锤形胎模结构设计方案

在自由锻造设备上，采用活动模具来成形锻件的工艺方法称为胎模锻造，这种活动模具称为胎模。胎模锻造适用于中小锻件的生产。由于在锻造中，胎模需经常抬动及翻转，故劳动强度较大，因此在胎模设计时应力求使胎模的结构合理、制造简单、操作方便、安全、耐用。

胎模结构比较简单，其设计时主要对其外形尺寸及内部模膛形状和尺寸设计。

1.摔模

摔模又称摔子，主要由上摔、下摔和摔把组成，设有局部或整体的拔长与滚压模膛。其主要用于拔长、滚压毛坯或直接模锻成轴类回转体零件。根据制件要求，主要分圆摔及型摔两种结构。在设计时，其外形尺寸见表3-50、表3-51，口部模膛尺寸见表3-52。

表3-50 圆摔(光摔)外形主要尺寸 (单位:mm)

表3-51 型摔外形主要尺寸 (单位:mm)

表3-52 型摔的口部尾部及模膛尺寸 (单位:mm)

2.垫模

垫模分通底式垫模、带底垫模等，主要用来对短轴类锻件的制坯和终锻成形，也可以把长轴回转体锻件立起来镦粗。

(1)通底式垫模

通底式垫模只有一个零件，锻件的底面直接支承在锻锤的下砧上，分有飞边和无飞边垫模两种。其外形尺寸选择见表3-53。

表3-53 通底式垫模外形尺寸 (单位:mm)

注: H_锻为锻件高度。

(2)带垫垫模

带垫垫模由模套及模垫组成。其模膛及外形尺寸选取方法与通底式垫模相同(表3-53)。而模垫的高度可按下式确定:

h₁=H-H_锻+(1～3)

式中 H——垫模高度(mm)；

H_锻——锻件高度(mm)；

h₁——模垫最小高度(mm)，见表3-54。

表3-54 带垫垫模模垫最小高度h₁ (单位:mm)

3.套模

套模由模套、上垫、下垫构成，如表3-55图所示。其主要用于锻造端面具有凹、凸形状的短轴类零件。

表3-55图所示的套模，其模膛是由套筒1内孔及上垫2、下垫3组合而成的闭式锻模结构。其模套的内、外径尺寸见表3-55。

表3-55 套模的外形尺寸 (单位:mm)

下模垫及上模垫的尺寸可按下式计算:

H₂=(1～1.5)d

H₁=(0.5～1.0)d

式中 H₁——上模垫高度(mm)；

H₂——下模垫高度(mm)；

d——锻件直径，即模套直径尺寸(mm)。(www.xing528.com)

在设计时，要注意:

1)套筒的高度H应根据上模垫接触毛坯时进入套筒的长度不小于20mm来确定，以起导向作用。同时，要保证上模垫在打靠后露出套筒部分h₄应不小于30mm，以起到保护夹持作用。若不需要夹持时，h₄也不应小于10mm，以便于模具的翻修。

2)套筒口斜度一般为1°～3°，或设计成圆角。

3)模套与上、下模垫应设计成H₁₁/h₁₁或者H₁₁/n₁₁配合形式。

4)套筒内腔表面粗糙度Ra﹤1.60μm。

4.合模

合模由上、下模及导向装置组成，见表3-56图，模内设有带横向飞边槽的终锻模膛，有时也可设预锻模膛，主要用于锻造各种形状的锻件。

(1)合模尺寸确定

合模的内、外形尺寸计算见表3-56。

表3-56 合模内外形尺寸确定

(2)导向机构设置

合模一般由导柱对上、下模进行导向，但对于复杂的制件也可采用导锁和锁扣联合导向，如表图3-57。其导销尺寸选用方法见表3-57。

表3-57 导销直径的选用

5.扣模

扣模是由上扣、下扣(上扣为锤头)组成的胎模结构。坯料在锻造时，不需翻转，但在每一次扣形后，要翻转90°在平砧上拍平，然后再扣，直到达到所要求的形状为止。其多用于非回转体长轴类锻件沿轴线方向的局部扣形、弯曲制坯或直线成形。其设计要点见表3-58。

表3-58 扣模设计要点

(续)

6.漏模

漏模主要是在锤上用来切边冲孔的胎模。其外形尺寸见表3-59。

表3-59 漏模外形尺寸 (单位:mm)

(1)间隙确定

凸模有定位时，凸、凹模间隙为1～1.5mm；凸模无定位时，取2～5mm，且间隙要均匀。

(2)圆形凸模高度H′

圆形凸模高度H′(表5-39)可按下式计算:

H′=(0.5～1.0)d

式中 d——冲孔直径(mm)。

(3)凹模高度H

H=h+(20～32)mm

式中 h——锻件高度(mm)。