胎模鍛是在自由錘鍛或壓力機上安裝一定形狀的模具進行模鍛件加工的方法。胎模鍛是為了適應中小批量鍛件生產而發展起來的一種鍛造工藝，兼具有模鍛和自由鍛的特點。通常採用自由鍛的方式制坯，然後在胎膜中成型。
基本介紹
- 中文名：胎模鍛
- 外文名：loose tooling forging
- 分類：制坯、成形和精整鍛造
- 領域：金屬鍛造
- 特點：模具成本低、工藝性好
- 學科：機械工程
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介紹
胎模鍛是介於自由鍛與模鍛之間的一種鍛造方法。它既有自由鍛造工藝靈活、工具簡單的特點，又有模段利用模膛成形，鍛件形狀複雜、尺寸準確、生產效率高的特點。在模鍛設備較少，大部為自由鍛錘的生產中，利用自由鍛錘進行胎模鍛造，對於改善自由鍛件“肥頭大耳”是有好處的。胎模段使用胎模的種類很多，生產中常用的有：型摔， 扣模，套模、墊模，合模等。
分類
根據鍛造成形的工藝特點和胎模結構的不同，胎模鍛一般可分為制坯、成形和精整鍛造三大類。
制坯鍛造
制坯鍛造主要有摔形、扣形和彎曲等。使用這些方法，目的就是使坯料在各個截面的體積分布合理，讓坯料的形狀和尺寸接近於終鍛模膛，有利於終鍛成形。但是，摔形、扣形和彎曲不僅僅局限於制坯，實際上常用於終鍛成形。
● 摔形 摔形鍛造是一種常用的制坯方法，鍛造時操作者將坯料放在摔模中邊鍛打邊旋轉，鍛件不產生飛邊，也不會有縱向毛刺。摔形又可分為制坯摔形和光桿摔形，光桿摔形多為最終鍛造。摔形屬於旋轉體鍛造。
● 扣形 扣形鍛造是將坯料放在上、下扣模中打擊成形。首先，應將坯料鍛成比扣件截面稍大的鍛坯，再放進扣模中鍛打，取出鍛件側向拍平，如此反覆鍛打，直到鍛成所需要的形狀和尺寸。扣形有制坯扣形和成形扣形兩種。扣形操作簡單，但形狀和尺寸精度不易控制。
● 彎曲 胎模彎曲主要是把平直的鍛件放在彎曲胎模上鍛打，使其成為帶有弧度或夾角的鍛坯或鍛件。或者說用來改變鍛件中軸線形狀和中間面形狀的一種操作方法。
成形鍛造
胎模成形鍛造主要分為合模鍛造、墊模鍛造和套模鍛造。成形鍛造的目的就是為了獲得最終的鍛件形狀和尺寸。
●合模鍛造 合模鍛造通常由上、下模及導銷組成。合模鍛造是將坯料放在下模膛上，蓋上上模，在錘擊作用下，使金屬充滿模膛。合模鍛造類似於模鍛，上下模的貼合面就是鍛件的分模面。在鍛打過程中，金屬受上下模壁的擠壓充滿模膛，多餘的金屬在分模面上形成周向飛邊。
合模鍛造套用很廣，用於各類小型鍛件的燜形，尤其是形狀複雜的非旋轉體鍛件成形。合模鍛造時坯料下料尺寸精度要求不高，這是因為分模面的飛邊可以起到多餘金屬的調節作用，坯料小飛邊少，坯料大飛邊就大。合模鍛造生產效率高，模具壽命長。合模鍛造後鍛件需要切除飛邊。
● 墊模鍛造 墊模(又稱開式套筒模)鍛造主要用於旋轉體鍛件的頭部鐓粗成形。墊模既可以制坯，又可作為最終成形。墊模僅有下模，沒有上模。加熱的坯料放在模膛中，錘頭直接打擊坯料，使金屬充滿模膛。由於墊模鍛造時，操作者直接將坯料插入模膛中，操作簡便。還因為沒有上模，模具重量輕，勞動強度較低。墊模鍛造速度快，生產效率高。墊模鍛造的缺點是： 錘擊的鍛件表面要么產生飛邊，要么產生余塊，否則金屬不容易充滿模膛。墊模結構簡單，機械加工容易，製造成本低，很適合於小批量鍛件生產。
● 套模鍛造 套模(又稱閉式套筒模)鍛造主要用於短軸類旋轉體鍛件燜形。通常套模由模套、沖頭和模墊等組成。當鍛件上端面有形狀要求或為了增加模具強度時，往往採用套筒模鍛造。沖頭的作用多數用來壓制鍛件上端部的形狀，也有用於鍛件中心沖孔。由於套模鍛造屬於燜形鍛造，鍛模受力情況複雜，常常將模具設計成複合結構。有關複合結構將在以後的章節中詳細介紹。
用套模鍛造，全部坯料體積都轉換為鍛件體積，不產生任何工藝性損耗。鍛件在沖頭接觸面周邊往往會產生縱向毛刺。這種鍛造的優點是： 金屬可充分充滿模膛，成形率高，鍛件沒有飛邊，材料利用率高。缺點是： 若下料尺寸控制不好，鍛件高度方向公差較大，模具質量大，製造成本較高，勞動強度大，操作較繁瑣。
精整鍛造
精整鍛造主要指的是整形沖孔和切邊。前面介紹的各種胎模鍛造中，有的已經起到了整形的作用，在胎模鍛中很少專門使用整形工序。切邊和沖孔不僅是為了衝去飛邊和連皮，同時也可達到鍛件整形的目的。
工藝特點
胎模鍛造時，操作者用夾持工具將模具放置在自由鍛造設備上，為滿足鍛件成形的需要而自由地移動模具，在錘擊的作用下，實現鍛造成形。胎模鍛造有以下特點：
① 鍛造設備。胎模鍛造一般在空氣錘上進行，也有在壓力機上進行的。大型的胎模鍛造要在蒸汽錘上進行。由於大型胎模及鍛件體積大，質量大，常用鍛造操縱機或機械手夾持胎模進行鍛造。
② 工藝性好。胎模鍛造工藝靈活，幾乎可以鍛出所有類別的鍛件。由於胎模不固定在鍛壓設備上，使用起來方便快捷。尤其是胎模的互換性好，是固定模具無法做到的。
③ 模具成本低。胎模體積比固定模具要小得多，耗材少。大多數胎模模膛都可以採用普通機械加工方法來製造，製造成本低，因而廣泛套用於機器製造業。
④ 缺點：
● 鍛造時高溫鍛坯與胎模接觸時間較長，鍛坯的凸台、尖角等部位降溫快，使材料塑性降低，變形抗力增大，有時會出現金屬難以充滿模膛現象;
● 坯料入模前要清除表面的氧化皮，否則會影響鍛件表面質量;
● 胎模鍛造主要靠人工將模具抬上搬下、上下翻動，勞動強度大。
