胎模

出处：按学科分类—工业技术 江苏科学技术出版社《模具工实用技术手册第2版》第450页（5349字）

(一)锻件图绘制

1．分模面

分模面选取的原则是：在垂直于作用力方向并于锻件最大截面处进行分模，以便锻件顺利出模。

在满足该原则的前提下还应考虑以下几方面(表3．2－3)：

表3．2－3 胎模锻件分模面的选择

(1)能及时发现上、下模错移。

(2)金属容易充满模膛。

(3)金属利用率高。

(4)取平面为分模面。

2．模锻斜度

模锻斜度标准值为0．5°，1°，1．5°，3°，5°，7°，10°，12°等。

外壁斜度一般取5°～7°，内壁斜度相应增加一级即7°～10°。若有顶出装置，锻件外壁斜度可取1°～3°。

3．圆角半径

圆角半径的标准值为1、1．5、2、3、4、5、6、8、10、12、15、20(mm)等。

外圆角半径r和内圆角半径R与锻件在该处的高度h及宽度b有关(见图3．2－1)。其值可按图3．2－2箭头所示查取，查取后的数值应向标准系列靠拢。

图3．2－1 锻件的圆角半径

图3．2－2 锻件圆角半径的选用

4．连皮及压凹(表3．2－4)

表3．2－4 连皮形式及尺寸

对于盲孔，胎模锻件可采用压凹形式锻出浅孔，孔底为球面。

5．冷缩率(表3．2－5)

表3．2－5 常用黑色金属及有色金属合金的锻件冷缩率(%)

6．工艺余块、加工余量及锻造公差

(1)工艺余块

对阻碍锻件从分模面出模的部分(如表3．2－3b)以及孔径小于30mm的内孔都应添加工艺余块。

(2)加工余量及锻造公差(表3．2－6)

表3．2－6 胎模锻锻件的加工余量和公差 (mm)

注：内孔及压凹的尺寸公差应取相反符号并改变上、下位置，而加工余量比外径的加工余量增加0．5mm。

7．技术要求

在锻件图上无法表示的技术参数都以技术要求形式加以说明。如锻件热处理要求、表面质量要求、外形偏差要求以及锻件图上未注明的圆角半径、模锻斜度等。

(二)模具模膛尺寸及外部尺寸的确定

1．摔模

(1)圆摔模模膛断面形状、尺寸及外部尺寸(表3．2－7)

表3．2－7 圆摔模断面形状及尺寸 (mm)

当毛坯的变形量较大时，圆摔模模膛制成菱形断面；当变形量较小时(如校正、摔光)模膛可制成椭圆形断面。

当上、下摔模闭合(打靠)以控制毛坯被摔部分直径时，D值即为被摔部分的热态直径；否则D值等于毛坯被摔部分直径减去2mm～3mm的欠压量。

(2)型摔模模膛尺寸见表3．2－8，外部尺寸见表3．2－9，其中直径D的确定方法与圆摔相同。

表3．2－8 型摔口部及尾部尺寸 (mm)

表3．2－9 型摔外部尺寸 (mm)

2．扣模

扣模结构及尺寸如图3．2－3所示，扣模在制坯过程中合模焖形时，其模膛的总高度2h应比对应的合模模膛宽度小2mm～3mm，若扣模直接成型，则其模膛总高度等于锻件宽度。

3．2－3 扣模结构及尺寸

扣模外部尺寸如下：

B=b_max+20～50

L=Σl_i

H=(2～3)h_max

式中 B——扣模宽度(mm)；

b_max——锻件扣形部分的最大宽度(mm)；

L——扣模长度(mm)；

l_i——扣模各段长度(mm)；

H——扣模高度(mm)；

h_max——模膛最大深度(mm)。

3．套模

套模模膛尺寸由热锻件图确定。

模套的外形见图3．2－4，外径可查表3．2－10，当使用的锻锤吨位较大时，还要进行强度校核。

图3．2－4 模套及模垫尺寸

表3．2－10 模套外径 (mm)

模套的高度H按下式计算：

H=H₁+H₂+h₀－h₄

式中 H₁——下模高度(mm)，且H₁=h₁+h₂；

H₂——上模高度(mm)，且H₂=h₃+h₄；

h₀——锻件轮缘部分高度(mm)；

h₄——上模垫比模套高出的高度(mm)，当上模垫需要夹持时，取h₄=30～50(mm)，不需夹持时，取h₄=0～10(mm)；

h₁——下模垫厚度(mm)，其最小值可查表3．2－11；

表3．2－11 下模垫最小厚度 (mm)

h₂——锻件凸台或凹坑高度(mm)；

h₃——上模垫伸入模套高度(mm)。

模套口部应制成圆角R5～R10或倒棱5×45°。出口方向制成有0．5°～0．3°的斜度。

4．垫模

垫模模膛尺寸由热锻件图确定。

垫模外形尺寸见表3．2－12。

表3．2－12 垫模外形尺寸 (mm)

跳模是整体式不通孔垫模，为保证锻件顺利出模，设计时要考虑以下几方面：

①模膛精度要高，按H11级设计，打磨后表面粗糙度达R_a1．6μm。

②模膛斜度较大，一般大于3°。

③跳模外径D要大，高度H要小。取D≥D_锻+(70～80)mm，H≥H_锻+(30～40)mm。

5．合模

合模结构形式见图3．2－5。

(a)导销式

(b)导锁式

(c)导销导锁联合式

(d)导框式

图3．2－5 合模结构

合模模膛尺寸等于热锻件图尺寸，偏差按H11级设计。合模外形尺寸见图3．2－6，其值按下式计算：

图3．2－6 合模外形尺寸

L=l+2t₁

B=b+2t₂

式中 L、B——模块的长度和宽度(mm)；

l——模膛最大长度(mm)；

b——模膛最大宽度(mm)；

t₁、t₂——模膛长度方向和宽度方向的最小壁厚(mm)；其值可根据模膛最大深度h按下式计算：t_min=0．5h+(20～25)，通常取t₂＞t₁，t_min可由图3．2－7确定。

模块高度H可根据模膛最大深度h按图3．2－7确定。

图3．2－7 模膛壁厚图解

6．漏模

锤上使用的漏模有切边(或冲孔)模及冲形模两大类。

(1)切边模尺寸

凹模尺寸见表3．2－13。

表3．2－13 凹模尺寸 (mm)

凹模高度H按下式计算：

H=h+H′－h′+(10～15)

式中 h——锻件高度(mm)；

h′——保护台高度(mm)；

H′——冲头有效高度(mm)。

冲头与凹模间应有均匀的间隙δ(见表3．2－14)，冲头与锻件各接触面尽可能一致。

表3．2－14 冲头形状及冲头与凹模的间隙 (mm)

(2)冲形模

冲形模的结构形式基本上与切边模相同，但由于被冲切的毛坯或锻件厚度较大，故设计时应注意以下几方面：

①冲头与凹模都有刃口，间隙应适当，通常，当坯料或锻件厚度t=5mm～20mm时，单边间隙δ取0．5mm～1．0mm；

②冲头应有导向装置，常采取定位板或导销；

③当工件的厚度较小时，可采用冷冲。这时，凹模的外形尺寸应适当增加；

④若在焖形胎模内直接冲切孔径时，则在焖形时先将凹模出料孔用垫铁堵塞，冲切时再去掉垫铁(见图3．2－8及图3．2－9)。

(a)胎模焖形

(b)冲切孔

图3．2－8 下模垫为冲切凹模的胎模

(a)胎模焖形

(b)翻转180°，冲切孔

图3．2－9 上模垫为冲切凹模的胎模