模設(shè)計(jì)

（三）切邊模具設(shè)計(jì)

四、冷鐓螺母類零件模具設(shè)計(jì)

（一）鐓球模具設(shè)計(jì)

（二）鐓六角模具設(shè)計(jì)

（三）沖孔模具設(shè)計(jì)

五、通用模具設(shè)計(jì)

（一）切料模具設(shè)計(jì)

（二）滾壓工具設(shè)計(jì)

六、硬質(zhì)合金冷鐓模具

（一）硬質(zhì)合金模具毛坯形式及尺寸

（二）硬質(zhì)合金鋼球冷鐓模結(jié)構(gòu)

（三）硬質(zhì)合金模具毛坯技術(shù)條件

七、冷鐓模具技術(shù)條件

主要參考文獻(xiàn)

本書較全面系統(tǒng)地介紹了下料剪切模、錘用鍛模、錘用胎模、輥鍛模、切邊沖孔模、擠壓模、孔型斜軋模、楔橫軋模及校正、壓印、精壓模具，各種壓力機(jī)用鍛模，模具材料和熱處理等內(nèi)容。第2版特別補(bǔ)充了鍛模的CAD/CAM和鍛造成形過程的優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容。主要供鍛壓、模具等專業(yè)的技術(shù)人員、大專院校相關(guān)專業(yè)師生等使用和參考。

這套“模具手冊”分六冊出版：《粉末冶金模具手冊》、《塑料模設(shè)計(jì)手冊》、《壓鑄模設(shè)計(jì)手冊》、《沖模設(shè)計(jì)手冊》、《鍛模設(shè)計(jì)手冊》、《模具制造手冊》。

本手冊較全面系統(tǒng)地介紹了下料剪切模、錘用鍛模、錘用胎模、輥鍛模、切邊沖孔模、擠壓模、孔型斜軋模、楔橫軋模及校正、壓印、精壓模具，各種壓力機(jī)用鍛模，模具材料和熱處理等內(nèi)容。第2版特別補(bǔ)充了鍛模的CAD/CAM和鍛造成形過程的優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容。

本手冊主要供鍛壓、模具等專業(yè)的技術(shù)人員、大專院校相關(guān)專業(yè)師生等使用和參考。

其作用是使坯料先變形到接近鍛件的形狀和尺寸，再進(jìn)行終鍛時(shí)，金屬變形量較小，容易充滿終鍛模膛。同時(shí)可以減少終鍛模膛的磨損，延長鍛模的使用壽命。預(yù)鍛模膛使制坯后的坯料進(jìn)一步變形，使其形狀更接近鍛件圖。采用預(yù)鍛模膛有以下特點(diǎn)。

模鍛模膛優(yōu)點(diǎn)

①改善金屬在終鍛模膛中的流動條件，避免在鍛件上產(chǎn)生折疊。

②使坯料易于充滿終鍛模膛，避免產(chǎn)生充不滿的缺陷。

③減少終鍛模膛磨損，提高鍛模壽命。

模鍛模膛缺點(diǎn)

①錘擊中心不能和模膛中心重合，產(chǎn)生偏心力矩，使錘桿和錘鍛模燕尾受力狀況惡化，下模容易錯(cuò)移。

②增大了模塊尺寸。

③對于寬度尺寸較大的鍛件，預(yù)鍛、終鍛需用兩套模具分別在兩臺設(shè)備上聯(lián)合鍛打，增加了設(shè)備數(shù)量。

④降低了生產(chǎn)率。

因此，是否采用預(yù)鍛模膛要權(quán)衡利弊。生產(chǎn)中通常只有在鍛件形狀復(fù)雜、成形困難且批量大的情況下才采用預(yù)鍛模膛。在錘上模鍛時(shí)，預(yù)鍛模膛常用于具有工字形截面、劈開的叉形、枝芽、高肋、深孔等形狀復(fù)雜、難以充滿和易產(chǎn)生缺陷的鍛件。

模鍛模膛預(yù)鍛模膛和終鍛模膛

預(yù)鍛模膛和終鍛模膛的區(qū)別是前者的圓角和斜度較大，沒有飛邊槽。形狀簡單或批量不大的模鍛件可以不設(shè)置預(yù)鍛模膛。