螺旋压力机锻模结构的设计优化

在锻造生产中，由于螺旋压力机具有工艺适应性好，锻件精度高，所采用的模具简单，对其打击速度低，冲击较小，节省模具材料及延长模具使用寿命等优点，故得到了广泛的应用。

螺旋压力机根据其传动方式不同，在锻造中主要采用摩擦压力机、液压螺旋压力机(又称液压螺旋锤)和电动螺旋压力机等。这类螺旋压力机，在锻压生产中仅用于单模膛的最后终锻，并配有自由锻锤也可以制坯，但由于其每分钟打击次数较少，打击速度又较低，故不宜于拔长及滚压类的制坯。但它可以适用精锻、模锻、弯曲、挤压、切边、冲孔等多种工序，且具有锤击和压力机的双重工作特性，能满足各种锻造工序的力能要求。

1.模具结构形式及设计要点

螺旋压力机用锻模与锤锻模一样，其结构形式主要有开式及闭式两种。但从模具零件组合方式其又分为整体、镶块、组合及带有导向装置的通用模架式锻模。

(1)整体锻模

螺旋压力机用整体锻模结构及设计要点见表3-61。

表3-61 整体锻模结构及设计要点

(续)

(2)镶块锻模

螺旋压力机用镶块锻模结构及设计要点见表3-62。

表3-62 镶块锻模结构及设计要点

(3)组合锻模

组合锻模结构及设计要点见表3-63。

表3-63 组合锻模结构及设计要点

(4)通用模架锻模

图3-25所示为一通用模架锻模结构。其模具采用标准模架。设有导柱3、导套4对上、下模进行导向，模具工作时平稳、可靠。

模架在使用时，既可安装方形模块，又可安装圆形模块。但在选有通用标准模架时要注意以下几点:

1)安装圆形模块时，应使导柱不起作用，否则会由于导锁的定位作用使导柱折断。

2)模座材料应采用5CrMnMo，38～42HRC以增加其强度。

通用模架结构锻模是目前使用最多的一种模具结构，其标准模架结构尺寸，镶块形状尺寸在本书后续章节将有专门介绍，设计者可参考选用，主要适用于大批量生产的锻件模具。

图3-25 通用模架锻模

1—顶杆 2—下模座 3—导柱 4—导套 5—上模座 6—上斜楔 7—下楔 8、9—上、下镶块

2.模具设计要求(www.xing528.com)

螺旋压力机用锻模，其设计程序与锤锻模大致相同，但在设计时，要注意以下几点。

(1)锻模结构的选择

1)螺旋压力机用锻模，仅适于单模膛最后终锻结构。若配以其他设备如自由锻锤及辊锻机等制坯，在偏心载荷不大情况下，也可以考虑设置两个模膛，但应满足模膛的中心距，不能超过丝杆节圆的半径。

2)对于拔长及滚压类的制坯不能采用螺旋压力机锻模。

(2)分型面的选择

对于用组合凹模锻出的锻件，若采用下顶出装置顶出，允许采用两个分型面；而对于顶镦类、挤压类及盘类锻件可采用上、下分模，即分模处的位置在金属最后充满处，同时用小飞边或无飞边的模锻方法。

(3)模膛的设计

模膛的设计与锤锻模一样，是以锻件图加收缩量的热锻件图为依据，但要注意以下几点:

1)模块上布置模膛时，应尽量避免和减少偏心打击。当模膛上只有终锻模时，模膛中心要与模座中心及螺杆中心重合。在偏心载荷不大的情况下，若采用预锻或终锻双模膛，可以设计成整体锻模或两个模膛分别设在两个镶块上共用一个模座。其两模膛位置应分布于锻锤中心两侧，且满足下式(图3-26)。

图3-26 模膛设计

式中 D——压力机螺杆直径(mm)。

2)对于较深的模膛应设有排气孔，以利于金属的充满。

3)锻件形状复杂的部位应设在下模，而不是上模，以便于顶杆顶出。

4)若终锻前的毛坯需要镦粗、压扁、弯曲等简单的制坯过程时，可在镶块的左前角设置制坯模膛，也可在模膛的左前角安排独立的制品镶块，但应考虑加热设备的位置，要方便操作。

(4)导向装置的设计

在设计时，为防止在锻造过程中锻模水平方向上的错移，模具应设有导向装置。导向分导销、锁扣等多种形式。若采用锁扣导向时，可按表3-43方法设计，若采用图3-27所示的导销导向时，其导销的直径D可根据所采用的压力机吨位来选择，见表3-64。

图3-27 导销导向

表3-64 导销直径

导销的长度:

L₁=(0.8～0.9)H₁

L₂=(0.5～0.7)H2

L₁的长度应保证上模在接触坯料时，导销进入导孔的长度应不小于15～20mm，并在上、下模打靠时，导销不得超出上模导销孔。

导销与导孔配合应选H₇/h₇配合形式。