模具锻坯下料尺寸的确定方法

模具是由若干个零件按一定规则排列的组合体。模具制造的第一步便是模具零件坯料（俗称模块）的准备。由于模具零件形式、规格、尺寸和性能的多样性，以及市场上材料的供应状态以圆钢居多，因此，由圆钢形式的原材料截取适当长度，通过改锻获得模块坯料的制坯方式应用极其广泛。 但必须解决圆钢直径的选择及其下料长度的确定两个问题。
1、模具零件锻造的目的
模具零件坯料准备时锻造的目的有两个：
（1）获得一定的几何形状。
（2）改善材料的组织性能和加工性能。
模具中一般的结构件（如固定板、卸料板等）以第一目的为主，而主要的工作零件（如凸模、凹模等）则两项目的兼有。通过锻造获得模块坯料几何形状的方法，其灵活性极强。基本可满足模块坯料规格和尺寸多样性的要求，具有节省材料、缩短工时等优点。对于模具中的主要零件，由于其热处理、质量和使用寿命等方面的要求，往往还需要通过锻造来改善原材料的性能。如通过锻造使材料的组织致密、均匀，使其各向异性不明显等。这时的锻造不仅是改变几何形状，更重要的是要注意锻造的方法。如采用纵向镦拔、横向镦拔、三向镦拔和对角线锻造等。
2 锻坯下料尺寸的确定原则
锻坯的原材料一般为圆钢，合理选择圆钢直径和确定下科长度是锻造毛坯过程中的重要环节。其确定原则可归纳如下：
（1）体积相等，即锻件毛坯的体积加上锻造过程中金属烧损率应等于原材料（圆钢）的下料体积。
（2）金属烧损率δ即锻造力。热时产生的氧化皮、脱碳层等的损耗率。一般取δ=0.05～0.10。火次增多，锻造不平度大，材料脱碳倾向大时取大值
(3）原材料长径比不能太大，一般取L/D=l.5～2.5，最大不超过3。L/D太大，锻件锻造过程中可能发生弯曲、夹层等缺陷。
（4）计算后的原材料直径必须按国家标准的规格进行圆整，且最好是工厂库房里现存的或市场上供应的规格。
3 锻坯下料尺寸的计算方法
根据以上原则可得出以下计算公式和方法：
首先，按原则（l）可得
V坯= V锻（l＋δ）％（l）
式中，V锻是锻造后的模块体积，也就是模具零件的外形尺寸加上加工余量后的体积。V坯是原材料的下料体积。
按原则（3）有L/D=l.5～2.5，即L=(l.5～2.5)D。这里D为一个估计值，设其为D估，其计算按下式进行。

 按上式计算出D估后，应按原则（4）进行圆整，设圆整后的直径为D料，则可按体积相等的原则计算出原 材料的下料长度L料，即

                例：已知某一卸料板，其外形尺寸为240X120X200，六面均需加工，现取单面加工余量为6。若库房中有φ110、φ90、φ70三种规格的原材料，试选择圆钢规格，并确定下料长度：     所以，选用D=φ90的圆钢，其下料长度L料＝184MM
4 结束语 模具零件锻造制坯备料的方式应用广泛。在备料时应注意以下几点： （１）由于模具零件是单件、小批量生产，生产中以自由锻造为主，必要时配以简单的胎具，因此在计算V坯时，其加工余量的选择应尽量大一点为宜。这样虽然材料略微增加，但从零件的质量和制模周期等因素综合考虑还是合算的。 （2）原材料外表锈蚀严重时，金属的烧损率也应取大一点。 （3）圆钢一般采用锯床切割下料，应避免先锯一缺口，然后打断的操作方法，同时原材料上不应有毛刺等缺陷存在。 （4）原材料为方料或由厚板气割下料时，也可按前面介绍的四项原则计算下料尺寸，这时原则(１)可改为L/A坯=1.5～2.5（A坯为坯料截面的边长）。