热模锻模块的尺寸设计及顶出器的作用

（1）模块类型 模块分为矩形（或方形）和圆形两种。

矩形模块适用于任何形状的锻件，而圆形模块仅适用于镦粗类锻件；矩形模块调整错移方便，而圆形模块可以节省模具钢、加工方便。因此，在选用这两种形状的模块时，可根据锻件要求和具体情况来定。

斜面压板式模架与定位键式模架用的模块外形有较大的差别。用于前者的模块，其侧面制成7°～10°的斜面，以便与斜面压板相配合（见图3-28）；用于后者的模块，其侧面制成5～10mm的凸肩，供压板压紧用（见图3-29）。对于圆形模块，在模块侧面或底面开有防止模块旋转的键槽。

图3-28 斜面压板式模架用模块外形

图3-29 定位键式模架用模块外形

（2）模块尺寸

1）模块平面尺寸

尽管热模锻压力机模锻时上下模不打靠，但是并不意味锻造时锻模不受力，因而应按热模锻压力机锻模的承压应力计算、确定锻模承压面积。对于正常进行锻造生产，防止锻模损坏有非常重要的意义。

图3-30 模块高度方向尺寸及壁厚

模块的尺寸取决于型槽尺寸和模壁厚度。模壁厚度按下式确定：

t=（1.0～1.5）h≥40mm

式中 t——模壁厚度；

h——型槽最宽处的深度（见图3-30）。

模块底面距型槽最深处的距离s不得小于（0.60～0.65）h。

根据上述条件，可以初步计算出模块的平面尺寸和平面面积。

锻模承压力计算及校核：

σ=F/A

式中 σ——模块底部承受的单位面积压力（MPa）；

F——设备公称压力（N）；(www.xing528.com)

A——模块底面实际承压面积（mm²），实际承压面积为模块底面面积减去顶杆孔、键槽等不承受压力部分的面积。

σ的数值应小于或等于350MPa，当大于这一数值时，应改变模块尺寸，增大承压面积。通常σ值在300MPa为好。

2）模块高度

确定模块高度h_锻模时，应留有翻新模块的余量，但注意保证在上下模块封闭时满足锻模封闭高度的条件：

h_锻模=H_min+0.65a

式中 H_min——热模锻压力机最小封闭高度（mm）；

a——热模锻压力机最大调节量（mm）。

（3）顶出器

模块里设有顶出器，它在模架中的顶出装置推动下将锻件顶出。

一般情况下，顶出杆可以顶在飞边上，见图3-31a。当锻件有直径较大的冲孔连皮时，则应顶在连皮上，见图3-31b。如果必须顶在锻件上，则应尽可能顶在锻件的加工表面上，此时顶出杆装配前应留有凸出模槽0.3～0.5mm的余量，装配后磨平，以免锻件上压出凹痕，见图3-31c、d、e、f。对于两头都有深型槽的长形锻件，应该用前后两小顶出器，图3-31c。如果连皮直径较小，则模块中冲孔的冲头必将因中心打孔而过分削弱，很容易损坏。如果冲孔深度不太大，则可用图3-30e、f所示的顶出器。

顶出器的顶杆直径一般为10～30mm，在设计时应尽可能粗一些，否则容易歪曲变形。模块上应有足够长度的导向部分，模块和顶出杆之间留出0.1～0.3mm的间隙。顶杆布置在加工面上时，应注意不影响加工定位。

图3-31 顶出器形式

a）顶飞边 b）顶连皮 c）顶锻件本体和飞边 d、e、f）顶锻件本体

（4）排气孔

热模锻压力机上模锻与锤上模锻不同，锤上模锻时，金属在每一型槽内的变形是在锤头的多次打击下完成的；而热模锻压力机上模锻时，金属是在滑块的一次行程中完成变形。若型槽有深腔，聚积在深腔内的空气受到压缩，无法溢出而产生很大压力，从而阻止金属向型槽的深腔处充填。所以，在型槽深腔金属最后充填处应开设排气孔，如图3-32所示为排气孔设计的正确与不正确的示例。

排气孔直径不大于ϕ2mm，深度为5～15mm，其下端则扩大为ϕ4～5mm，以简化制造工艺。当型槽底部有顶件器或其他能排气的缝隙时，则可不另开排气孔。

图3-32 型槽排气孔

a）正确 b）不正确