锻造大型锻件热锻模具制造

   锻模设计对锻件的尺寸精度有很大影响。模膛的尺寸精度和磨损、模具和锻件的热胀冷缩、模具和锻件的弹性变形、锻件的形状和尺寸，以及所选用设备的刚度、精度和吨位大小等对锻件的尺寸精度均有较大影响。

   模具的加工精确度应当比锻件的精度高两级。精锻时，为能获得精确的锻件尺寸，应考虑锻件和模具的弹性变形量，应保证模具有足够的刚度。影响模具刚度的因素有模具结构、模膛位置和模具材料等。

对于模具结构，应力求简单，整体模的刚度较好；采用组合模时，应避免构件间有游隙和较大的弹性变形。

   对于模膛位置，应力求模膛中心与滑块（或锤杆）的中心一致，否则会由于偏心力矩使上、下模产生相对转动，造成锻件高度方向和水平方向尺寸偏差。

  对于模具材料，应使模具材料本身硬度高、弹性变形小，例如平面冷精压采用 &12MO做精压平板比采用T10A精压后零件中部的凸起高度小，因而零件的精度锻模设计的正确与否对模具的使用寿命有很大影响。

热锻模失效的主要形式有破裂、磨损、热疲劳裂纹（以下简称热裂）和模具发生塑性变形（压塌）等，其中磨损和热裂属正常失效，而破裂和模具发生塑性变形属非正常失效。设计锻模时，为提高使用寿命要同时考虑这四方面的因素，尤其对非正常失效，更应予以重视。

   模具承受冲击载荷时更易于破裂，这不仅是由于某些材料（例如高速钢）对冲击载荷具有敏感性，而主要是由模具承受冲击载荷时的受力特点所决定的。例如在冲击载荷下进行闭式模锻时,在毛坯充满模膛之后，如果锤头还有多余的能量则必然还要继续向下移动，多余的能量主要由模具及设备的弹性变形所吸收。当多余能量较大时，根据能量转换原理可以算得此时的锤头打击力是很大的, 它将远远超过锻件变形所需的力量，模具常常因为承受不了这么大的应力而破坏，这尤其是在模具具有应力集中处时更是危险。

磨损是模具与毛坯在高压下相对摩擦的结果，磨损使模具表面不平并且出现沟痕，这种沟痕有可能引起应力集中造成模具破裂。

   热裂是由于模具表面热冷交替反复变化引起异符号热应力的反复作用而产生的。热裂纹呈龟裂状，多发生在模具的突出部；因为突出部容易急冷急热。当模具材料的导热性差、热膨胀系数大、使用温度范围和润滑剂选用不合适时，更易产生 热裂。

   模具发生塑性变形的原因是因为模具的硬度过低或锻件的变形抗力过大所引起 的。热锻时由于冷却不好，模具温升较高，引起模具退火而变软。而当坯料温度过低时锻件的变形抗力便会增大。

   模具的磨损、热裂以及模具的塑性变形主要与模具材料、工艺操作和模具的润滑有关，模具的结构形式也有较大影响。下面从防止模具的破裂出发介绍有关模具 强度设计方面的问题，以锤上锻模为例介绍开式锻模的设计，以摩擦压力机上的无飞边模锻为例介绍闭式锻模的设计。

    模锻在工业生产中占有举足轻重的地位。工矿交通各行各业，如汽车、拖拉 机、机床、矿山机械、动力机械、航天航海等部门，没有现代工业生产技术——模锻的密切配合，其发展以至于生存下去，都是不可设想的。模锻生产能力及其工艺 水平，对一个国家的工业、农业、国防和科学技术所能达到的高度影响很大。