金属塑性成形工艺及模具设计.docx

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金属塑性成形工艺及模具设计

金属塑性成形工艺及模具设计

复习资料

材料成型及控制工程

塑性加工工艺基础

1.锻造是在一定温度条件下，利用工具或模具对坯料施加载荷，使金属产生塑性变形，从而使坯料发生体积的转移和形状的变化，以获得所需形状、尺寸和组织性能的锻件。

2.锻造工艺的特点：

①锻造加工生产率高；②节约原材料和机械加工工时；③锻件的形状和尺寸稳定性好；④锻件具有最佳的综合力学性能。

3.阻力最小定律：

如果物体在变形过程中质点有向各个方向移动的可能性时，则物体内各质点将是向着阻力最小的方向移动的。

4.★金属塑性变形不均匀性包括两方面的含义：

①塑性变形程度的不均匀性；②塑性变形的不同时性。

5.★工具形状对金属变形和流动的影响：

①控制锻件的最终形状和尺寸；②控制金属的流动方向；③控制塑性变形区；④提高金属的塑性⑤控制坯料失稳，提高成形极限。

6.★局部加载时沿加载方向的应力分布规律：

局部加载时沿加载方向的正应力随受力面积不断扩大，其绝对值逐渐减小（对弹性状态和塑性状态均适用）

7.降低冲裁力的方法：

①斜刃冲模冲裁；②阶梯凸模冲裁；③加热冲裁。

锻造的热规范

一．金属的锻前加热

1.★加热的目的：

提高金属的塑性，降低变形抗力，使其易于流动成形并获得良好的锻后组织。

2.★加热方法：

①火焰加热；②电加热（电阻加热：

电阻炉加热、接触电加热、盐浴炉加热；感应电加热。

）

3.★加热引起的缺陷：

氧化、脱碳、过热、过烧、裂纹。

4.★钢的锻造温度范围是指从开始锻造温度（始锻温度）至结束锻造温度（终锻温度）的一段温度范围。

确定锻造温度范围的基本原则是：

要求在锻造温度范围内金属具有良好的塑性和较低的变形抗力；能锻出优质锻件，避免锻件开裂、氧化、脱碳、过热和过烧等加热缺陷；锻造温度范围尽可能宽广些，以便减少加热火次，提高锻件生产率。

确定锻造温度范围的基本方法是：

以合金平衡相图为基础，再参考塑性图、抗力图和再结晶图，从塑性、质量和变形抗力三个方面加以综合分析，从而定出始锻温度和终锻温度。

5.★金属的加热规范：

所谓加热规范，是指坯料从装炉开始到加热完了整个过程对炉子温度和坯料温度随时间变化的规定。

（加热规范通常包括装炉温度、加热各个阶段炉子的升温速度、各个阶段加热（保温）时间和总的加热时间以及最终加热温度、允许的加热不均匀性和温度头等）

二．金属的锻后冷却

金属的锻后冷却：

所谓锻后冷却，是指结束锻造后从终锻温度冷却至室温的过程。

常见缺陷：

裂纹、白点、网状碳化物、石状端口。

★冷却方法：

在空气中冷却，速度较快；在坑（箱）内冷却，速度较慢；在炉内冷却，速度最慢。

三．锻件的热处理

机械加工前的热处理称为锻件热处理；机械加工后的热处理称为零件热处理。

★锻后热处理的目的：

①调整锻件的硬度，以利锻件进行切削加工；②消除锻件内应力，以免在机械加工时变形；③改善锻件内部组织，细化晶粒，为最终热处理做好准备；④对于不再进行最终热处理的锻件，应保证达到规定的力学性能要求。

自由锻主要工序分析

一．镦粗

1.使坯料高度减小，横截面增大的成形工序称为镦粗。

2.自由锻工艺过程的实质是利用简单的工具逐步改变坯料的形状、尺寸和状态，以获得所要求形状、尺寸和性能的锻件的加工工序。

3.镦粗工序的变形流动特点：

（圆截面坯料镦粗时，金属的变形流动情况与坯料的高径比有关）一般坯料镦粗时，金属的变形是不均匀的，外观呈现鼓形，即中间直径大，两端直径小。

第Ⅰ区变形程度最小，第Ⅱ区变形程度最大，第Ⅲ区变形程度居中。

原因：

主要是工具与坯料端面之间摩擦力的影响，摩擦力使金属变形困难，使变形所需的单位压力增高。

在平板间热镦粗坯料时，产生变形不均匀的原因除工具与毛坯接触面的摩擦影响外，温度不均也是一个很重要的因素。

4.★坯料镦粗时的主要质量问题有：

1）侧面易产生纵向或呈

方向的裂纹；

2）锭料镦粗后上、下端常保留铸态组织；

3）高坯料镦粗时常由于失稳而弯曲等。

★镦粗时的侧面裂纹和内部组织不均匀都是由于变形不均匀引起的。

镦粗时产生这种变形不均匀的原因，一是工具与坯料接触的摩擦影响；二是与工具接触的部分金属由于温度降低快，

较高。

★解决措施：

①使用润滑剂和预热工具；②采用凹形毛坯；③采用软金属垫板；④采用铆镦、叠镦和套环内镦粗；⑤采用反复镦粗拔长的锻造工艺（可以提高坯料的锻比，同时可以破碎合金工具钢中的碳化物，并使其均匀分布）。

二．拔长

1.使坯料横截面减小而长度增加的成形工序称为拔长。

2.矩形截面坯料的拔长：

拔长是在长坯料上局部进行压缩，属于局部加载，局部受力，局部变形的情况。

其变形区的变形和流动与镦粗相近，但又区别与自由镦粗，因为它是在两端带有不变形金属的镦粗。

这时，变形金属的变形和流动除了受工具的影响外，还受其两端不变形金属的影响。

★在平砧上拔长锭料和低塑性材料（如高速钢等）的钢坯时，在坯料外部常常引起表面横向裂纹和角裂，在内部常引起组织和性能不均匀、内部的纵裂纹和横向裂纹等。

拔长时，外端的存在加剧了轴向的附加应力。

尤其在边角部分，由于冷却较快，塑性降低，更易开裂。

高合金工具钢和某些耐热合金拔长时，常易产生角裂，操作时需注意倒角。

拔长高合金钢时，当送进量较大，并且在坯料同一部位反复重击时，常易沿对角线产生裂纹。

过大时，产生外部横向裂纹和内部纵向裂纹的可能性也增大。

★解决措施：

①一般认为

时相对较为合适；②拔长高速钢时，应采用“两轻一重”的操作方法；③拔长低塑性钢材和铜合金时，锤砧应有较大的圆角，或沿送进方向做成一定的凸弧或斜度；④在大型锻件的锻造中，拔长时一般采用宽砧、大送进量，用走扁方的方法进行锻造；表面降温锻造法则可以用来生产一些重要的轴类锻件。

3.★拔长过程中常易产生的另一些质量问题是表面折叠、端面内凹和倒角时对角线裂纹等。

表面折叠是由于送进量很小，压下量很大，上、下两端金属局部变形引起的。

避免产生这种折叠的措施是增大送进量，使两次送进量与单边压缩量之比大于

（即

）。

侧表面折叠是由于拔长时压缩得太扁，翻转

立起来再压时，由于坯料弯曲并发展而形成的。

避免产生这种折叠的措施是减小压缩量，使每次压缩后的锻件宽度与高度之比小于

，即

.

端面内凹也是由于送进量太小，表面金属变形大，轴心部分金属未变形或变形较小而引起的。

防止的措施是保证有足够的压缩长度和较大的压缩量，端部所需的长度应满足一定条件。

倒角时的对角裂纹，是由于倒角时不均匀变形和附加拉应力引起的，常常在打击较重时产生。

因此，倒角时应当锻得轻些，对于低塑性材料最好在圆形砧内倒角。

4.圆截面坯料的拔长

用平砧拔长圆截面坯料，当压下量较小时，接触面较窄较长，沿横向阻力最小，所以金属多作横向流动，轴向流动少，与拔长的目的正相反。

拔长用的型砧有圆形型砧和V形型砧两类。

5.空心坯料的拔长

空心坯料的拔长一般称为芯轴拔长。

芯轴拔长是一种减小空心坯料外径（壁厚）而增加其长度的锻造工序，用于锻制长筒类锻件。

主要质量问题是孔内壁裂纹（尤其是端部孔壁）和壁厚不均。

（空心坯料端部更容易产生孔壁裂纹）

解决措施：

为了防止孔壁裂纹的产生，锻件两端部锻造终了的温度应比一般终锻温度高

；锻造前芯轴应预热到

。

为使锻件壁厚均匀和端部平整，坯料加热温度应当均匀，操作时每次转动的角度应一致。

三．冲孔

1.在坯料上锻制出透孔或不透孔的工序称为冲孔。

2.冲孔是局部加载，整体受力，整体变形。

3.开式冲孔的主要质量问题是“走样”、裂纹和孔冲偏等。

四．扩孔

1.减小空心坯料壁厚而增加其内、外径的锻造工艺称为扩孔。

2.常用的扩孔方法有冲子扩孔、芯轴扩孔、碾压扩孔、楔扩孔、液压机扩孔和爆炸扩孔等。

模锻成形工序分析

一．开式模锻★

1.开式模锻时，金属是在不完全受限制的模膛内变形流动的，模具带有一个容纳多余金属的飞边槽。

2.★模锻变形过程可以分为三个阶段：

第Ⅰ阶段是由开始模压到金属与模具侧壁接触为止；第Ⅰ阶段结束到金属充满模膛为止是第Ⅱ阶段（锻件成形的关键阶段）；金属充满模膛后，多余金属由桥口流出，此为第Ⅲ阶段（模锻变形力最大的阶段）。

3.★开式模锻时影响金属变形流动的主要因素有：

1）模膛（模锻件）的具体尺寸和形状；

2）飞边槽桥口部分的尺寸和飞边槽的位置；

3）终锻前坯料的具体形状和尺寸；

4）坯料本身性质的不均匀情况，主要指由于温度不均引起的各部分金属流动极限

的不均匀情况；

5）设备工作速度。

4.★模膛部分的阻力与下列因素有关：

①变形金属与模膛的摩擦系数；②模壁斜度；③孔口圆角半径；④模膛的宽度与深度；⑤模具温度。

孔壁加工的表面粗糙度值低和润滑条件较好时，摩擦阻力小，有利于金属充填模膛；

模膛制成一定的斜度是为了模锻后锻件易于从模膛取出，但是模壁斜度对金属充填模膛是不利的；

孔口圆角半径R很小时，金属不易充填模膛，对某些锻件还可能产生折叠和使金属纤维切断；R过大会增加金属消耗和机械加工量；

模膛愈窄，充填模膛愈困难；模膛愈深，充填也愈困难；

模具温度较低时，变形抗力增大，金属充填模膛困难；模具温度过高将会降低模具的寿命。

5.★飞边槽的影响：

桥口的主要作用是阻止金属外流，迫使金属充满模膛；另外，使飞边厚度减薄，以便于切除。

仓部的作用是用以容纳多余的金属，以免金属流到分模面上，影响上、下模打靠。

桥口愈宽，高度愈小，亦即

愈大时，阻力也愈大；桥口部分的阻力还与飞边部分的变形金属的温度有关。

小飞边模锻：

可以通过改变分模面的位置，将飞边设置在变形较困难的毛坯端部。

模锻初期，中间部分金属的变形流动就受到了侧壁的限制，迫使金属充满模膛，因此大大减少了飞边金属的消耗。

6.设备工作速度的影响：

一般来说，设备工作速度高时，金属变形流动的速度也快，这将使摩擦系数有所降低，金属流动的惯性和变形热效应的作用也显得更为突出，正确地利用这些因素的作用，有利于金属充填模膛，得到形状复杂、尺寸精准的锻件。

二．闭式模锻★

1.★优点：

1）减少飞边材料损耗；2）节省切边设备；3）有利于金属充满模膛，便于实现精密模锻；4）闭式模锻时金属处于明显的三向压应力状态，有利于低塑性材料的成形等。

2.★闭式模锻能够正常进行的必要条件是：

1）坯料体积准确；2）坯料形状合理并能在模膛内准确定位；3）能够较准确地控制打击能量或模压力；4）有简便的取件措施或预料机构。

3.闭式模锻可分为三个阶段：

第Ⅰ阶段是基本成形阶段；第Ⅱ阶段是充满阶段；第Ⅲ阶段是形成纵向飞边阶段。

4.闭式模锻时，坯料体积和模膛体积的变化主要反映在锻件的高度尺寸上，锻件高度尺寸偏差值

与坯料体积和模膛体积偏差值

的关系为：

。

影响

值的因素有两方面：

一方面是影响坯料实际体积的因素，其中主要是坯料直径和下料长度的公差，还有烧损量的变化，实际锻造温度的变化等；另一方面是影响模膛实际体积的因素，其中主要是模膛的磨损，还有压力机工作载荷变化引起的弹性变形量的变化、模锻温度的变化等.

三.挤压

1.挤压是金属在三个方面的不均匀压应力作用下,从模孔中挤出或流入模膛内以获得所需尺寸、形状的制品或工件的锻造工序。

2.★特点：

采用挤压工艺不但可以提高金属的塑性，产生复杂截面形状的制品，而且可以提高锻件的精度，改善锻件的力学性能，提高生产率和节约金属材料等。

3.分类：

根据挤压时坯料的温度可分为热挤压、温挤压和冷挤压；根据金属的流动方向与冲头的运动方向可以分为正挤压、反挤压、复合挤压和径向挤压。

4.★挤压时筒内金属的变形流动

在平底凹模内正挤时，金属在挤压筒内的流动大致有以下三种情况：

1）第一种情况仅靠近模口的金属有显著的塑性变形，称为剧烈变形区，在区域Ⅱ内变形很小，可近似地认为金属只是被冲头推着刚性移动。

在凹模出口附近的a区内，金属变形极小，称为死角或死区。

死角区的大小受摩擦力、凹模形状等因素的影响。

在第一中情况下死角区较小；

2）第二种情况是挤压筒内所有金属（包括A区和B区）都有显著的塑性变形，并且轴心部分的金属比筒壁附近的金属流动得快，死角区较第一种情况大；

3）第三种情况是挤压筒内金属变形不均匀，轴心部分金属流动得很快，靠近筒壁部分的外层金属流动很慢，死角区也较大。

★对挤压时金属变形流动的影响因素除上述三种情况外（摩擦、高度、挤压比），还与模具的形状、预热温度、坯料的性质等有关。

5.挤压时常见的缺陷：

1）★在挤压筒内可能产生的缺陷除“死角区”的剪裂和折叠等外，还有挤压缩孔，而在杯部常易产生各种形式的裂纹；

2）挤压缩孔：

B区金属的轴向压应力很小，故当A区金属往凹模孔流动时便拉着B区金属一道流动，使其上端面离开冲头并呈凹形，再加上径向压应力的作用便形成这样的缩孔。

裂纹：

内外流速不均；管壁厚不均，薄壁处受阻力加拉应力；端部受切向拉应力。

6.★解决措施：

1）减小摩擦力；

2）在锻件图允许的范围内，在孔口处做出适当的锥角或圆角；

3）用加反向力的方法进行挤压；

4）采用高速挤压，因为高速变形时摩擦系数小一些。

对于形状复杂的挤压件可以综合采取一些措施，在难流动的部分设法减小阻力，而在易流动部分设法增加阻力，以使变形尽可能均匀，常用的措施有以下几种：

1）在凹模孔口处采用不同的锥角；

2）在凹模孔口部分的定径带采用不同的长度；

3）设置一个过渡区，使金属通过凹模孔口时变形尽可能均匀。

四．顶镦

1.顶镦主要的质量问题是由失稳引起的折叠。

2.对一定直径的坯料，防止折叠产生的关键是控制凹模直径。

3.为防止凹模内顶镦产生毛刺，多次顶镦时多采用凸模内顶镦。

五．模锻工艺及模锻件分类

1.★模锻工艺分类：

1）按所用设备不同，模锻工艺可分为锤上模锻、热模锻压力机上模锻、螺旋压力机上模锻、平锻机上模锻等；

2）按终锻模膛的结构不同，模锻工艺可分为开式模锻和闭式模锻；

3）按所用模膛数目不同，可分为单模膛模锻和多模膛模锻；

4）按生产锻件精度不同，可分为普通模锻和精密模锻。

2.模锻件分类

1）长轴类锻件：

直长轴类锻件、弯曲轴类锻件、枝芽类锻件、叉类锻件；

2）短轴类（圆饼类）锻件：

简单形状、较复杂形状、复杂形状；

3）顶镦类锻件：

具有粗大部分的杆类锻件、具有透孔和不透孔的锻件、管类锻件；

4）复合类锻件：

一种是具有粗大头部的长轴类锻件，另一种是带等圆断面细长杆部的短轴类锻件。

六．模锻变形工步的确定

1.★模锻时，坯料在锻模的一系列模膛中变形，坯料在每一模膛中的变形过程称为模锻工步。

2.★模锻工步根据其作用可分为模锻工步、制坯工步、切断工步等。

3.模锻工步包括预锻工步和终锻工步，其作用是使经制坯的坯料得到最终锻件所需求的形状和尺寸。

4.制坯工步的作用是改变原毛坯的形状，合理地分配坯料，以适应锻件横截面形状的要求，使金属能较好地充满模锻模膛。

5.★主要模锻设备常用工步如下

模锻锤模锻：

拔长、滚压、卡压、成形、镦粗、压扁、预锻、终锻、切断等。

热模锻压力机模锻：

镦粗、弯曲、卡压、压扁、成形、预锻、终锻等。

螺旋压力机上模锻：

镦粗、压扁、卡压、弯曲、成形、预锻、终锻等。

平锻机上模锻：

聚集、预成形、预成形冲孔（预锻）、成形冲孔（终锻）、切边、压扁、弯曲、穿孔、切芯头、切断等。

6.长轴类锻件制坯工步选择

（1）计算毛坯是根据平面变形假设进行计算并经修正所得的具有圆形截面的中间坯料，其长度与锻件相等，而横截面积应等于锻件上相应截面积与飞边截面积之和。

即

。

式中

——计算毛坯的截面积；

——锻件的截面积，对于冲孔连皮及叉形锻件的内飞边应算在锻件内；

——飞边槽的截面积；

——充满系数，形状简单的锻件取0.3～0.5，形状复杂的取0.6～0.8，常取0.7.

（2）制坯工步的选择：

★直长轴类锻件常用拔长、滚压、卡压等制坯工步（通常称第一类制坯工步）；而弯轴类和带枝芽的锻件除需采用第一类制坯工步外，还需要采用弯曲、成形等制坯工步（通常称为第二类制坯工步）；短轴类锻件一般都采用镦粗等制坯工步（通常称为第三类制坯工步）。

★制坯变形工作量的大小可用以下繁重系数表示：

式中：

——金属流入头部的繁重系数；

——金属沿轴向流动的繁重系数；k——杆部斜率；

——计算毛坯的最大直径；

——计算毛坯的最小直径；

杆部与头部转接处的直径，即拐点直径。

α值越大，表明流到头部的金属体积越多；β值越大，则金属轴向流动的路程越长；k值越大，表明杆部斜度大，小头或杆部一端的金属越为过剩；锻件质量G越大，表明金属量越大，制坯更为困难。

繁重系数代表了所需制压变形工作量的大小，可以作为选择制坯工步的依据。

7.短轴类锻件制坯工步的选择

（1）短轴类（圆饼类）锻件一般采用镦粗制坯，形状较复杂的宜采用成形镦粗制坯。

★镦粗制坯的目的是避免终锻时产生折叠，并兼有去除氧化皮从而提高锻件表面质量和提高锻模寿命的作用。

（2）轮毂较矮的锻件：

为了防止轮辐和轮缘间过渡区产生折叠，镦粗后坯料直径

应在

范围内。

轮毂较高的锻件：

为保证轮毂成形和防止产生折叠，镦粗后坯料直径

应在

范围内。

轮毂高且有内孔和突缘的锻件：

为便于坯料在终锻模膛中定位，有利于轮毂处充满，需采用镦粗——成形镦粗——终锻工步。

8.★采用预锻工步的主要目的：

1）使金属易于充填终锻模膛，避免折叠等缺陷；

2）增加终锻工步飞边槽的桥口阻力，减少流入飞边槽的金属量；

3）改变坯料的流线分布，使得终锻工步易于实现锻件的流线控制；

4）减小终锻模膛磨损，延长锻模寿命。

锻造模具设计方法

一．锻件图设计

1.★锻件图的内容包括分模面、机械加工余量及公差、锻模斜度和圆角、冲孔连皮和锻件收缩率等。

2.★分模面是上、下锻模的分截面.分模面选择原则:

1）要保证模锻件能够从模膛中顺利取出,并使锻件形状尽可能与零件形状相同,一般分模面应选在模锻件最大水平投影尺寸的截面上；

2）按选定的分模面制成锻模后,应使上、下模沿分模面的模膛轮廓一致,以便在安装锻模和生产中容易发现错模现象;

3）分模面应为一个平面,使上、下锻模的模膛深度基本一致,差别不宜过大,以便制造锻模；

4）选定的分模面应使零件上所加的敷料最少；

5）最好把分模面选取在能使模膛深度最浅处,这样可使金属很容易充满模膛,便于取出锻件,并有利于锻模的制造；

6）为了使金属不溢出,且能充满模膛,在模膛的周围开了飞边槽以容纳多余的金属。

3.★为了达到零件尺寸精度及表面粗糙度的要求,锻件上需切削加工去除的金属层称为锻件的加工余量。

对于深而窄的锻模形膛，为了便于起模，而且不致过多地增加余块，可采用双级模锻斜度。

4.为了便于从模膛中取出锻件,模锻件上平行于锤击方向的表面必须具有斜度,称为模锻斜度,一般为

。

5.模锻件上所有平面转接处均需圆弧过渡,此过渡处称为锻件的圆角。

★圆弧过渡有利于金属的变形流动，锻造时使金属易于充填模膛，提高锻件质量；并且可以避免在锻模上的内角处产生裂纹，减缓锻模外角处的磨损，提高锻模使用寿命。

6.★由于锤上模锻时不能靠上、下模的突起部分把金属完全排挤掉，因此不能锻出通孔。

终锻后孔内留有的金属薄层，称为冲孔连皮。

冲孔连皮通常有：

平底连皮、斜底连皮、带仓连皮、拱式连皮。

7.锻件图上需用双点画线标出零件的轮廓；技术要求包括清理方式、热处理方式和硬度。

二．工艺方案的制定

1.模锻工步包括预锻工步和终锻工步，其作用是使经制坯的坯料得到最终锻件所要求的形状和尺寸。

2.工艺方案选择的基本原则是保证锻件生产的技术可能性和经济合理性。

3.模锻模膛：

根据已确定的工步选择相应的制坯模膛和模锻模膛

1）制坯模膛：

拔长模膛、滚压模膛、弯曲模膛、切断模膛（还有镦粗、压扁等制坯模膛）

2）★模锻模膛：

①预锻模膛：

（常见缺陷有折叠、充不满、带枝芽的锻件模锻时，常常在枝芽处充不满）使坯料变形到接近于锻件的形状、尺寸，使金属易于充满终锻模膛；减少对终锻模膛的磨损，提高锻模寿命；②终锻模膛：

使坯料变形成锻件图上要求的形状、尺寸和精度。

终锻模膛设计时因热胀冷缩，终锻模膛尺寸要比锻件尺寸放大一个收缩量；模膛四周有飞边槽以增加金属从模膛中流出阻力，容纳多余的金属；对于有通孔件，应留有冲孔连皮。

三．模锻模膛设计

1.模膛设计的主要内容是绘制热锻件图，确定飞边槽尺寸及钳口尺寸。

2.★飞边槽的作用：

飞边槽可以增加金属从模膛中流出的阻力，促使金属充满整个模膛，同时容纳多余的金属；还可以起到缓冲作用，减弱对上、下模的打击，防止锻模开裂；另外还便于切边。

3.钳口的作用：

钳口是指在锻模的模锻模膛前面所做的空腔，由夹钳口与钳口颈组成，其用途是：

夹钳口在模锻时用来放置棒料及钳夹头，钳口颈用于加强夹钳了头与锻件之间的连接强度，齿轮类锻件在模锻时无夹钳料头，钳口作为锻件起模之用，在锻模制造时，钳口作为浇铸模膛检验件（金属盐或铅）的浇口。

四．锻模结构设计

1.锤上模锻用的锻模由带燕尾的上模和下模两部分组成，上、下模通过燕尾和楔铁分别紧固在锤头和模垫上，上、下模合在一起内部形成完整的模膛。

2.★锤锻模的结构设计应着重解决模膛的布排、错移力的平衡以及导向、锻模的强度、模块尺寸等问题。

3.模膛的布排应根据模膛数以及各模膛的作用及操作方便安排；如果锻模上仅有一个模膛，只要使模膛中心与锻模中心一致即可。

对多模膛锻模在排列模膛时需全面考虑各方面的因素。

☆当模膛中心与锻模中心位置相重合时，锻锤打击力与锻件反作用力在同一垂直线上，不产生错移力，因而上、下模不发生明显的错移，这是最理想的布排。

当锻模模膛中心与锻模中心不相重合而偏移一段距离时，锻造时会产生偏心力矩，使上、下模产生错移，造成锻件在分模面上的错差，增加设备的磨损。

模膛中心与锻模中心的偏移量越大，偏心力矩也越大，上、下模错移量以及锻件错差量就越大。

因此，终锻与预锻模膛布排设计的中心任务是最大限度地减小模膛中心对锻模中心的偏移量。

4.★锻模中心指锻模燕尾中心线与键槽中心线的交点，它位于锤杆轴心线上，是锻锤打击力的作用中心。

模膛中心是锻造时模膛承受锻件反作用力的合力作用点，可依据锻件在分模面上的面积中心确定。

模块中心：

矩形模块分模面上对角线的交点。

5.★模具的破坏形式：

（1）在燕尾根部转角处产生裂纹（主要是应力集中引起的）；

（2）沿高度方向开始于模膛深处的纵向裂纹（由于模锻时模膛侧壁受很大的压力，相对于一定的模膛深度，当锻模的高度较小时，应力值可能超过材料的强度极限从而引起断裂）；（3）横壁被打断（横壁太薄引起）；（4）承击面被打塌（承击面太小，多余能量较大或猛烈空打而引起的）。

6.模具的参数：

（1）模壁厚度；

（2）模块高度；（3）承击面积（承击面是指上下模的接触面，承击面积是指分模面积减去模膛和飞边槽及锁扣面积）；（4）燕尾根部的转角；（5）模块纤维方向。

7.平衡锁扣用于平衡错移力，设置在固定方位，是不对称的。

采用导向锁扣不仅可以减少锻件错差，而且有便于模具外安装和调控。

常用的锁扣形式：

圆形锁扣、纵向锁扣、侧面锁扣、角锁扣。

采用锁扣可以减小锻件的错差，但是也带来了一些不足，例如模具的承击面减小、模块尺寸增大、模具可翻新的次数减少、制造费用增加等。