第三章 自由鍛工藝

1、第三章第三章 自由鍛工藝自由鍛工藝1.1.自由鍛工序及鍛件分類自由鍛工序及鍛件分類 2. 2.自由鍛造基本工序分析自由鍛造基本工序分析 3. 3.自由鍛工藝規(guī)程的制訂自由鍛工藝規(guī)程的制訂本章內(nèi)容重點(diǎn)：本章內(nèi)容重點(diǎn)：自由鍛工序自由鍛工序 難點(diǎn)：難點(diǎn)：鍛造基本工序分析鍛造基本工序分析 自由鍛工藝規(guī)程的制訂自由鍛工藝規(guī)程的制訂本章內(nèi)容：本章內(nèi)容：31 概述概述分類分類 手工自由鍛手工自由鍛機(jī)器自由鍛機(jī)器自由鍛 依靠人力利用簡(jiǎn)單的工具對(duì)坯料進(jìn)行鍛打，依靠人力利用簡(jiǎn)單的工具對(duì)坯料進(jìn)行鍛打， 改變坯料的形狀和尺寸獲得鍛件。改變坯料的形狀和尺寸獲得鍛件。 依靠專用的自由鍛設(shè)備和專用的工具對(duì)毛依靠專用的自由鍛

2、設(shè)備和專用的工具對(duì)毛 坯進(jìn)行鍛打，改變坯料的形狀和尺寸，獲坯進(jìn)行鍛打，改變坯料的形狀和尺寸，獲 得所需的鍛件。得所需的鍛件。自由鍛的定義及其分類自由鍛的定義及其分類 手工自由鍛手工自由鍛機(jī)器自由鍛機(jī)器自由鍛 直接利用工具或設(shè)備將熱坯料進(jìn)行塑性變形，形直接利用工具或設(shè)備將熱坯料進(jìn)行塑性變形，形成具有一定形狀和尺寸鍛件的工藝方法。成具有一定形狀和尺寸鍛件的工藝方法。定義定義常用自由鍛設(shè)備常用自由鍛設(shè)備空氣錘空氣錘蒸汽蒸汽-空氣錘空氣錘液（水）壓機(jī)液（水）壓機(jī)空氣錘的噸位空氣錘的噸位(錘頭重量）一般為錘頭重量）一般為65-750Kg液液(水）壓機(jī)的噸位較大，水）壓機(jī)的噸位較大， （50015000

3、t），最大可達(dá)），最大可達(dá) 750000kN(75000t )。可以鍛造?？梢藻懺熨|(zhì)量為質(zhì)量為1300t的鍛件。的鍛件。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)所用工具簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)，靈活性大，適所用工具簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)，靈活性大，適用單間和小批量生產(chǎn)，特別是大型鍛件的生產(chǎn)用單間和小批量生產(chǎn)，特別是大型鍛件的生產(chǎn).缺點(diǎn)缺點(diǎn) 鍛件尺寸精度低，加工余量大生產(chǎn)率低，鍛件尺寸精度低，加工余量大生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大等。勞動(dòng)強(qiáng)度大等。自由鍛的特點(diǎn)自由鍛的特點(diǎn)一般噸位為一般噸位為0.55t。空氣錘的噸位空氣錘的噸位(錘頭重量）一般為錘頭重量）一般為65-750Kg空氣錘結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單；空氣錘結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單；操作方便，維護(hù)容易，設(shè)備投資少，噸位不大

4、，適用于生產(chǎn)操作方便，維護(hù)容易，設(shè)備投資少，噸位不大，適用于生產(chǎn)小型鍛件。小型鍛件。 1）空氣錘）空氣錘特特點(diǎn)點(diǎn)蒸汽壓力蒸汽壓力0.70.8 MPa或壓縮空氣壓力或壓縮空氣壓力0.60.8MPa 來(lái)工作。來(lái)工作。規(guī)定的壓力有保證，而機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性好，故落下部分的質(zhì)量可顯規(guī)定的壓力有保證，而機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性好，故落下部分的質(zhì)量可顯著增大，錘擊功能大為提高，噸位為著增大，錘擊功能大為提高，噸位為0.55t 。蒸汽錘需用一套輔助設(shè)備，如蒸汽鍋爐或空氣壓縮機(jī)等，較空蒸汽錘需用一套輔助設(shè)備，如蒸汽鍋爐或空氣壓縮機(jī)等，較空氣錘復(fù)雜。氣錘復(fù)雜。適合鍛造中型或較大的鍛件，是機(jī)器制造廠普遍使用的設(shè)備適合鍛造中型或較大的鍛

5、件，是機(jī)器制造廠普遍使用的設(shè)備）蒸汽）蒸汽-空氣錘空氣錘特特點(diǎn)點(diǎn)壓下速度較慢，沖擊較小的靜壓力作用于坯料使金屬變形壓下速度較慢，沖擊較小的靜壓力作用于坯料使金屬變形; ;工工作時(shí)震動(dòng)和噪音小，勞動(dòng)條件較好；作時(shí)震動(dòng)和噪音小，勞動(dòng)條件較好；壓力作用的時(shí)間長(zhǎng)，容易達(dá)到較大的鍛造深度，可獲得整個(gè)截壓力作用的時(shí)間長(zhǎng)，容易達(dá)到較大的鍛造深度，可獲得整個(gè)截面為細(xì)晶粒組織的鍛件；面為細(xì)晶粒組織的鍛件；特大型鍛件自由鍛造的主要設(shè)備。需一套供水系統(tǒng)與操縱系統(tǒng)，特大型鍛件自由鍛造的主要設(shè)備。需一套供水系統(tǒng)與操縱系統(tǒng)，設(shè)備龐大，造價(jià)很高。設(shè)備龐大，造價(jià)很高。特特點(diǎn)點(diǎn)）水壓機(jī)）水壓機(jī)火車軸鍛件火車軸鍛件吊鉤鍛件吊鉤鍛

6、件吊環(huán)類鍛件吊環(huán)類鍛件輪類鍛件輪類鍛件典型的自由鍛鍛件典型的自由鍛鍛件自由鍛工藝過(guò)程制定的依據(jù)、內(nèi)容及其方式：自由鍛工藝過(guò)程制定的依據(jù)、內(nèi)容及其方式：制訂自由鍛工藝規(guī)程制訂自由鍛工藝規(guī)程依據(jù)依據(jù)生產(chǎn)實(shí)際條件生產(chǎn)實(shí)際條件設(shè)備能力設(shè)備能力技術(shù)水平及其先進(jìn)性技術(shù)水平及其先進(jìn)性經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性鍛件要求鍛件要求制訂自由鍛工藝規(guī)程制訂自由鍛工藝規(guī)程內(nèi)容內(nèi)容 根據(jù)零件圖繪制鍛件圖；根據(jù)零件圖繪制鍛件圖； 確定坯料的材料、質(zhì)量和尺寸；確定坯料的材料、質(zhì)量和尺寸； 制訂變形工藝及鍛打火次；制訂變形工藝及鍛打火次； 設(shè)計(jì)工步圖；設(shè)計(jì)工步圖； 選擇各成形工步用輔助工具；選擇各成形工步用輔助工具； 制訂鍛件溫度范圍及加熱

7、、冷卻規(guī)范；制訂鍛件溫度范圍及加熱、冷卻規(guī)范； 確定鍛件熱處理規(guī)范；確定鍛件熱處理規(guī)范； 選擇設(shè)備，安排生產(chǎn)；選擇設(shè)備，安排生產(chǎn)； 提出鍛件技術(shù)要求及檢驗(yàn)要求提出鍛件技術(shù)要求及檢驗(yàn)要求 填寫工藝規(guī)程卡片等。填寫工藝規(guī)程卡片等。自由鍛造方式：自由鍛造方式：32 自由鍛工序特點(diǎn)及鍛件分類自由鍛工序特點(diǎn)及鍛件分類一、自由鍛工序一、自由鍛工序修整工序修整工序自由鍛工序分類自由鍛工序分類基本工序基本工序輔助工序輔助工序主要的變形工序，主要的變形工序，能夠較大的改變坯能夠較大的改變坯料形狀和尺寸的工序。料形狀和尺寸的工序。如鐓粗、拔長(zhǎng)、如鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、芯軸拔長(zhǎng)、彎曲、錯(cuò)移、扭轉(zhuǎn)沖孔、芯軸拔長(zhǎng)、彎曲、錯(cuò)

8、移、扭轉(zhuǎn)等。等。 坯料進(jìn)入基本工序前的各種預(yù)先變形坯料進(jìn)入基本工序前的各種預(yù)先變形的工序。的工序。如鋼錠倒棱、預(yù)壓夾鉗把、如鋼錠倒棱、預(yù)壓夾鉗把、階梯軸分段壓痕等階梯軸分段壓痕等 。用來(lái)精整鍛件尺寸和形狀使其完全達(dá)用來(lái)精整鍛件尺寸和形狀使其完全達(dá)到鍛件圖要求的工序。到鍛件圖要求的工序。如鐓粗后的鼓如鐓粗后的鼓形滾圓和截面滾圓、凸起、凹下及不形滾圓和截面滾圓、凸起、凹下及不平和有壓痕的平整、端面平整、拔長(zhǎng)平和有壓痕的平整、端面平整、拔長(zhǎng)后的彎曲校直和鐓斜后的校直等。后的彎曲校直和鐓斜后的校直等?；竟ば蚝?jiǎn)圖基本工序簡(jiǎn)圖二、自由鍛件分類二、自由鍛件分類按鍛件形狀按鍛件形狀成形方法成形方法分為六大類

9、分為六大類餅塊類餅塊類空心類空心類軸桿類軸桿類曲軸類曲軸類彎曲類彎曲類復(fù)雜形狀復(fù)雜形狀鍛件外形橫向尺寸大于高度尺寸，或兩者鍛件外形橫向尺寸大于高度尺寸，或兩者相近的鍛件相近的鍛件鍛件有中心通孔，一般為圓周等壁厚鍛件鍛件有中心通孔，一般為圓周等壁厚鍛件沿軸向尺寸遠(yuǎn)大于徑向尺寸的鍛件沿軸向尺寸遠(yuǎn)大于徑向尺寸的鍛件鍛件為實(shí)心長(zhǎng)軸，一般沿軸線有截面積和形鍛件為實(shí)心長(zhǎng)軸，一般沿軸線有截面積和形狀的變化及軸線多向彎曲狀的變化及軸線多向彎曲鍛件具有彎曲的軸線，一處彎曲或多處彎曲，鍛件具有彎曲的軸線，一處彎曲或多處彎曲，截面相等或不相等，對(duì)稱彎曲和非對(duì)稱彎曲截面相等或不相等，對(duì)稱彎曲和非對(duì)稱彎曲鍛件鍛件由上述

10、五類鍛件的特征所組成的復(fù)雜鍛件由上述五類鍛件的特征所組成的復(fù)雜鍛件1） 餅塊類鍛件餅塊類鍛件 如圓盤、葉輪、齒輪、錘頭等，所采用的基本工序如圓盤、葉輪、齒輪、錘頭等，所采用的基本工序?yàn)闉殓叴昼叴帧ｋS后的輔助工序及修整工序?yàn)椋?。隨后的輔助工序及修整工序?yàn)椋旱估?、滾倒棱、滾圓、平整圓、平整。2 2）空心類鍛件）空心類鍛件 如各種圓環(huán)、齒圈、軸承環(huán)和各種圓筒、缸體、空如各種圓環(huán)、齒圈、軸承環(huán)和各種圓筒、缸體、空心軸等，所采用的基本工序?yàn)椋盒妮S等，所采用的基本工序?yàn)椋虹叴?、鐓粗?沖孔、擴(kuò)孔、或芯軸拔長(zhǎng)沖孔、擴(kuò)孔、或芯軸拔長(zhǎng)等。隨后的輔助工序及修整工序?yàn)椋旱取ｋS后的輔助工序及修整工序?yàn)椋旱估?、滾圓、校

11、直倒棱、滾圓、校直等。等。 3 3）軸桿類鍛件：）軸桿類鍛件：如傳動(dòng)軸、車軸、軋輥、立柱、拉桿、連桿等，如傳動(dòng)軸、車軸、軋輥、立柱、拉桿、連桿等，鍛造軸桿類鍛件的基本工序?yàn)殄懺燧S桿類鍛件的基本工序?yàn)榘伍L(zhǎng)，或鐓粗拔長(zhǎng)，或鐓粗- -拔長(zhǎng)拔長(zhǎng)，輔助工序及，輔助工序及修整工序?yàn)椋盒拚ば驗(yàn)椋旱估?、滾圓。倒棱、滾圓。4 4）曲軸類鍛件：）曲軸類鍛件：如各種形式的曲軸，鍛造曲軸類鍛件的基本工序如各種形式的曲軸，鍛造曲軸類鍛件的基本工序?yàn)闉榘伍L(zhǎng)、錯(cuò)移和扭轉(zhuǎn)拔長(zhǎng)、錯(cuò)移和扭轉(zhuǎn)，輔助工序及修整工序?yàn)椋?，輔助工序及修整工序?yàn)椋悍侄螇汉?、局部倒分段壓痕、局部倒棱、滾圓、校直棱、滾圓、校直。 5 5）彎曲類鍛件：）彎曲

12、類鍛件：如吊勾、支座等。鍛造此類鍛件的基本工序?yàn)槿绲豕?、支座等。鍛造此類鍛件的基本工序?yàn)榘伟伍L(zhǎng)、彎曲長(zhǎng)、彎曲，輔助工序及修整工序?yàn)椋?，輔助工序及修整工序?yàn)椋悍侄螇汉酆蜐L圓、平整。分段壓痕和滾圓、平整。6 6）復(fù)雜形狀鍛件：）復(fù)雜形狀鍛件：如閥體、叉桿、吊環(huán)體、十字軸等，根據(jù)上述如閥體、叉桿、吊環(huán)體、十字軸等，根據(jù)上述的鍛件工序進(jìn)行組合，鍛造是應(yīng)合理的選擇鍛造工序。的鍛件工序進(jìn)行組合，鍛造是應(yīng)合理的選擇鍛造工序。 3 33 3 自由鍛基本工序自由鍛基本工序基本工序基本工序鐓粗鐓粗拔長(zhǎng)拔長(zhǎng)沖孔沖孔擴(kuò)孔擴(kuò)孔彎曲彎曲錯(cuò)移錯(cuò)移等六種工序。等六種工序。一、鐓粗一、鐓粗 1 1）定義：）定義：使坯料使坯料高

13、度減小高度減小而而橫截面增大橫截面增大的成形工序。的成形工序。2 2）鐓粗的目的：）鐓粗的目的：改變坯料截面積；便于沖孔操作；提高改變坯料截面積；便于沖孔操作；提高鍛造比的反復(fù)鐓粗與拔長(zhǎng)；減小力學(xué)性能的各向異性。鍛造比的反復(fù)鐓粗與拔長(zhǎng)；減小力學(xué)性能的各向異性。平砧鐓粗平砧鐓粗墊環(huán)鐓粗墊環(huán)鐓粗局部鐓粗局部鐓粗3 3）分類：）分類：平砧鐓粗；墊環(huán)鐓粗；局部鐓粗三大類。平砧鐓粗；墊環(huán)鐓粗；局部鐓粗三大類。2.2.變形分析變形分析1 1）鐓粗試驗(yàn)：）鐓粗試驗(yàn)： 對(duì)稱面網(wǎng)格法對(duì)稱面網(wǎng)格法的鐓粗試驗(yàn)，觀察鐓粗后的鐓粗試驗(yàn)，觀察鐓粗后網(wǎng)格的變化情況。網(wǎng)格的變化情況。坯料子午面網(wǎng)格變化坯料子午面網(wǎng)格變化（一）

14、平砧鐓粗（一）平砧鐓粗 1.平砧鐓粗與鐓粗比平砧鐓粗與鐓粗比平砧鐓粗平砧鐓粗 坯料在上下平砧或平板之間的壓制變形稱為平砧鐓粗。坯料在上下平砧或平板之間的壓制變形稱為平砧鐓粗。鐓粗比（鐓粗比（K） K=坯料鐓粗前高度坯料鐓粗前高度Ho /坯料鐓粗后的高度坯料鐓粗后的高度H 即即 KHo/H2 2）變形分析）變形分析 對(duì)稱面可分為三個(gè)變形區(qū)對(duì)稱面可分為三個(gè)變形區(qū) 區(qū)：區(qū)：難變形區(qū)，該變形區(qū)受端面摩擦影響，變形十分困難。難變形區(qū)，該變形區(qū)受端面摩擦影響，變形十分困難。 II II區(qū)：區(qū)：大變形區(qū)，該變形區(qū)處于坯料中段，受摩擦影響較小，大變形區(qū)，該變形區(qū)處于坯料中段，受摩擦影響較小，應(yīng)力狀態(tài)有利于變形

15、，因此變形程度較大。應(yīng)力狀態(tài)有利于變形，因此變形程度較大。 III III區(qū)：區(qū)：小變形區(qū)，該區(qū)域變形程度介于區(qū)域小變形區(qū)，該區(qū)域變形程度介于區(qū)域I I和區(qū)域和區(qū)域IIII之間。之間。 變形及其應(yīng)力分析變形及其應(yīng)力分析3.高徑比對(duì)鐓粗變形的影響高徑比對(duì)鐓粗變形的影響 H/D 3.0，鐓粗坯料容易失穩(wěn)，發(fā)生彎曲。，鐓粗坯料容易失穩(wěn)，發(fā)生彎曲。 H/D =2.51.5，形成雙鼓形。，形成雙鼓形。 H/D 1.50.5，形成單鼓形。，形成單鼓形。 H/D 0.5 , 上下難變形區(qū)重合，難以鍛造上下難變形區(qū)重合，難以鍛造。合適的鍛造的高徑比應(yīng)小于合適的鍛造的高徑比應(yīng)小于2.52.5，在，在2 22.2

16、2.2范圍內(nèi)最好。范圍內(nèi)最好。高徑比高徑比( (H/D)H/D)對(duì)對(duì)鐓粗變形的影響鐓粗變形的影響失穩(wěn)彎曲失穩(wěn)彎曲雙鼓形雙鼓形單鼓形單鼓形雙鼓形雙鼓形難以鍛造難以鍛造300DH不同高徑比坯料鼓形體積變化不同高徑比坯料鼓形體積變化4.減小鼓形的措施減小鼓形的措施 鐓粗的鼓形導(dǎo)致鐓粗的鼓形導(dǎo)致鐓粗減小鼓形工藝措施鐓粗減小鼓形工藝措施內(nèi)部變形不均勻，形成三個(gè)變形區(qū)內(nèi)部變形不均勻，形成三個(gè)變形區(qū)鍛件組織和性能不均勻鍛件組織和性能不均勻增加鍛件的開裂傾向增加鍛件的開裂傾向反復(fù)的鐓粗和滾圓反復(fù)的鐓粗和滾圓 側(cè)凹坯料鐓粗側(cè)凹坯料鐓粗 軟金屬墊環(huán)鐓粗軟金屬墊環(huán)鐓粗疊料鐓粗疊料鐓粗套環(huán)內(nèi)鐓粗套環(huán)內(nèi)鐓粗 側(cè)凹坯料鐓

17、粗側(cè)凹坯料鐓粗 軟金屬墊環(huán)鐓粗軟金屬墊環(huán)鐓粗套環(huán)內(nèi)鐓粗套環(huán)內(nèi)鐓粗疊料鐓粗疊料鐓粗（二）墊環(huán)鐓粗（二）墊環(huán)鐓粗坯料在單個(gè)墊環(huán)或兩個(gè)墊環(huán)進(jìn)行的鐓粗。坯料在單個(gè)墊環(huán)或兩個(gè)墊環(huán)進(jìn)行的鐓粗。單個(gè)墊環(huán)鐓粗單個(gè)墊環(huán)鐓粗兩個(gè)墊環(huán)鐓粗兩個(gè)墊環(huán)鐓粗（三）局部鐓粗（三）局部鐓粗坯料只在局部長(zhǎng)度進(jìn)行的鐓粗。坯料只在局部長(zhǎng)度進(jìn)行的鐓粗。局部鐓粗局部鐓粗二、拔長(zhǎng)二、拔長(zhǎng)1 1）定義：）定義：使坯料使坯料橫截面減小橫截面減小而而長(zhǎng)度增加長(zhǎng)度增加的成形工序。的成形工序。2 2）目的：）目的：減小坯料的截面積；其它工序局部輔助變形；減小坯料的截面積；其它工序局部輔助變形； 提高鍛造比反復(fù)拔長(zhǎng)。提高鍛造比反復(fù)拔長(zhǎng)。3 3）分類：

18、）分類：根據(jù)坯料截面根據(jù)坯料截面矩形截面的拔長(zhǎng)矩形截面的拔長(zhǎng)圓截面拔長(zhǎng)圓截面拔長(zhǎng)空心坯料的拔長(zhǎng)空心坯料的拔長(zhǎng)二大類二大類根據(jù)砧形狀根據(jù)砧形狀平砧拔長(zhǎng)平砧拔長(zhǎng)型砧拔長(zhǎng)型砧拔長(zhǎng)三大類三大類一、拔長(zhǎng)的主要類型一、拔長(zhǎng)的主要類型1.1.平砧間拔長(zhǎng)平砧間拔長(zhǎng) 在水平的砧座和錘頭之間的拔長(zhǎng)。在水平的砧座和錘頭之間的拔長(zhǎng)。（3 3）圓截面）圓截面 方截面方截面（2 2）圓截面）圓截面 圓截面圓截面（1 1）方截面）方截面 方截面方截面2.2.型砧間拔長(zhǎng)型砧間拔長(zhǎng)拔長(zhǎng)拔長(zhǎng)在一定形狀的砧之間的進(jìn)行。型砧拔長(zhǎng)主要應(yīng)用于塑在一定形狀的砧之間的進(jìn)行。型砧拔長(zhǎng)主要應(yīng)用于塑性較差的材料。性較差的材料。圓弧型砧圓弧型砧上平

19、下上平下V型砧型砧上下上下V型砧型砧3.空心件拔長(zhǎng)空心件拔長(zhǎng)二、拔長(zhǎng)變形分析二、拔長(zhǎng)變形分析1.1.拔長(zhǎng)時(shí)鍛造比拔長(zhǎng)時(shí)鍛造比 拔長(zhǎng)的變形程度可用變形前（拔長(zhǎng)的變形程度可用變形前（F F0 0/ /2 2）后（）后（F/F/2 2）橫）橫截面之比：截面之比：鍛造比鍛造比（又稱鍛比）（又稱鍛比）K K來(lái)表示，即來(lái)表示，即 bhbhFFK000 鍛造比不能過(guò)小鍛造比不能過(guò)小，過(guò)小不利于鍛和坯料內(nèi)部的空隙，過(guò)小不利于鍛和坯料內(nèi)部的空隙，不易擊碎鑄態(tài)樹枝晶，使不易擊碎鑄態(tài)樹枝晶，使鍛件達(dá)不到性能要求鍛件達(dá)不到性能要求。 鍛造比過(guò)大鍛造比過(guò)大，增加鍛造工作量，使鍛件形成纖維組織，增加鍛造工作量，使鍛件形成

20、纖維組織，鍛件的各向異性增加。鍛件的各向異性增加。拔長(zhǎng)參數(shù)示意圖拔長(zhǎng)參數(shù)示意圖拔長(zhǎng)前：拔長(zhǎng)前：h h0 0、l l0 0、b b0 0；拔長(zhǎng)后：拔長(zhǎng)后： h h、l l、b b2.2.拔長(zhǎng)時(shí)變形特點(diǎn)拔長(zhǎng)時(shí)變形特點(diǎn)1 1）平砧間拔長(zhǎng)特點(diǎn)）平砧間拔長(zhǎng)特點(diǎn)（1 1）拔長(zhǎng)效率）拔長(zhǎng)效率當(dāng)當(dāng)l l0 0b b0 0時(shí)，時(shí)， l lb b，軸向流動(dòng)增加，展寬量小。，軸向流動(dòng)增加，展寬量小。因此，采用因此，采用小變形量可以提高拔長(zhǎng)效率小變形量可以提高拔長(zhǎng)效率。送進(jìn)量太大送進(jìn)量太大，展寬量大展寬量大，拔長(zhǎng)拔長(zhǎng)效率低效率低，送進(jìn)量太小送進(jìn)量太小，壓下次數(shù)多，壓下次數(shù)多，效率低效率低。拔長(zhǎng)效率與送進(jìn)量有關(guān)拔長(zhǎng)效率

21、與送進(jìn)量有關(guān)l l0 0 有關(guān)。有關(guān)。當(dāng)當(dāng)l l0 0b b0 0時(shí)，時(shí)， l l b b，軸向橫向位移相等。，軸向橫向位移相等。當(dāng)當(dāng)l l0 0b b0 0時(shí)，時(shí)， l lb b，橫向流動(dòng)增加，寬度增加。，橫向流動(dòng)增加，寬度增加。壓下量壓下量：hh0h；展寬量展寬量：bbb0；拔長(zhǎng)量拔長(zhǎng)量： lll0；相對(duì)送進(jìn)量相對(duì)送進(jìn)量：l0/h0拔長(zhǎng)的每一次操作變形與鐓粗相似。拔長(zhǎng)的每一次操作變形與鐓粗相似。 當(dāng)當(dāng) l li i/h/hi i0.50.5，拔長(zhǎng)變形區(qū)出現(xiàn)，拔長(zhǎng)變形區(qū)出現(xiàn)雙鼓形，中心鍛不透，變形出現(xiàn)在上雙鼓形，中心鍛不透，變形出現(xiàn)在上下表層，中心出現(xiàn)拉應(yīng)力（圖下表層，中心出現(xiàn)拉應(yīng)力（圖a

22、a）。）。 當(dāng)當(dāng)l li i/h/hi i1 1，出現(xiàn)單鼓形，心部，出現(xiàn)單鼓形，心部變形大，能鍛透，展寬量大，降低拔變形大，能鍛透，展寬量大，降低拔長(zhǎng)效率，鼓形表面易產(chǎn)生拉應(yīng)力。長(zhǎng)效率，鼓形表面易產(chǎn)生拉應(yīng)力。合適的合適的l/hl/h0.50.50.80.8，或，或l l0.5B 0.5B 相對(duì)壓下量對(duì)拔長(zhǎng)變形的影響相對(duì)壓下量對(duì)拔長(zhǎng)變形的影響（2）拔長(zhǎng)時(shí)變形與應(yīng)力）拔長(zhǎng)時(shí)變形與應(yīng)力2 2）型砧內(nèi)拔長(zhǎng)）型砧內(nèi)拔長(zhǎng) 型砧內(nèi)拔長(zhǎng)，解決了圓形坯料在平砧間拔長(zhǎng)軸向縮小、型砧內(nèi)拔長(zhǎng)，解決了圓形坯料在平砧間拔長(zhǎng)軸向縮小、橫向展寬大而采用的一種拔長(zhǎng)方法。橫向展寬大而采用的一種拔長(zhǎng)方法。 型砧內(nèi)拔長(zhǎng)由于受到側(cè)向壓

23、力，減少坯料的橫向流動(dòng)，型砧內(nèi)拔長(zhǎng)由于受到側(cè)向壓力，減少坯料的橫向流動(dòng)，增加軸向流動(dòng)，增加拔長(zhǎng)效率。增加軸向流動(dòng)，增加拔長(zhǎng)效率。型砧拔長(zhǎng)對(duì)拔長(zhǎng)效率。鍛透深度合金屬塑性的影響型砧拔長(zhǎng)對(duì)拔長(zhǎng)效率。鍛透深度合金屬塑性的影響3）空心件拔長(zhǎng)的特點(diǎn)）空心件拔長(zhǎng)的特點(diǎn)（1 1）定義：）定義：減小空心坯料外徑（壁厚）增加其長(zhǎng)度的鍛造工藝。減小空心坯料外徑（壁厚）增加其長(zhǎng)度的鍛造工藝。（2 2）變形特點(diǎn)：）變形特點(diǎn)：變形區(qū)分為直接受力變形區(qū)分為直接受力A A區(qū)和間接受力區(qū)區(qū)和間接受力區(qū)B B區(qū)。區(qū)。 變形時(shí)變形時(shí)A A區(qū)金屬軸向流動(dòng)，借助與外端的作用力拉著區(qū)金屬軸向流動(dòng)，借助與外端的作用力拉著B B區(qū)一起伸區(qū)一

24、起伸長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)拔長(zhǎng)。長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)拔長(zhǎng)。 A A區(qū)金屬沿切向流動(dòng)時(shí)受區(qū)金屬沿切向流動(dòng)時(shí)受B B區(qū)金屬的限制，區(qū)金屬的限制，B B區(qū)對(duì)區(qū)對(duì)A A區(qū)金屬切向流動(dòng)限制愈強(qiáng)烈，愈有利于拔長(zhǎng)。區(qū)金屬切向流動(dòng)限制愈強(qiáng)烈，愈有利于拔長(zhǎng)。芯軸拔長(zhǎng)受力與變形流動(dòng)情況芯軸拔長(zhǎng)受力與變形流動(dòng)情況（3 3）芯軸拔長(zhǎng)時(shí)易出現(xiàn)問(wèn)題）芯軸拔長(zhǎng)時(shí)易出現(xiàn)問(wèn)題 內(nèi)孔裂紋內(nèi)孔裂紋: :裂紋產(chǎn)生是由于坯料內(nèi)壁產(chǎn)生切向裂紋產(chǎn)生是由于坯料內(nèi)壁產(chǎn)生切向拉應(yīng)力拉應(yīng)力超過(guò)材料超過(guò)材料強(qiáng)度而形成。壓靠時(shí)由于芯軸與坯料存在一定間隙，內(nèi)壁金屬受到強(qiáng)度而形成。壓靠時(shí)由于芯軸與坯料存在一定間隙，內(nèi)壁金屬受到彎曲作用使內(nèi)孔受到切向拉應(yīng)力或由于壓下量過(guò)大，溫度低，

25、彎曲作用使內(nèi)孔受到切向拉應(yīng)力或由于壓下量過(guò)大，溫度低，塑性塑性差差造成，采用造成，采用V V型砧和捶擊均勻、避免在一處捶擊可減少裂紋。型砧和捶擊均勻、避免在一處捶擊可減少裂紋。 壁厚不均勻：壁厚不均勻：坯料坯料加熱不均勻加熱不均勻或或受力不均勻受力不均勻造成壁厚不均勻。造成壁厚不均勻。 抽芯困難：抽芯困難：拔長(zhǎng)時(shí)用直芯拔長(zhǎng)，沒(méi)有潤(rùn)滑等造成抽芯困難。采拔長(zhǎng)時(shí)用直芯拔長(zhǎng)，沒(méi)有潤(rùn)滑等造成抽芯困難。采用帶錐度芯棒及采用石墨潤(rùn)滑和按照一定順序拔長(zhǎng)，有利于抽芯。用帶錐度芯棒及采用石墨潤(rùn)滑和按照一定順序拔長(zhǎng)，有利于抽芯。（三）坯料拔長(zhǎng)時(shí)易產(chǎn)生的缺陷和防止措施（三）坯料拔長(zhǎng)時(shí)易產(chǎn)生的缺陷和防止措施1.1.表面

26、橫向裂紋與角裂表面橫向裂紋與角裂側(cè)表面裂紋產(chǎn)生原因與預(yù)防：側(cè)表面裂紋產(chǎn)生原因與預(yù)防：送進(jìn)量和壓下量過(guò)大，軸心部分變形送進(jìn)量和壓下量過(guò)大，軸心部分變形大，側(cè)表面沿軸向受拉應(yīng)力造成。適當(dāng)控制壓下量可避免。大，側(cè)表面沿軸向受拉應(yīng)力造成。適當(dāng)控制壓下量可避免。橫表面裂紋形成原因與預(yù)防：橫表面裂紋形成原因與預(yù)防：軸心區(qū)變形過(guò)大，使上下表層金屬沿軸心區(qū)變形過(guò)大，使上下表層金屬沿軸向受軸向受附加拉應(yīng)力附加拉應(yīng)力造成，對(duì)于塑性較差材料和砧面摩擦系數(shù)過(guò)大時(shí)造成，對(duì)于塑性較差材料和砧面摩擦系數(shù)過(guò)大時(shí)易形成。改善潤(rùn)滑條件、加大錘砧轉(zhuǎn)角處的圓角可避免。易形成。改善潤(rùn)滑條件、加大錘砧轉(zhuǎn)角處的圓角可避免。角裂紋產(chǎn)生原因與

27、預(yù)防：角裂紋產(chǎn)生原因與預(yù)防：矩形坯料拔長(zhǎng)，當(dāng)送進(jìn)量過(guò)大，心部金屬矩形坯料拔長(zhǎng)，當(dāng)送進(jìn)量過(guò)大，心部金屬變形過(guò)大，拉著表面金屬軸向伸長(zhǎng)，前后不變形部分的存在使沿軸變形過(guò)大，拉著表面金屬軸向伸長(zhǎng)，前后不變形部分的存在使沿軸向產(chǎn)生向產(chǎn)生附加拉應(yīng)力附加拉應(yīng)力，再加上邊角部分冷速較快，塑性降低易產(chǎn)生裂，再加上邊角部分冷速較快，塑性降低易產(chǎn)生裂紋。操作上勤倒角，通過(guò)倒角變形。消除附加應(yīng)力。紋。操作上勤倒角，通過(guò)倒角變形。消除附加應(yīng)力。2.表面折疊表面折疊橫向折疊橫向折疊縱向折疊縱向折疊表面折疊表面折疊表面折疊產(chǎn)生原因：表面折疊產(chǎn)生原因：糾正坯料棱形截面時(shí)過(guò)分壓下，造成糾正坯料棱形截面時(shí)過(guò)分壓下，造成斜度增加

28、，斜度增加，9090反轉(zhuǎn)再壓時(shí)，變形部分高徑比過(guò)大造成折反轉(zhuǎn)再壓時(shí)，變形部分高徑比過(guò)大造成折疊，合理的操作及增加鍛件底面平整度可避免。疊，合理的操作及增加鍛件底面平整度可避免。橫向折疊產(chǎn)生原因：橫向折疊產(chǎn)生原因：送進(jìn)量過(guò)小，壓下量很大，上下兩端送進(jìn)量過(guò)小，壓下量很大，上下兩端金屬局部變形引起的。通過(guò)增加送進(jìn)量，使兩次送進(jìn)量與金屬局部變形引起的。通過(guò)增加送進(jìn)量，使兩次送進(jìn)量與單邊壓縮量之比大于單邊壓縮量之比大于11.5（2l0/h11.5）縱向折疊產(chǎn)生原因：縱向折疊產(chǎn)生原因：拔長(zhǎng)時(shí)壓縮量過(guò)大，拔長(zhǎng)時(shí)壓縮量過(guò)大，9090反轉(zhuǎn)再壓時(shí)，反轉(zhuǎn)再壓時(shí)，高徑比過(guò)大造成彎曲形成折疊。每一次壓縮后鍛件寬度與高徑

29、比過(guò)大造成彎曲形成折疊。每一次壓縮后鍛件寬度與高度之比小于高度之比小于2 22.52.5可避免?？杀苊狻?.3.內(nèi)部橫向裂紋內(nèi)部橫向裂紋產(chǎn)生原因與防止：產(chǎn)生原因與防止：拔長(zhǎng)大錠料時(shí)，進(jìn)給量大，相對(duì)送進(jìn)量小，拔拔長(zhǎng)大錠料時(shí)，進(jìn)給量大，相對(duì)送進(jìn)量小，拔長(zhǎng)區(qū)出現(xiàn)雙鼓形，中間鍛不透，心部沿軸向出現(xiàn)附加拉應(yīng)力，引長(zhǎng)區(qū)出現(xiàn)雙鼓形，中間鍛不透，心部沿軸向出現(xiàn)附加拉應(yīng)力，引發(fā)裂紋。正確地選擇送進(jìn)量、適當(dāng)?shù)牟僮骱屠煤线m工具可避免。發(fā)裂紋。正確地選擇送進(jìn)量、適當(dāng)?shù)牟僮骱屠煤线m工具可避免。4.4.內(nèi)部縱向裂紋產(chǎn)生原因與防止：內(nèi)部縱向裂紋產(chǎn)生原因與防止：拔長(zhǎng)送進(jìn)量很大，壓下量較小，拔長(zhǎng)送進(jìn)量很大，壓下量較小，金屬

30、沿軸向流行小，橫向流動(dòng)大而引起。合理選擇送進(jìn)量，使軸向金屬沿軸向流行小，橫向流動(dòng)大而引起。合理選擇送進(jìn)量，使軸向流動(dòng)量大于橫向流動(dòng)量或采用型砧可避免。流動(dòng)量大于橫向流動(dòng)量或采用型砧可避免。5.5.對(duì)角線裂紋產(chǎn)生原因與防止：對(duì)角線裂紋產(chǎn)生原因與防止： 當(dāng)送進(jìn)量較大，并且在同一部位連續(xù)翻轉(zhuǎn)重?fù)魰r(shí)產(chǎn)生。當(dāng)送進(jìn)量較大，并且在同一部位連續(xù)翻轉(zhuǎn)重?fù)魰r(shí)產(chǎn)生?？刂棋懺鞙囟群退瓦M(jìn)量可避免。控制鍛造溫度和送進(jìn)量可避免。6.6.端面縮口端面縮口坯料端面縮口坯料端面縮口 產(chǎn)生原因與防止產(chǎn)生原因與防止：拔長(zhǎng)時(shí)首次送進(jìn)量太小，表面金屬：拔長(zhǎng)時(shí)首次送進(jìn)量太小，表面金屬變形，中心部位金屬未變形或變形較小引起。防止這種表變形，

31、中心部位金屬未變形或變形較小引起。防止這種表面缺陷的方法為保證足夠的被壓縮長(zhǎng)度和較大的壓縮量，面缺陷的方法為保證足夠的被壓縮長(zhǎng)度和較大的壓縮量，矩形截面坯料，矩形截面坯料，B/HB/H1.51.5時(shí)，時(shí)，A A0.4B0.4B，當(dāng)，當(dāng)B/HB/H1.51.5時(shí)，時(shí)，A A0.5B0.5B，圓形截面：，圓形截面：A A0.3D0.3D。端部拔長(zhǎng)時(shí)坯料長(zhǎng)度端部拔長(zhǎng)時(shí)坯料長(zhǎng)度7.7.端部孔壁裂紋端部孔壁裂紋 孔壁裂紋產(chǎn)生原因與防止：孔壁裂紋產(chǎn)生原因與防止：受芯棒受芯棒表面摩擦表面摩擦影響和影響和內(nèi)內(nèi)表面溫度低原因表面溫度低原因，空心件外表面金屬比內(nèi)表面流動(dòng)快，空心件外表面金屬比內(nèi)表面流動(dòng)快，形形成喇

32、叭口成喇叭口，拔長(zhǎng)時(shí)，端部金屬內(nèi)變形困難，在，拔長(zhǎng)時(shí)，端部金屬內(nèi)變形困難，在空心件變形空心件變形的表面產(chǎn)生切向應(yīng)力，產(chǎn)生裂紋的表面產(chǎn)生切向應(yīng)力，產(chǎn)生裂紋。防止措施防止措施：采用型砧拔采用型砧拔長(zhǎng)，先拔長(zhǎng)兩端，芯軸預(yù)熱（長(zhǎng)，先拔長(zhǎng)兩端，芯軸預(yù)熱（150150250250）。）。 （四）拔長(zhǎng)操作（四）拔長(zhǎng)操作 拔長(zhǎng)操作坯料在拔長(zhǎng)時(shí)的送進(jìn)和翻轉(zhuǎn)方法主要有三種：拔長(zhǎng)操作坯料在拔長(zhǎng)時(shí)的送進(jìn)和翻轉(zhuǎn)方法主要有三種：螺旋式旋轉(zhuǎn)送料法；往復(fù)翻轉(zhuǎn)送料法；單面壓縮法。螺旋式旋轉(zhuǎn)送料法；往復(fù)翻轉(zhuǎn)送料法；單面壓縮法。（五）壓痕和壓肩（五）壓痕和壓肩 軸類鍛造時(shí)為了鍛出臺(tái)階和凹擋，應(yīng)先利用三角壓棍軸類鍛造時(shí)為了鍛出臺(tái)階和

33、凹擋，應(yīng)先利用三角壓棍或圓形棍壓痕，切出所需要的長(zhǎng)度，進(jìn)行分段拔長(zhǎng)，形成或圓形棍壓痕，切出所需要的長(zhǎng)度，進(jìn)行分段拔長(zhǎng)，形成平齊的過(guò)渡面。平齊的過(guò)渡面。H H小于小于20mm20mm，壓痕即可，壓痕即可，H H大于大于20mm20mm，先壓，先壓痕后壓肩，壓肩深度痕后壓肩，壓肩深度h h1/21/22/3H2/3H。（六）影響拔長(zhǎng)效率和拔長(zhǎng)質(zhì)量的因素（六）影響拔長(zhǎng)效率和拔長(zhǎng)質(zhì)量的因素 主要有主要有（）送進(jìn)量（）送進(jìn)量（）壓下量（）壓下量（）砧面與坯料的形狀（）砧面與坯料的形狀（）拔長(zhǎng)操作方法（）拔長(zhǎng)操作方法（）坯料的加熱溫度（）坯料的加熱溫度 （）送進(jìn)量的影響：當(dāng)送進(jìn)量太?。ǎ┧瓦M(jìn)量的影響：當(dāng)送

34、進(jìn)量太?。╨ l0 00.5hhh0 0），），拔長(zhǎng)變形拔長(zhǎng)變形區(qū)區(qū)出現(xiàn)單鼓形出現(xiàn)單鼓形，心部心部變形大變形大容易鍛透容易鍛透，同時(shí)，同時(shí)展寬量較大展寬量較大，降低拔長(zhǎng)降低拔長(zhǎng)效率效率，容易引起表面橫向裂紋及角裂，一般認(rèn)為相對(duì)送進(jìn)量，容易引起表面橫向裂紋及角裂，一般認(rèn)為相對(duì)送進(jìn)量l l0 0/h/h0 0= =0.50.50.80.8較為合適，絕對(duì)送進(jìn)量較為合適，絕對(duì)送進(jìn)量l l0 0= =（0.40.40.80.8）B B，B B為砧寬。為砧寬。 （）拔長(zhǎng)操作的影響：（）拔長(zhǎng)操作的影響：拔長(zhǎng)時(shí)坯料的送進(jìn)與翻轉(zhuǎn)根據(jù)鍛件大小可拔長(zhǎng)時(shí)坯料的送進(jìn)與翻轉(zhuǎn)根據(jù)鍛件大小可采用幾種方法，采用幾種方法，小件可

35、采用左右小件可采用左右9090來(lái)回翻轉(zhuǎn)或螺旋線翻轉(zhuǎn)法來(lái)回翻轉(zhuǎn)或螺旋線翻轉(zhuǎn)法，大大鍛件可采用先沿一邊將坯料壓一遍，然后翻轉(zhuǎn)鍛件可采用先沿一邊將坯料壓一遍，然后翻轉(zhuǎn)9090再壓另一面。再壓另一面。 （）坯料加熱溫度：（）坯料加熱溫度： 盡可能高的采用鍛造溫度有利于拔長(zhǎng)操作。盡可能高的采用鍛造溫度有利于拔長(zhǎng)操作。（）壓下量的影響：（）壓下量的影響：拔長(zhǎng)時(shí)拔長(zhǎng)時(shí)增加壓下量增加壓下量，可以，可以提高生產(chǎn)率和強(qiáng)化提高生產(chǎn)率和強(qiáng)化心部變形心部變形，有利于內(nèi)部缺陷的鍛合。只要金屬及合金塑性允許，有利于內(nèi)部缺陷的鍛合。只要金屬及合金塑性允許，盡盡量采用大壓下量量采用大壓下量。一般壓下量取。一般壓下量取h=h=（

36、0.10.10.2h0.2h0 0），并且壓后端），并且壓后端面的寬度與高度的比值不應(yīng)超過(guò)面的寬度與高度的比值不應(yīng)超過(guò)2.52.5，否則，否則9090翻轉(zhuǎn)再壓會(huì)出現(xiàn)折迭。翻轉(zhuǎn)再壓會(huì)出現(xiàn)折迭。（）（）砧子形狀的影響：砧子形狀的影響：拔長(zhǎng)的砧子有平砧和型砧兩類，拔長(zhǎng)的砧子有平砧和型砧兩類，型砧的拔型砧的拔長(zhǎng)效率較高長(zhǎng)效率較高，平砧拔長(zhǎng)時(shí)，為了提高效率，可采用先將圓截面坯料，平砧拔長(zhǎng)時(shí)，為了提高效率，可采用先將圓截面坯料壓成方形截面，然后壓成八角形截面，最后壓成圓形截面。壓成方形截面，然后壓成八角形截面，最后壓成圓形截面。三、沖孔三、沖孔（1 1）定義）定義: :用沖子將坯料沖出透孔或不透孔的鍛造工

37、序稱為沖孔。用沖子將坯料沖出透孔或不透孔的鍛造工序稱為沖孔。帶有大于帶有大于30mm30mm以上鍛件鍛孔；以上鍛件鍛孔；擴(kuò)孔前的預(yù)沖孔；擴(kuò)孔前的預(yù)沖孔； 空心件拔長(zhǎng)前沖孔。空心件拔長(zhǎng)前沖孔。（2 2） 沖孔目的沖孔目的閉式?jīng)_孔閉式?jīng)_孔開式?jīng)_孔開式?jīng)_孔實(shí)芯沖子沖孔實(shí)芯沖子沖孔空心沖子沖孔空心沖子沖孔墊環(huán)沖孔三種墊環(huán)沖孔三種實(shí)芯沖子沖孔時(shí)，芯料損失小，操作簡(jiǎn)單。實(shí)芯沖子沖孔時(shí)，芯料損失小，操作簡(jiǎn)單。（3 3） 沖孔分類沖孔分類（一）實(shí)芯沖子沖孔（一）實(shí)芯沖子沖孔 沖孔過(guò)程如右圖所示。沖子壓入沖孔過(guò)程如右圖所示。沖子壓入孔深孔深7080高高度度翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)180沖子壓穿。沖子壓穿。實(shí)芯沖子沖孔實(shí)芯沖子沖

38、孔1.1.實(shí)芯沖子沖孔時(shí)變形分析實(shí)芯沖子沖孔時(shí)變形分析 變形區(qū)分為變形區(qū)分為A A區(qū)、區(qū)、B B區(qū)和區(qū)和C C區(qū)，區(qū)，A A區(qū)發(fā)生鐓粗變形，同時(shí)區(qū)發(fā)生鐓粗變形，同時(shí)受到受到B B區(qū)金屬約束。區(qū)金屬約束。B B區(qū)金屬受區(qū)金屬受A A區(qū)金屬擠壓，徑向擴(kuò)大軸區(qū)金屬擠壓，徑向擴(kuò)大軸向壓縮，向壓縮，A A區(qū)金屬不斷向區(qū)金屬不斷向B B區(qū)金屬轉(zhuǎn)移，形成區(qū)金屬轉(zhuǎn)移，形成C C區(qū)。區(qū)。沖孔變形過(guò)程坯料形狀的變化：沖孔變形過(guò)程坯料形狀的變化：dD /023dD/0=355dD/0上端面凹進(jìn)，上端面凹進(jìn)，下端面翹起，下端面翹起，外徑增大外徑增大上、下端面上、下端面走樣很小，走樣很小，而外徑仍有而外徑仍有增大增大沖

39、子鐓壓的沖子鐓壓的金屬被擠向金屬被擠向上端面形成上端面形成凸臺(tái)，外徑凸臺(tái)，外徑不變。不變。2.2.沖孔坯料尺寸計(jì)算沖孔坯料尺寸計(jì)算1 1）沖孔后外徑直徑）沖孔后外徑直徑其中：其中：V V：坯料體積（：坯料體積（mmmm3 3）；）； f: f: 沖子橫截面面積（沖子橫截面面積（mmmm3 3）；）； F F0 0: :坯料橫截面面積（坯料橫截面面積（mmmm3 3） ； H H：沖孔后坯料高度（：沖孔后坯料高度（mmmm）；）； h h：孔底余料高度（：孔底余料高度（mmmm）。）。05 . 0)(5 . 113. 1FhHVfVHD2 2）沖孔件坯料高度確定）沖孔件坯料高度確定實(shí)芯沖子沖孔，

40、在實(shí)芯沖子沖孔，在D D0 0/d/d0 02.52.53 3，H H0 0DD0 0時(shí)坯料原始高時(shí)坯料原始高度可按下式確定：度可按下式確定：D0/d05，H0（1.11.2）H;D0/d05，H0H;h(0.150.2)H3.3.沖孔時(shí)產(chǎn)生缺陷及其預(yù)防沖孔時(shí)產(chǎn)生缺陷及其預(yù)防（1 1）走樣）走樣 D D0 0/d/d0 0 太小，容易走樣，太小，容易走樣，沖孔前鐓粗增加沖孔前鐓粗增加D D0 0/d/d0 0之比，沖孔后端面之比，沖孔后端面整平。整平。（2 2）孔偏心）孔偏心 沖頭定位不準(zhǔn)，坯料加熱不均勻。沖頭定位不準(zhǔn)，坯料加熱不均勻。（3 3）斜孔）斜孔 操作不當(dāng)，坯料和工具不規(guī)范。操作不當(dāng)

41、，坯料和工具不規(guī)范。 （4 4）裂紋）裂紋 坯料塑性低，坯料溫度低，坯料塑性低，坯料溫度低，D D0 0/d/d0 0 太小。太小。（二）空心沖子沖孔（二）空心沖子沖孔利用空心的沖子進(jìn)行沖孔的操作。利用空心的沖子進(jìn)行沖孔的操作。操作特點(diǎn)操作特點(diǎn): : 坯料變形較小，芯料損失大。坯料變形較小，芯料損失大。目的：目的：獲得空心坯料獲得空心坯料; ;鍛件取料；去掉心部質(zhì)量較差的部鍛件取料；去掉心部質(zhì)量較差的部 分；使用與直徑較大的坯料（直徑分；使用與直徑較大的坯料（直徑400mm400mm以上）以上）空心沖子沖孔空心沖子沖孔（三）墊環(huán)上沖孔（三）墊環(huán)上沖孔在墊環(huán)上進(jìn)行沖孔的操作，主要用于沖較薄的毛坯

42、。在墊環(huán)上進(jìn)行沖孔的操作，主要用于沖較薄的毛坯。墊環(huán)沖孔芯料損失大，芯料高度墊環(huán)沖孔芯料損失大，芯料高度h h0.78H0.78H，主要用于，主要用于H/DH/D0.1250.125鍛件。鍛件。墊環(huán)沖孔墊環(huán)沖孔（四）擴(kuò)孔（四）擴(kuò)孔定義：定義：減小空心坯料壁厚減小空心坯料壁厚, ,增大外徑和內(nèi)徑的鍛造工步稱增大外徑和內(nèi)徑的鍛造工步稱 為擴(kuò)孔。為擴(kuò)孔。種類：種類：自由鍛的擴(kuò)孔分為沖頭擴(kuò)孔和芯軸擴(kuò)孔兩種。自由鍛的擴(kuò)孔分為沖頭擴(kuò)孔和芯軸擴(kuò)孔兩種。 （一）沖頭擴(kuò)孔（一）沖頭擴(kuò)孔 沖孔過(guò)程沖孔過(guò)程 用直徑比空心坯料內(nèi)孔大的帶有錐度的沖用直徑比空心坯料內(nèi)孔大的帶有錐度的沖子，穿過(guò)坯料的內(nèi)孔而使其內(nèi)外孔擴(kuò)大。

43、沖子擴(kuò)孔一般用子，穿過(guò)坯料的內(nèi)孔而使其內(nèi)外孔擴(kuò)大。沖子擴(kuò)孔一般用于于D/dD/d1.71.7和和H0.125D0H0.125D0的鍛件。的鍛件。坯料變形特點(diǎn)坯料變形特點(diǎn): : 近似與脹形，受力與沖孔變形的近似與脹形，受力與沖孔變形的B B區(qū)相似。區(qū)相似。擴(kuò)孔量：擴(kuò)孔量： 由于沖頭擴(kuò)孔時(shí)坯料沿切向受拉應(yīng)力，容易脹由于沖頭擴(kuò)孔時(shí)坯料沿切向受拉應(yīng)力，容易脹裂紋，因此每一次的擴(kuò)孔量不宜過(guò)大，擴(kuò)孔量見(jiàn)下表。裂紋，因此每一次的擴(kuò)孔量不宜過(guò)大，擴(kuò)孔量見(jiàn)下表。沖頭沖孔沖頭沖孔擴(kuò)孔量擴(kuò)孔量沖子沖子經(jīng)驗(yàn)表明：經(jīng)驗(yàn)表明：鍛件質(zhì)量鍛件質(zhì)量kgkg，沖孔后，沖孔后可直接擴(kuò)孔次再加熱一可直接擴(kuò)孔次再加熱一火，允許再擴(kuò)孔次

44、火，允許再擴(kuò)孔次鍛件質(zhì)量鍛件質(zhì)量kgkg，沖孔后，沖孔后可直接擴(kuò)孔次再加熱一火，可直接擴(kuò)孔次再加熱一火，允許再擴(kuò)孔次允許再擴(kuò)孔次薄壁件擴(kuò)孔較難薄壁件擴(kuò)孔較難馬架擴(kuò)孔馬架擴(kuò)孔（二）芯軸擴(kuò)孔（二）芯軸擴(kuò)孔 芯軸擴(kuò)孔芯軸擴(kuò)孔是將芯軸穿過(guò)坯料而放在馬架上，坯料每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角是將芯軸穿過(guò)坯料而放在馬架上，坯料每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度壓下一次，逐漸將坯料的壁厚壓薄、內(nèi)外徑擴(kuò)大的加工工序。度壓下一次，逐漸將坯料的壁厚壓薄、內(nèi)外徑擴(kuò)大的加工工序。 變形特點(diǎn)：變形特點(diǎn)：相當(dāng)于拔長(zhǎng)，但與芯軸拔長(zhǎng)不同，它是局部加載，相當(dāng)于拔長(zhǎng)，但與芯軸拔長(zhǎng)不同，它是局部加載，局部變形，變形區(qū)金屬主要沿切向和寬度方向流動(dòng)。局部變形，變形區(qū)金屬主

45、要沿切向和寬度方向流動(dòng)。 變形區(qū)金屬受三向壓應(yīng)力，不宜產(chǎn)生裂紋等缺陷，可以鍛制薄變形區(qū)金屬受三向壓應(yīng)力，不宜產(chǎn)生裂紋等缺陷，可以鍛制薄壁鍛件。壁鍛件。擴(kuò)孔前坯料尺寸的確定擴(kuò)孔前坯料尺寸的確定（1 1）坯料高度（）坯料高度（HoHo）確定）確定 式中：式中：H H為鍛件高度（為鍛件高度（mmmm），），K K為展寬系數(shù)，由諾模圖求出。為展寬系數(shù)，由諾模圖求出。（2 2）坯料外徑）坯料外徑DoDo確定確定（3 3）沖孔直徑）沖孔直徑d do o確定確定 KHH 0HVD鍛13. 10Dd31 . 10馬架擴(kuò)孔最小芯棒直徑如下表所示。馬架擴(kuò)孔最小芯棒直徑如下表所示。計(jì)算展寬量的諾模圖計(jì)算展寬量的諾模

46、圖式中式中V鍛鍛鍛件體積。鍛件體積。 彎曲過(guò)程中彎曲區(qū)的內(nèi)邊金屬受壓縮，外邊受拉伸，彎曲過(guò)程中彎曲區(qū)的內(nèi)邊金屬受壓縮，外邊受拉伸，彎曲區(qū)毛坯的斷面積要減小，內(nèi)邊可能產(chǎn)生折疊，外邊可彎曲區(qū)毛坯的斷面積要減小，內(nèi)邊可能產(chǎn)生折疊，外邊可能產(chǎn)生裂紋。圓角半徑越小，彎曲角越大，情況越嚴(yán)重。能產(chǎn)生裂紋。圓角半徑越小，彎曲角越大，情況越嚴(yán)重。五五 彎曲彎曲將毛坯鍛造成所規(guī)定的外形的鍛造工序叫彎曲。將毛坯鍛造成所規(guī)定的外形的鍛造工序叫彎曲。彎曲時(shí)注意事項(xiàng)彎曲時(shí)注意事項(xiàng)：（1 1）坯料上有數(shù)處彎曲時(shí)，一般彎曲端部及其彎曲與直）坯料上有數(shù)處彎曲時(shí)，一般彎曲端部及其彎曲與直線交界的地方，然后在彎其余的圓弧部分。線交

47、界的地方，然后在彎其余的圓弧部分。（2 2）為了抵消彎曲區(qū)斷面積的縮小，一般彎曲前在彎曲）為了抵消彎曲區(qū)斷面積的縮小，一般彎曲前在彎曲的地方預(yù)先堆積金屬，或采用斷面積稍大的原毛坯。的地方預(yù)先堆積金屬，或采用斷面積稍大的原毛坯。（3 3）被彎曲部分的加熱不宜過(guò)長(zhǎng)，加熱均勻。）被彎曲部分的加熱不宜過(guò)長(zhǎng)，加熱均勻。6.錯(cuò)移錯(cuò)移 錯(cuò)移是指將坯料的一部分相對(duì)另一部分平行錯(cuò)移開的錯(cuò)移是指將坯料的一部分相對(duì)另一部分平行錯(cuò)移開的鍛造工步。鍛造工步。 錯(cuò)移分為在一個(gè)平面內(nèi)錯(cuò)移和在兩個(gè)平面內(nèi)錯(cuò)移兩種。錯(cuò)移分為在一個(gè)平面內(nèi)錯(cuò)移和在兩個(gè)平面內(nèi)錯(cuò)移兩種。在兩個(gè)平面錯(cuò)移在兩個(gè)平面錯(cuò)移在一個(gè)平面錯(cuò)移在一個(gè)平面錯(cuò)移3 34

48、4 自由鍛工藝規(guī)程的制定自由鍛工藝規(guī)程的制定一、自由鍛鍛件圖的制訂與繪制一、自由鍛鍛件圖的制訂與繪制 自由鍛鍛件圖自由鍛鍛件圖是在是在零件圖基礎(chǔ)上考慮零件圖基礎(chǔ)上考慮加工加工余量、鍛件公差、鍛造余量、鍛件公差、鍛造余塊、檢驗(yàn)試樣和工藝余塊、檢驗(yàn)試樣和工藝夾頭等夾頭等因素而繪制而成因素而繪制而成的圖。它是編制的圖。它是編制鍛造工鍛造工藝、設(shè)計(jì)模具、指導(dǎo)生藝、設(shè)計(jì)模具、指導(dǎo)生產(chǎn)和鍛件驗(yàn)收的主要依產(chǎn)和鍛件驗(yàn)收的主要依據(jù)和后續(xù)機(jī)械加工的技術(shù)資料據(jù)和后續(xù)機(jī)械加工的技術(shù)資料。鍛件尺寸與公差余量鍛件尺寸與公差余量各種余塊各種余塊1.1.加工余量加工余量 鍛件表面留有機(jī)械加工用的金屬層，稱為加工余量。鍛件表面

49、留有機(jī)械加工用的金屬層，稱為加工余量。余量的大小余量的大小與與零件的形狀尺寸、加工精度、表面要求、鍛造加熱質(zhì)零件的形狀尺寸、加工精度、表面要求、鍛造加熱質(zhì)量、設(shè)備工具精度和操作技術(shù)水平量、設(shè)備工具精度和操作技術(shù)水平有關(guān)。有關(guān)。2.2.鍛件公差鍛件公差 鍛件的實(shí)際尺寸達(dá)不到公稱尺寸，允許有一定的偏差，鍛件的實(shí)際尺寸達(dá)不到公稱尺寸，允許有一定的偏差，這種偏差被成為鍛件公差。這種偏差被成為鍛件公差。3.3.鍛造余塊鍛造余塊 對(duì)于難鍛造的一些小孔、凹槽等，通常填滿金屬對(duì)于難鍛造的一些小孔、凹槽等，通常填滿金屬, ,這這部分附加的金屬稱為余塊。部分附加的金屬稱為余塊。 鍛件圖制定的內(nèi)容鍛件圖制定的內(nèi)容4

50、.4.檢驗(yàn)試樣和工藝夾頭檢驗(yàn)試樣和工藝夾頭 對(duì)于某些有特殊要求的鍛件，須在鍛件適對(duì)于某些有特殊要求的鍛件，須在鍛件適當(dāng)?shù)牟课惶砑釉嚇佑鄩K，以供鍛后檢驗(yàn)和鍛件組織和力學(xué)性能測(cè)試。當(dāng)?shù)牟课惶砑釉嚇佑鄩K，以供鍛后檢驗(yàn)和鍛件組織和力學(xué)性能測(cè)試。為了便于熱處理及其機(jī)械加工的吊掛和夾持定位，在鍛件的適當(dāng)位為了便于熱處理及其機(jī)械加工的吊掛和夾持定位，在鍛件的適當(dāng)位置增加部分工藝夾頭。置增加部分工藝夾頭。5.5.繪制鍛件圖繪制鍛件圖 余量、公差和各種余塊確定后可繪制鍛件圖余量、公差和各種余塊確定后可繪制鍛件圖。鍛件。鍛件圖繪制中，圖繪制中，粗實(shí)線表示鍛件形狀，粗實(shí)線表示鍛件形狀，用用假想線畫出零件簡(jiǎn)單形狀假想

51、線畫出零件簡(jiǎn)單形狀。鍛。鍛件的尺寸、公差標(biāo)注在尺寸線上面，下面用帶括弧的標(biāo)注零件公稱件的尺寸、公差標(biāo)注在尺寸線上面，下面用帶括弧的標(biāo)注零件公稱尺寸。圖上不能表示的可用技術(shù)要求注明。尺寸。圖上不能表示的可用技術(shù)要求注明。法蘭盤零件圖法蘭盤零件圖法蘭盤鍛件圖法蘭盤鍛件圖二、坯料質(zhì)量和尺寸的確定二、坯料質(zhì)量和尺寸的確定自由鍛用原材料主要有兩種：鋼材、鋼坯以及鋼錠。自由鍛用原材料主要有兩種：鋼材、鋼坯以及鋼錠。1.1.坯料質(zhì)量的確定坯料質(zhì)量的確定按下式確定坯料質(zhì)量按下式確定坯料質(zhì)量)1 (）（切芯鍛坯GGGG2.2.坯料尺寸的確定坯料尺寸的確定 坯坯GV頭一道采用鐓粗時(shí)，應(yīng)滿頭一道采用鐓粗時(shí)，應(yīng)滿 H

52、oHo（1.251.252.52.5）DoDo帶入帶入1.2500DH2.5, 02041HDV坯得：得：30309 . 0751 . 0a)0 . 18 . 0(坯坯）（VVD 頭一道為拔長(zhǎng)時(shí)，坯料直徑可按下式確定頭一道為拔長(zhǎng)時(shí)，坯料直徑可按下式確定 F F坯坯K KL LFF鍛鍛 式中式中K KL L為鍛造比，為鍛造比，F(xiàn) F鍛鍛鍛件最大截面積，由此計(jì)算出原坯鍛件最大截面積，由此計(jì)算出原坯料的直徑：料的直徑：鍛FKDL13. 10 初步計(jì)算出原坯料的直徑或邊長(zhǎng)，按初步計(jì)算出原坯料的直徑或邊長(zhǎng)，按國(guó)家材料規(guī)格國(guó)家材料規(guī)格，選標(biāo)準(zhǔn)直徑或邊長(zhǎng)選標(biāo)準(zhǔn)直徑或邊長(zhǎng)，然后計(jì)算坯料尺寸。，然后計(jì)算坯料尺寸。 圓坯料：圓坯料： 方坯料：方坯料：20041DVH坯200a坯VH 鋼錠質(zhì)量鋼錠質(zhì)量G錠錠損錠錠GGG第二種方法：利用經(jīng)驗(yàn)資料確定第二種方法：利用經(jīng)驗(yàn)資料確定，然后求質(zhì)量，然后求質(zhì)量: G錠錠G鍛鍛/3.3.鋼錠規(guī)格的選擇鋼錠規(guī)格的選擇第一種方法：先求利用率，再確定質(zhì)量。第一種方法：先求利用率，再確定質(zhì)量。利用率利用率燒損錠底冒口100)(1 錘上鍛造空心鍛件工藝制定錘上鍛造空心鍛件工藝制定水壓機(jī)鍛造空心鍛件工藝制定水壓機(jī)鍛造空心鍛件工藝制定三、變形工藝過(guò)程的制訂三、變形工藝過(guò)程的制訂 制定變形工藝過(guò)程的內(nèi)