锻件高度尺寸变化与影响因素的关系分析

如果已知坯料尺寸的偏差，那么坯料体积的最大变化率为

式中 d_bmin——坯料最小直径（mm）；

ΔL——坯料长度偏差（mm）。

由式（3-2）可得：

锻件高度尺寸的变化值ΔH与模膛磨损、温度波动等各影响因素间的关系为

式中 ΔV——坯料体积的绝对变化值（mm³）；

D——锻件或模膛最大直径（mm）。(www.xing528.com)

图3-5中的曲线表示了各种因素对锻件高度尺寸的影响。图中，d_b表示所下坯料直径；ΔH₁为当坯料高径比m＝2.5时坯料尺寸的波动导致锻件高度尺寸的变化；ΔH′＋ΔH₁表示由于坯料尺寸的波动、冲击、系统温度和模膛磨损等导致锻件高度尺寸的变化；Δ为在得到直径最小的锻件时锻模模膛高度的增加值。

图中，第I个方块中的曲线表示原毛坯体积的不准确所导致锻件高度尺寸的变化（当m＝2.5时）；第II个方块中的曲线表示模具直至完全磨损为止的整个工作期间，所得锻件高度尺寸的波动情况，它是在模膛容积最大波动值不大于2％、金属加热时由于氧化烧损而导致坯料体积的波动值为2％和系统温度变化在±75℃之间的条件下所获得的；第Ⅲ个方块中的曲线表示机械压力载荷曲线的变化同锻件高度尺寸波动间的关系。

例如如果选择的坯料直径为d_b＝80 mm，且d_b／D＝0.4，坯料加热和加热后的模锻过程能协调进行，坯料加热时的氧化烧损均匀，那么在刚性的闭式模膛中所得锻件高度尺寸的最大变化值等于2.8 mm。如果坯料加热时的氧化烧损率在2％以内变化，那么锻件高度尺寸的变化达3.4 mm。

图3-5 各种因素对锻件高度尺寸的影响

曲线表明，在具有刚性模壁的模具中，锻件高度的总变化随比值的增加而增加。这个结论已被一些工厂运用到闭式模锻之中。

如果模膛的磨损最小，坯料加热时氧化烧损均匀且温度条件稳定，那么锻件高度的变化仅取决于坯料初始尺寸的波动。

在镦粗成形的模锻中，一般d_b／D＜＜1，在开式模锻中，0.3≤d_b／D≤0.9；多数模锻件为d_b／D≤0.7。因此，在闭式模锻中取d_b／D＝0.6是完全合适的。

在刚性的新模具中模锻时，若d_b／D＝0.3～0.6，由图3-5容易确定最大的锻件高度偏差，因此，CC₁和EE₁能够成为在新的刚性闭式模具中所得锻件的公差带；若d_b／D≤0.33，则公差带必须压缩。