模具下压， 模具下压， 坯料产生变 形抗力
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2.4） 2.4）镦粗制坯 易出现问题: 易出现问题: 镦粗后坯料理论为圆饼状坯料， 镦粗后坯料理论为圆饼状坯料，实际生 产坯料不一定是完整的圆形; 原因分析: 原因分析: 1.棒料剪切后 端面有斜度， 棒料剪切后， 1.棒料剪切后，端面有斜度，锻造生产 以料径（剪切端面)为定位， 以料径（剪切端面)为定位，容易造成 材料镦粗后偏向一边，使材料分布不 材料镦粗后偏向一边， 均匀， 均匀， 2.镦粗过程中 镦粗过程中, 2.镦粗过程中,坯料侧面金属向上流动 变形不均匀,产生变形抗力不均. 变形不均匀,产生变形抗力不均. 易产生影响: 易产生影响: 导致后续锻件一边充不满， 导致后续锻件一边充不满，一边毛刺过 高的情况出现。 高的情况出现。
预锻模腔
终锻模腔
2.设计要点: 2.设计要点: 设计要点
2.1模锻角度: 2.1模锻角度: 模锻角度 复杂形状模锻斜度, 复杂形状模锻斜度,预锻比终锻斜度 大1-2°,右上图示 2.2封闭模腔容积 封闭模腔容积： 2.2封闭模腔容积： 预锻模腔容积较终锻模腔大10 10预锻模腔容积较终锻模腔大10-20%, 预锻模腔过渡处多为较大R, R,预锻毛坯 预锻模腔过渡处多为较大R,预锻毛坯 外圆周和内孔边缘以成型圆鼓状为好, 外圆周和内孔边缘以成型圆鼓状为好, 预锻毛坯不要求充满模腔。 预锻毛坯不要求充满模腔。 如右下图示
二.模具结构设计(闭式) － 终锻模腔 模具结构设计(闭式) 设计要点: 设计要点:
2.3冲孔连皮设计： 2.3冲孔连皮设计： 冲孔连皮设计 冲孔连皮的设计多跟锻件的内孔形状/内孔深度与直径等因素有关， 冲孔连皮的设计多跟锻件的内孔形状/内孔深度与直径等因素有关， 目前我们热模锻齿轮的冲孔连皮有两种结构模式。 目前我们热模锻齿轮的冲孔连皮有两种结构模式。 预锻模腔的连皮形式多跟终锻模腔形式接近） （预锻模腔的连皮形式多跟终锻模腔形式接近）
合理机加工余量 合理机加工余量 模锻斜度 &模锻斜度
冷态锻 件图设计
缩比
热态锻 件图设计
变形量(高 变形量 高 / 瘦 ) 可靠定位
选 材
镦粗比 减少钢棒的 规格(直径 直径) 规格 直径
镦粗制坯
圆周定位
预锻成型 毛坯设计
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2.1） 2.1）四工步锻压成型工艺 － 终锻成型
图b
模具下压， 模具下压，坯 料产生变形抗 力不均匀
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二.模具结构设计(闭式) － 预锻模腔 模具结构设计(闭式) 1.预锻模腔： 1.预锻模腔： 预锻模腔
预锻模腔改善金属在终锻模腔内的成 形条件, 形条件,尽可能减少变形量使金属易 于充满终锻模腔, 于充满终锻模腔,可以改善终锻模具 使用寿命并尽可能减少压力偏载； 使用寿命并尽可能减少压力偏载；
抛丸处理 表面氧化皮残留物 *:表面氧化皮残留物
质量检验 尺寸/表面质量 尺寸 *:尺寸 表面质量
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2.四工步锻压成型工艺 2.四工步锻压成型工艺
1).DYPT齿轮毛坯锻造模式为：多工位级进/闭式/ 1).DYPT齿轮毛坯锻造模式为：多工位级进/闭式/热/模锻 齿轮毛坯锻造模式为
合模时， 合模时， 上下模 啮合面
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二.模具结构设计(闭式) － 终锻模腔 模具结构设计(闭式) 1.终锻模腔： 1.终锻模腔： 终锻模腔
DYPT热模锻齿轮均为闭式模锻，即为无飞边锻造， DYPT热模锻齿轮均为闭式模锻，即为无飞边锻造， 热模锻齿轮均为闭式模锻 因此终锻模腔设计较为简单， 因此终锻模腔设计较为简单，仅须考虑热态锻件 尺寸，无需考虑飞边槽设计。 尺寸，无需考虑飞边槽设计。
终锻成型工艺要点： 终锻成型工艺要点： 缩比（热收缩率）： 1. 缩比（热收缩率）： 高温锻件尺寸的热收缩率多采用 1.0-1.5％； 1.0-1.5％； 模锻： 2. 模锻： 多采用内孔3 外周1 多采用内孔3～5°，外周1-3°； 锻件外形尺寸： 3. 锻件外形尺寸： 考虑后续冲孔工序对局部尺寸的 变形影响,调整局部缩比。 变形影响,调整局部缩比。 冲孔连皮设计： 4. 冲孔连皮设计： 基于金属流动、 基于金属流动、锻打压力和模具 寿命等因素考虑，厚度多采用7 寿命等因素考虑，厚度多采用710mm
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1.DYPT热模锻齿轮毛坯生产工艺流程 1.DYPT热模锻齿轮毛坯生产工艺流程
钢棒剪切下料 钢棒剪切下料 端面角度/ *:端面角度/毛刺
中频感应棒料加热 *:温度
四工步锻压成型 尺寸/ *:尺寸/表面质量
等温退火热处理 温度曲线/金相组织 温度曲线 *:温度曲线 金相组织
三.涨断连杆与拉断连杆工艺对比 .
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和锤上模锻相比) 一.热模锻一般工艺特点 (和锤上模锻相比)
压机滑块行程固定,载荷为静压力,锻件精度高, - 压机滑块行程固定,载荷为静压力,锻件精度高,能较 好控制锻件高度公差;但不便于进行制坯. 好控制锻件高度公差;但不便于进行制坯. 大尺寸工作台面,可多工位布局, 镦粗/预锻/ - 大尺寸工作台面,可多工位布局,如:镦粗/预锻/终锻 /冲孔;模具结构复杂,初次投资大. 冲孔;模具结构复杂,初次投资大. 设备有顶料机构, 实现自动化生产, - 设备有顶料机构, 实现自动化生产,生产效率高 模具模块可按工步单独设计/制造/安装,调整/更换/ - 模具模块可按工步单独设计/制造/安装,调整/更换/ 维修方便. 维修方便. 热模锻压力机因各个工位金属流动变形量不同， - 热模锻压力机因各个工位金属流动变形量不同，产 生变形抗力不同， 生变形抗力不同，各个工位变形所需要的设备压力也不 同;在实际生产中压力机负载工作状况总是存在偏载现 象
此等部位易 大圆弧过渡 放大
一档从动齿轮 预锻成型工步示意图
内孔部位
高度差 2-3mm
放大部位
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2.3） 2.3）四工步锻压成型工艺 － 镦粗制坯 镦粗制坯设计要点: 镦粗制坯设计要点: 使坯料高度减小,横截面积增加， 使坯料高度减小,横截面积增加，用于 圆饼类锻件制坯， 圆饼类锻件制坯， 去除棒料表面氧化皮， 1. 去除棒料表面氧化皮， 镦粗后坯料直径与锻件接近， 2. 镦粗后坯料直径与锻件接近，利于 后续成型过程中充满模腔 镦粗时,坯料内部变形抗力分布不均, *: 镦粗时,坯料内部变形抗力分布不均, 坯料两端因温度下降较内部快, 坯料两端因温度下降较内部快,变形抗力 较坯料中间处金属变形困难. 大,较坯料中间处金属变形困难. 镦粗后毛坯多为鼓形形状. 镦粗后毛坯多为鼓形形状.端面直径 尺寸增加主要靠侧表面的金属翻上去
自动 上料
镦粗 制坯
预锻 成型
终锻 成型
毛坯 冲孔
*:锻造坯料由送料同步器(T/F)实现在各工位间顺序进级。 *:锻造坯料由送料同步器(T/F)实现在各工位间顺序进级。 锻造坯料由送料同步器(T/F)实现在各工位间顺序进级 SGMDYPT-FF 2009.04
2).四工步锻压成型工艺 2).四工步锻压成型工艺 － 设计思路 锻造工艺设计一般思路： 锻造工艺设计一般思路：
下模浮 动顶出
镦粗圆饼状坯料 落入本区域
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二.模具结构设计(闭式) － 预锻模腔 模具结构设计(闭式) 设计要点: 设计要点: 2.5预防终锻成型时产生错差/折叠： 2.5预防终锻成型时产生错差/折叠： 预防终锻成型时产生错差
1)因热模锻压力机为多工位进级方式， 1)因热模锻压力机为多工位进级方式， 因热模锻压力机为多工位进级方式 很难保证使模腔布局于压力机工作压 力中心位置， 力中心位置，并且因各个工位金属流 动变形量不同，产生变形抗力也不同， 动变形量不同，产生变形抗力也不同， 各个工位变形所需要的设备压力也不 同。 2)在实际生产中压力机负载工作状况总 2)在实际生产中压力机负载工作状况总 是存在偏载现象； 是存在偏载现象； 3)偏载现象与模具制造 偏载现象与模具制造、 3)偏载现象与模具制造、装配等累积误 差必然影响到锻件的错差， 差必然影响到锻件的错差，工步间错 差过大，后续锻压易出现折叠。 差过大，后续锻压易出现折叠。 4)在模座导柱导向之外 在模座导柱导向之外， 4)在模座导柱导向之外，增加预锻工步 与终锻工步的模具结构导向。 与终锻工步的模具结构导向。 依靠合模初期，上下模外衬啮合， 依靠合模初期，上下模外衬啮合，对 工步模具起导向作计要点: 2.设计要点: 设计要点
2.1缩比及尺寸调整： 2.1缩比及尺寸调整： 缩比及尺寸调整 在没有类似参考及相关经验的前提下， 在没有类似参考及相关经验的前提下，终锻模腔 可以根据锻件材料缩比系数（1.2-1.5％） ％）进行 可以根据锻件材料缩比系数（1.2-1.5％）进行 设计。 设计。 根据最终锻件成品进行调整终锻模腔相关尺寸。 根据最终锻件成品进行调整终锻模腔相关尺寸。 2.2预锻件放置及定位 预锻件放置及定位： 2.2预锻件放置及定位： 因终锻模腔与锻件成品有直接关联， 因终锻模腔与锻件成品有直接关联，终锻模腔不 易采用浮动接送料的方式， 易采用浮动接送料的方式，且终锻模腔是各个工 步中变形受力最大的工步， 步中变形受力最大的工步，下模多采用热态紧配 改善模具受力状态,以增强抗打击能力; 合，改善模具受力状态,以增强抗打击能力; 预锻件的放置完全依靠自由落体进入模腔， 预锻件的放置完全依靠自由落体进入模腔， 预锻件靠其与终锻模腔相近的下模外形定位. 预锻件靠其与终锻模腔相近的下模外形定位. SGMDYPT-FF 2009.04
热模锻成形及模具设计 __主要热模锻压力机上锻造
编制: 初向光
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课程主要内容: 课程主要内容: 一.热模锻般工艺特点 -热模锻齿轮毛坯生产工艺流程