[科普中国]-胎模锻

介绍

胎模锻是介于自由锻与模锻之间的一种锻造方法。它既有自由锻造工艺灵活、工具简单的特点，又有模段利用模膛成形，锻件形状复杂、尺寸准确、生产效率高的特点。在模锻设备较少，大部为自由锻锤的生产中，利用自由锻锤进行胎模锻造，对于改善自由锻件“肥头大耳”是有好处的。胎模段使用胎模的种类很多，生产中常用的有：型摔， 扣模，套模、垫模，合模等。1

分类根据锻造成形的工艺特点和胎模结构的不同，胎模锻一般可分为制坯、成形和精整锻造三大类。

制坯锻造制坯锻造主要有摔形、扣形和弯曲等。使用这些方法，目的就是使坯料在各个截面的体积分布合理，让坯料的形状和尺寸接近于终锻模膛，有利于终锻成形。但是，摔形、扣形和弯曲不仅仅局限于制坯，实际上常用于终锻成形。

● 摔形 摔形锻造是一种常用的制坯方法，锻造时操作者将坯料放在摔模中边锻打边旋转，锻件不产生飞边，也不会有纵向毛刺。摔形又可分为制坯摔形和光杆摔形，光杆摔形多为最终锻造。摔形属于旋转体锻造。

● 扣形 扣形锻造是将坯料放在上、下扣模中打击成形。首先，应将坯料锻成比扣件截面稍大的锻坯，再放进扣模中锻打，取出锻件侧向拍平，如此反复锻打，直到锻成所需要的形状和尺寸。扣形有制坯扣形和成形扣形两种。扣形操作简单，但形状和尺寸精度不易控制。

● 弯曲 胎模弯曲主要是把平直的锻件放在弯曲胎模上锻打，使其成为带有弧度或夹角的锻坯或锻件。或者说用来改变锻件中轴线形状和中间面形状的一种操作方法。

成形锻造胎模成形锻造主要分为合模锻造、垫模锻造和套模锻造。成形锻造的目的就是为了获得最终的锻件形状和尺寸。

●合模锻造 合模锻造通常由上、下模及导销组成。合模锻造是将坯料放在下模膛上，盖上上模，在锤击作用下，使金属充满模膛。合模锻造类似于模锻，上下模的贴合面就是锻件的分模面。在锻打过程中，金属受上下模壁的挤压充满模膛，多余的金属在分模面上形成周向飞边。

合模锻造应用很广，用于各类小型锻件的焖形，尤其是形状复杂的非旋转体锻件成形。合模锻造时坯料下料尺寸精度要求不高，这是因为分模面的飞边可以起到多余金属的调节作用，坯料小飞边少，坯料大飞边就大。合模锻造生产效率高，模具寿命长。合模锻造后锻件需要切除飞边。

● 垫模锻造 垫模(又称开式套筒模)锻造主要用于旋转体锻件的头部镦粗成形。垫模既可以制坯，又可作为最终成形。垫模仅有下模，没有上模。加热的坯料放在模膛中，锤头直接打击坯料，使金属充满模膛。由于垫模锻造时，操作者直接将坯料插入模膛中，操作简便。还因为没有上模，模具重量轻，劳动强度较低。垫模锻造速度快，生产效率高。垫模锻造的缺点是： 锤击的锻件表面要么产生飞边，要么产生余块，否则金属不容易充满模膛。垫模结构简单，机械加工容易，制造成本低，很适合于小批量锻件生产。

● 套模锻造 套模(又称闭式套筒模)锻造主要用于短轴类旋转体锻件焖形。通常套模由模套、冲头和模垫等组成。当锻件上端面有形状要求或为了增加模具强度时，往往采用套筒模锻造。冲头的作用多数用来压制锻件上端部的形状，也有用于锻件中心冲孔。由于套模锻造属于焖形锻造，锻模受力情况复杂，常常将模具设计成复合结构。有关复合结构将在以后的章节中详细介绍。

用套模锻造，全部坯料体积都转换为锻件体积，不产生任何工艺性损耗。锻件在冲头接触面周边往往会产生纵向毛刺。这种锻造的优点是： 金属可充分充满模膛，成形率高，锻件没有飞边，材料利用率高。缺点是： 若下料尺寸控制不好，锻件高度方向公差较大，模具质量大，制造成本较高，劳动强度大，操作较繁琐。

精整锻造精整锻造主要指的是整形冲孔和切边。前面介绍的各种胎模锻造中，有的已经起到了整形的作用，在胎模锻中很少专门使用整形工序。切边和冲孔不仅是为了冲去飞边和连皮，同时也可达到锻件整形的目的。

工艺特点胎模锻造时，操作者用夹持工具将模具放置在自由锻造设备上，为满足锻件成形的需要而自由地移动模具，在锤击的作用下，实现锻造成形。胎模锻造有以下特点：

① 锻造设备。胎模锻造一般在空气锤上进行，也有在压力机上进行的。大型的胎模锻造要在蒸汽锤上进行。由于大型胎模及锻件体积大，质量大，常用锻造操纵机或机械手夹持胎模进行锻造。

② 工艺性好。胎模锻造工艺灵活，几乎可以锻出所有类别的锻件。由于胎模不固定在锻压设备上，使用起来方便快捷。尤其是胎模的互换性好，是固定模具无法做到的。

③ 模具成本低。胎模体积比固定模具要小得多，耗材少。大多数胎模模膛都可以采用普通机械加工方法来制造，制造成本低，因而广泛应用于机器制造业。

④ 缺点：

● 锻造时高温锻坯与胎模接触时间较长，锻坯的凸台、尖角等部位降温快，使材料塑性降低，变形抗力增大，有时会出现金属难以充满模膛现象;

● 坯料入模前要清除表面的氧化皮，否则会影响锻件表面质量;

● 胎模锻造主要靠人工将模具抬上搬下、上下翻动，劳动强度大。2