錘上模鍛簡稱模鍛。模鍛就是把加熱后的金屬坯料,放入模鍛設備(模鍛錘)的鍛模內并施加壓力,迫使金屬坯料沿模壁流動,直至充滿模膛,從而得到所需的形狀和尺寸的鍛造工藝。模鍛與腦模鍛相比既有相似之處,又有不同之處,它與胎模鍛工藝中所提到的關于分模面、機械加工余量及公差、圓角半徑、模鍛斜度、沖孔連皮和飛邊槽等基本內容相同,而與胎模鍛的區別是模鍛所用的設備如模鍛錘,其機架與砧座連接成整體,且錘頭在較精確的導軌中上下運行,而胎模鍛所用的設備就不具備此條件;模鍛錘所用的鍛模是緊固在錘頭(或滑塊)與砧座上的,而胎模鍛所用鍛模則是活動的;模鍛的制坯可在鍛模的制坯模膛中一次完成,即鍛模可制成多模膛操作工步,而胎模鍛制坯則是決定于鍛制工藝,故胎模鍛則為單模膛設計;模鍛件最大可為100kg/件,而胎模件大多為中小型鍛件。
錘上模鍛是在自由鍛、胎模鍛基礎上發展起來的一種鍛造方法。利用模鍛錘的特點,可以實現鐓粗、壓扁、拔長、滾擠、彎曲、卡壓、成形、預鍛和終鍛等工步。
錘上模鍛有多種不同的方式,有帶飛邊的開式模鍛及無飛邊的閉式模鍛;有單型槽模鍛和多型槽模鍛;也有單件模鍛及多件模鍛等。無飛邊模鍛最大的優點是節省飛邊金屬損耗,但鍛造加工對鍛件坯料的體積要求十分精確,工藝適應性不廣,鍛模壽命也短,所以應用并不廣泛。單型槽模鍛適用于簡單形狀的鍛件,或者鍛件外形雖然較復雜,但坯料已經過輥軋、擠壓或自由鍛等方法制成預制坯。在生產中,為使從坯料到鍛件的整個塑性成形過程是連續的,常采用多型槽模鍛,其不足之處是鍛模結構和操作都較復雜,生產率低,鍛錘打擊能量不能充分利用。錘上模鍛,一般情況下都是單件模鍛,有時當鍛件不大時,為了提高生產率或材料利用率,以及為克服錘擊錯移力,可采用雙件或多件模鍛。
模鍛時所用的鍛模是由上下兩塊組成,模塊是借助燕尾和楔鐵緊固在錘頭和下模座的燕尾槽中。燕尾能使模塊掛住,撞擊楔鐵,能使模具緊固。
模鍛鍛模之所以不能像其它鍛壓設備的模具一樣既可用螺釘和壓鐵來緊固,又能采用燕尾配合楔鐵來緊固,由于錘上鍛造沖擊力大,螺釘容易松動和折斷。使用楔鐵時雖然有時也會松動,但撞緊后很快又能正常工作,而且是生產實踐中較為方便及安全的緊固方法。此外,安裝鍵塊是用來調整模塊前后和定位的。
由于鍛錘的打擊能量來自運動的落下部分,即:錘頭、錘桿、活塞及上模塊。模鍛時,每道工步都需一次和多次錘擊,尤其是終鍛工步,錘擊最為猛烈,所以模塊尺寸要求較大,使之有足夠的承擊面積。