【正文】 可以施加預(yù)應(yīng)力，使凹模能承受較高的單位壓力；節(jié)約模具材料和便于模具熱處理；便于采用循環(huán)水或用壓縮空氣冷卻模具。 sB? － 模鍛時沖頭直徑 B 的彈性變形值，當(dāng)直徑變大時， sB? 為負(fù)值，當(dāng)直徑減小時， sB?為正值 ； 其余符號與上式相同。 （ 1） 凹模尺寸和強(qiáng)度計算 整體凹模 。根據(jù)有限元法計算，與預(yù)應(yīng)力圈高度等于凹模高度、模膛靠近凹水或壓縮空氣 模端面的結(jié)構(gòu)相比，這種結(jié)構(gòu)的凹模工作應(yīng)力約降低 3050%。 關(guān)于模具材料，應(yīng)選用硬度高 、彈性模量大的材料做模具材料。 a) 導(dǎo)柱 b）導(dǎo)套 圖 16 導(dǎo)柱導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)及其固定方式 表 5 模鍛有色金屬鍛件的凸模與凹模導(dǎo)向間隙（ mm） 凹模孔直徑或尺寸 對于圓形的導(dǎo)向孔 對于非圓形的導(dǎo)向孔 鋁合金 銅合金 鋁合金 銅合金 20 2040 4060 60100 100150 注：表中數(shù)值系雙邊間隙。 模具頂出裝置導(dǎo)向部分的間隙，可參考模具導(dǎo)向部分的間隙值。 8 精密模 鍛工藝對設(shè)備的 要求 精密模鍛的主要特點(diǎn)是要保證所得零件的尺寸精確和表面光潔。對螺旋壓力機(jī)，雖有一定的超載能力，但工作時 鍛件的變形抗力也 是由機(jī)身封閉系統(tǒng)的彈性變形來吸收的，冷擊時最容易發(fā)生超載現(xiàn)象，故對于這兩類設(shè)備必須有超載保險裝置，以確保 設(shè)備 安全。因此，必須備有頂出機(jī)構(gòu)，否則在模具結(jié)構(gòu)上必須加以考慮，但這只適用于頂出力很小的情況。 對人體無毒害作用 。圖 19 所示為摩擦壓力機(jī)上閉式模鍛用的有頂出裝置的 鍛模，利用摩擦壓力機(jī)中的機(jī)械頂出裝置頂出鍛件。由于工作時上、下模溫度不同，所以鎖扣 間 隙在模鍛過程中可能增大或減小。 關(guān)于模具結(jié)構(gòu)，應(yīng)力求簡單。可按厚壁圓筒強(qiáng)度計算的公式計算。在模膛深穴處應(yīng)有通氣孔，以便排出空氣，保證模膛充滿。對于精度要求較高的精密模鍛件，應(yīng)綜合考慮各種 因素 的影響，合理地確定模膛尺寸。利用過渡圈 5 把沖頭 6 固定在沖頭固定器 4中。 按鍛造設(shè)備和工作條件分類。等溫模鍛時，高寬比最大達(dá) 23:1。因?yàn)?在鍛造過程中，許多因素的影響，如工人的操作速度 、 鍛件的幾何形狀和尺寸 、 模具的預(yù)熱溫度以及始鍛溫度的高低等，使模鍛件在終鍛時的各處溫度不一樣，因而鍛件各處的收縮率也就不同，當(dāng)實(shí)際收縮率不符合原先鍛模設(shè)計時所考慮的收縮率時，就使模鍛后的尺寸發(fā)生變動，如果相差較大，就可能使鍛件或模具報廢。同時，為排除模膛中的氣體，減少金屬流動阻力，使金屬更好地充滿模膛，模膛內(nèi)應(yīng)開有排氣小孔；要進(jìn)行 工序間的清理 ， 鍛件生產(chǎn)的幾道工序間必須進(jìn)行檢驗(yàn)、清理，只有將坯料表面缺陷 研 磨或拋光干凈 ， 才能進(jìn)行下一道精密模鍛工序。 （ a）開式模鍛 （ b）閉式模鍛 圖 2 開式模鍛和閉式模鍛簡圖 (a) 實(shí)心件正擠壓 （ b）實(shí)心件徑向擠壓 (c) 實(shí)心件反擠壓 (d) 空心件正擠壓 (e) 空心件反擠壓 1沖頭 2凹模 3可分凹模 4 芯棒 5沖頭 圖 3 擠壓簡圖 柱 塞式鍛造是近年來發(fā)展十分迅速的一種精密成形方法，徑向擠壓就屬于其中的一種。顯然采用高速鋼 W18Cr4V、 W18Mo5Cr4V2 作模具最為合適，因?yàn)楦咚黉摰募t硬性恰能滿足溫鍛溫度的要求。 （ 10） 設(shè)備 設(shè) 備的精度、剛度及其噸位大小對鍛件尺寸精度有一定影響。外力去除后，兩者都向相反方向彈復(fù)，結(jié)果使鍛件尺寸增大 ， 其數(shù)值是模具和鍛件彈性變形量的總和。同時，鍛造時對模具進(jìn)行良好的潤滑和冷卻，也可減少模具磨損。 （ 2） 坯料體積的偏差 在開式精密模鍛中，因?yàn)槟Ｇ恢車O(shè)有飛邊槽，毛坯體積波動并不影響鍛件的尺寸。 ，需機(jī)械加工表面占 6080%，其非加工面 尺寸精度滿足 HB0667 的四級，其重量約為成品零件的 3 倍左右。 或更大，尺寸精度滿足 HB0667 五級精度要求，全部需機(jī)械加工，其重量約為成品零件的 4 倍左右。 （ 1） 零件的結(jié)構(gòu)工藝性 由于精密模鍛件是由毛坯在模膛中經(jīng)塑性變形而獲得，故零件的結(jié)構(gòu)是影響鍛件尺寸精度的一個因素。模鍛無氧化皮的壞料時，模具磨損量比模鍛有氧化皮的坯料時減少約 l6%。 應(yīng)用公式 7 時，應(yīng)該注意，提高終鍛時的鍛件溫度將使鍛件尺寸減小，而提高模具溫度則使鍛件尺寸增大。 （ 8） 模膛和模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計 模膛和模具結(jié)構(gòu)的 設(shè)計 對鍛件的精度有很大影響。毛坯加熱后只要有足夠的塑性，適當(dāng)?shù)淖冃慰沽?，并無明顯地氧化現(xiàn)象，同樣可以達(dá)到精密模鍛 的目的。 擠壓通常稱為擠壓模 鍛，如圖 3 所示。 1下模板 2中間墊板 8隔熱層 5加熱圈 6凸模 7上模板 9凹模 10頂桿 11墊板 圖 5 等溫鍛造模具圖 5 精密模鍛工藝設(shè)計特點(diǎn) 與常規(guī)模鍛工藝相比，在設(shè)計精密模鍛工藝時要注意：應(yīng)精確計算原始坯料的尺寸，嚴(yán)格按坯料 質(zhì)量下料 ， 否則會增大鍛件尺寸公差，降低精度；需要仔細(xì)清理坯料表面，除凈坯料表面的氧化皮、脫炭層及其他缺陷等；為提高鍛件的尺寸精度和降低表面粗糙度，應(yīng)采用少、無氧化加熱方法，盡量減少坯料表面形成氧化皮；選用適當(dāng)?shù)腻憠涸O(shè)備 ， 精密模鍛件一般在剛度大、精度高的熱模鍛壓 力 機(jī)、摩擦壓力機(jī)、液壓機(jī)或高速錘等模鍛設(shè)備上進(jìn)行 ； 模鍛時要很好地進(jìn)行潤滑 ， 模鍛時接觸面上的壓力一般在8001200Mpa，有的甚至高達(dá) 2500Mpa，溫度一般在 1150℃ 1200℃ ，在這樣高的壓力和溫度下，潤滑膜的建立非常困難 ，因此 精密模鍛的模膛必 須有良好的潤滑，以改善模鍛條件，提高模具的使用壽命 ；采取 適當(dāng)?shù)腻懠鋮s方法 ， 精密模鍛多為一次成形，模鍛結(jié)束后鍛件溫度仍很高，約為 1000℃左右，甚至更高 ， 為防止鍛件在冷卻過程中發(fā)生氧化，保證鍛件的精度，鍛件應(yīng)在保護(hù)介質(zhì) （ 如干燥的細(xì)砂、石棉粉等 ） 中冷卻 ； 合理地設(shè)計模具 ， 精密模鍛的鍛件精度在很大程度上取決于鍛模的加工精度，因此精鍛模膛的精度一般要比鍛件高兩級。 另外，在 分析 零件 工藝性 時要考慮生產(chǎn)批量，并進(jìn)行成本預(yù)估。 表 4 一些實(shí)際生產(chǎn)的精密模鍛件的圓角半徑值 肋 肋高 h 外圓角半徑 eR 肋寬 w 高寬比 wh/ 模鍛斜度 內(nèi)圓角半徑 fR 比值 ef RR 腹板厚度 鋁合金鍛件（圓頂肋） 4:1 5 :1 7:1 0 2:1 2 :1 0 :1 7:1 0 :1 11:1 0、 1 5:1 2 6:1 3 :1 31 12:1 0 :1 無腹板 10:1 1 4:1 :1 0、 :1 6:1 0 :1 54 17:1 0 :1 23:1 3 4:1 2 鋁合金鍛件（平頂肋） :1 0 :1 5:1 0 :1 2 鋼鍛件 3:1 4* 2:1 * 指最大模鍛斜度 （ 4） 肋和腹板厚度 肋的工藝性主要取決于它的高度和寬度。然后，進(jìn)行模具的整體和零件設(shè)計，確定各零件的加工精度、表面光潔度等級和技術(shù)要求。兩個三棱柱形的 半凹模 7 和 8通過銷軸 9 與連接推桿鉸接，連接推桿固定在壓力機(jī)的頂出器上。 精密模鍛模具的導(dǎo)向裝置和頂出機(jī)構(gòu)與常規(guī)成形模具相同，但導(dǎo)向精度要求更高些。 （ 3） 有深凹穴和形狀復(fù)雜的模膛布置 對于水平可分凹模， 若 有深的凹穴和 形狀復(fù)雜的模膛，最好布置在上模，這樣不僅 有利 于金屬更好地充滿模膛，而且也便于清除氧化皮和潤滑劑殘渣。模膛工作壓力雖沒有達(dá)到 1000MPa以上，但為了節(jié)約模具鋼，仍可采用雙層或 三 層 組合凹膜。 （ 2） 凸模強(qiáng)度 對于凸模，除了核算抗壓強(qiáng)度外，還應(yīng)該核算縱向彎曲的穩(wěn)定性。通常采用基孔制過渡配合，用環(huán)形壓板螺釘將導(dǎo)柱導(dǎo)套緊固在上、下模座上。 在機(jī)械壓力機(jī)、螺旋壓力機(jī)和液壓機(jī)等設(shè)備上精密模鍛時，可利用設(shè)備上的推出裝置迅速將鍛件從模 膛中推出。 保證鍛件有較低的表面粗糙度 ， 并能保證鍛件順利脫模。如果設(shè)備的精度指標(biāo)較低，特別是導(dǎo)向精度較低時，就應(yīng)在模具上增加導(dǎo)柱、導(dǎo)套或采取其他導(dǎo)向措施，以彌補(bǔ)設(shè)備精度差的缺陷。機(jī)械壓力機(jī)是由飛輪自行調(diào)節(jié)能量的，即鍛件成形需要的能量大，飛輪釋放出的能量就大；鍛件成形需要的能量小，飛輪釋放出的能量就小。 任何鍛壓設(shè)備工作時，都要發(fā)生彈性變形，因而直接影響 鍛 件高度尺寸的精度。合理地選用潤滑劑，可以有效地提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高模具壽命，提高勞動生產(chǎn)率，降低變形力和變形功的消耗等。所以，不宜在錘上精鍛形狀復(fù)雜、脫模 困難 的鍛件。而精鍛時，為了減少氧化皮，終鍛溫度應(yīng)取低一些，例如碳鋼鍛件取 600℃ 875