终锻工序和型槽的优化选择方案

1.终锻型槽

终锻型槽是热锻件形状的反印，其内空形状应和模锻件的形状相同（分型面的选择、斜度和圆角等参数也对应一致）。使坯料最后塑性变形到模锻件所需要的形状和尺寸的型槽，由它获得带有飞边的最后形状和尺寸的锻件。终锻型槽按热锻件图设计制造的，但因热模锻件冷却时要收缩，终锻型槽的尺寸应比冷模锻件尺寸放大一个收缩量。终锻型槽是按热锻件图制造和检验的。

终锻型槽的设计主要依据热锻件图，将冲孔连皮部分计入热锻件图，并选用适当的飞边槽形式。一般地，把锻件的较难充满部分置于上模。

热锻件图按冷锻件图计入冷缩率（钢锻件的终锻温度一般取为1000℃），所以材料收缩率为1.5%，细长杆类锻件或打击次数较多，终锻温度较低，冷缩率要适当减小，沿锻件长度方向收缩率取1.2%。

在设计和绘制终锻型槽时应考虑：

一般情况下，终锻型槽的内空形状与热锻件图完全相同。但在某些情况下，为了保证能锻出合格的锻件，终锻型槽的某些地方必须与热锻件图有差异。

1）当利用小设备锻大锻件时，由于锤的打击能量不足，难以将锻件打靠。为了保证锻件在高度方向的尺寸能在公差范围内，可适当地减小终锻型槽的深度尺寸，减小量一般在0.5～3mm范围内，要根据打击能量不足的情况来确定。如果用大设备锻小锻件，就容易使模具的分型面打塌，造成锻件高度尺寸过小。为了保证锻件尺寸在公差范围内，并保证模具使用寿命，可把终锻型槽深度尺寸按锻件的允许正公差加深。

2）型槽易于磨损部位的尺寸可较热锻件图略小，以延长锻模寿命。例如十字轴，在四个轴的根部金属流动较为剧烈，因此轴的根部磨损极快，此时轴根部尺寸ϕ1mm应按其允许的负公差缩小，轴的顶部ϕ2mm则按锻件的公称尺寸设计型槽。这样在根部磨损到一定量时，仍能符合锻件的尺寸要求。终锻型槽易磨损处，应在锻件负公差范围内，预先增加磨损量，以提高型槽寿命。例如锻造齿轮，型槽在轮辐处易磨损，锻出的锻件轮辐厚度d增大，因此应将热锻件图上的尺寸比锻件图上的尺寸相应减小0.5～0.8mm。

3）型槽深凹处常积存氧化皮，不易吹除干净，妨碍金属充满，致使锻件在该处“缺肉”。应在此部位适当加深型槽尺寸，其热锻件图在锻件端头易于积聚氧化皮处加深约2mm。

4）当切边冲孔时锻件可能变形而影响余量时，应在该部位适当加大型槽尺寸。如带有四角扁薄法兰的锻件，应考虑切边时的四角变形。这四角的变形范围大约5mm，变形拉薄量大约1.5mm。

5）应考虑坯料在下型槽的定位、在多次锻击过程中坯料的定位、以及切飞边时的定位问题。例如图2-33所示的锻件具有较高的肋，下面又是平的，不易定位，模锻时很容易转动。第一锤打出的肋会被第二锤打坏，因此需在热锻件（见图2-33）上增设一定位余块。

图2-33 需增设定位块的锻件

由于终锻时锻件变形抗力最大，终锻型槽受力较其他型槽大，因而型槽应放置在靠近锻模的中心部位，以防偏心打击引起锻模错移及损坏锤杆。

2.飞边槽

（1）飞边槽形式

开式模锻时，终锻型槽沿分型面设置有飞边槽。飞边槽增大金属流出型槽的阻力，有助于充满型槽，减弱上下模面打击（缓冲）和容纳多余金属。

飞边槽的结构分为桥部和仓部。桥部较薄，金属冷却快，起阻流金属的作用，使型槽四周产生阻力，迫使金属充满型槽；仓部起容纳多余金属的作用。飞边槽的主要结构尺寸参数是桥部高度h和桥部的宽高比b/h。b/h越大，b/h越小，则阻流作用越大。生产实践经验表明，b/h=4～6比较适宜。常用的飞边槽有四种形式，如表2-16所示。

表2-16飞边槽形式

（续）

1）桥部位于上模，温度低，不易磨损，用于一般锻件。

2）桥部位于下模，用于切边时需将不对称锻件翻转或整个锻件均在下模成形的锻件。

3）仓部较大，可容纳较多的金属。用于大型、复杂锻件。

4）桥部增加阻力沟，以便更大地增加金属外流阻力，迫使金属充满深凹复杂的型槽，多应用于局部。

飞边槽的尺寸与锻件的大小、复杂程度以及型槽四周的阻力大小有关。飞边槽尺寸的计算方法如下：

1）计算法。用经验公式计算桥部高度：

式中 h——飞边槽桥部高度；

A_f——锻件在水平面上的投影而积。(www.xing528.com)

根据h值，可由表2-16查得飞边槽其他有关尺寸。

表2-16中宽度尺寸分三组：第一组用于镦粗充满，因充满容易，故宽度可小一些；第二组用于压入充满，充满困难一些，因而宽度适当增加；第三组用于很复杂的锻件，因充满困难，故宽度取得更大。

2）吨位法。根据生产经验，常按锻锤吨位确定飞边槽尺寸，见表2-17所示飞边槽尺寸与锻锤吨位的关系。

表2-17飞边槽的尺寸与锻锤吨位的关系 （单位：mm）

注：1.锤吨位偏大或偏小时，h适当修改。

2.锻件较复杂时，b、b₁适当增大。

3.钳口

在终锻型槽前面有空腔，叫做钳口。钳口是用来放置钳子和钳夹头，以便于从型槽中取出锻件，如图2-34所示。在制造锻模时，钳口亦可作为浇口，浇入熔化的铅、盐（30%KNO₃+70%NaNO₃）等低熔点物质，来复制型槽的形状。如精度要求不是很高的大锻件，可用石蜡浇注以检查型槽尺寸。

图2-34 钳口操作

钳口形式如图2-35所示。连接钳口与型槽的沟槽称为钳口颈。钳口颈较飞边的厚度大，增强了锻件和钳夹头连接的强度，便于锻件起模。钳口尺寸见表2-18和表2-19。

表2-18钳口尺寸 （单位：mm）

表2-19钳口颈尺寸 （单位：mm）

当相邻两个钳口间的壁厚C小于15mm时，应开通此壁，将终锻型槽和预锻型槽的钳口做成公共钳口，如图2-36所示。

图2-35 钳口形式

图2-36 公用钳口

如钳口专为锻件起模用，象饼类镦粗无夹钳头锻件，其钳口应按特别形式钳口（见图2-37、表2-20）设计。

图2-37 饼类镦粗无夹钳头钳口

表2-20饼类镦粗无夹钳头钳口尺寸

当锻造尺寸较大、形状复杂、而材料价格又高的锻件时，为节约金属，也不设置夹钳料头，在终锻型槽的两侧设计起模沟槽，便于用撬杠伸进飞边的底部以帮助起模，如图2-38所示。

图2-38 起模沟槽

如钳口仅用于浇铸铅液（或金属盐检验）型槽时，可取B=G+30（mm）。G为锻件重量（kg）数值。