金屬工藝學(xué)-鍛造

1、第二篇 鍛壓鑄壓概述鑄壓概述什么是鍛壓什么是鍛壓? 鍛壓是對鍛壓是對坯料坯料施加施加外力外力，使其產(chǎn)生，使其產(chǎn)生塑性變塑性變形形，改變形狀、尺寸及改善性能，用以制造機，改變形狀、尺寸及改善性能，用以制造機械零件、毛坯或原材料的成型加工方法。械零件、毛坯或原材料的成型加工方法。鍛壓的基本生產(chǎn)方式鍛壓的基本生產(chǎn)方式1)1)軋制軋制使金屬坯料在旋轉(zhuǎn)軋輥的壓力作用使金屬坯料在旋轉(zhuǎn)軋輥的壓力作用下，產(chǎn)生連續(xù)塑性變形，改變其性能，獲下，產(chǎn)生連續(xù)塑性變形，改變其性能，獲得所要求的截面形狀的加工方法。得所要求的截面形狀的加工方法。2)2)擠壓擠壓將金屬坯料置于擠壓筒中加壓，使將金屬坯料置于擠壓筒中加壓，使其從

2、擠壓模的?？字袛D出，橫截面積減小，其從擠壓模的?？字袛D出，橫截面積減小，獲得所需制品的加工方法。獲得所需制品的加工方法。 3 3）自由鍛）自由鍛用簡單的通用性工具，或在鍛用簡單的通用性工具，或在鍛造設(shè)備的上、下砧間，使坯料受沖擊力作造設(shè)備的上、下砧間，使坯料受沖擊力作用而變形，獲得所需形狀的用而變形，獲得所需形狀的鍛件鍛件的加工方的加工方法。法。4 4）拉拔）拉拔坯料在牽引力作用下通過拉拔模坯料在牽引力作用下通過拉拔模的?？桌?，產(chǎn)生塑性變形，得到的模孔拉出，產(chǎn)生塑性變形，得到截面細(xì)截面細(xì)小、長度增加小、長度增加的制品的加工方法，拉拔一的制品的加工方法，拉拔一般是在冷態(tài)下進行。般是在冷態(tài)下進行

3、。 5) 5) 模鍛模鍛利用模具使金屬坯料在利用模具使金屬坯料在模膛模膛內(nèi)受沖擊內(nèi)受沖擊力或壓力作用，產(chǎn)生塑性變形而獲得力或壓力作用，產(chǎn)生塑性變形而獲得鍛件鍛件的加工的加工方法。方法。 6) 6) 板料沖壓板料沖壓用用沖模沖模使板料經(jīng)使板料經(jīng)分離分離或或變形變形得到得到制件的加工方法。制件的加工方法。 在上述的六種金屬塑性加工方法中，軋制、在上述的六種金屬塑性加工方法中，軋制、擠壓和拉拔主要用于生產(chǎn)型材、板材、線材、帶擠壓和拉拔主要用于生產(chǎn)型材、板材、線材、帶材等；自由鍛、模鍛和板料沖壓總稱鍛壓，主要材等；自由鍛、模鍛和板料沖壓總稱鍛壓，主要用于生產(chǎn)毛坯或零件。用于生產(chǎn)毛坯或零件。 壓力加工基

4、本方式示意圖壓力加工基本方式示意圖鍛壓加工的特點鍛壓加工的特點 (1)(1)改善金屬組織、提高力學(xué)性能改善金屬組織、提高力學(xué)性能 鍛壓的同時可消除鑄造缺陷，均勻成分，鍛壓的同時可消除鑄造缺陷，均勻成分，使組織致密，并細(xì)化晶粒。使組織致密，并細(xì)化晶粒。 可以形成并能控制金屬的纖維組織方向，可以形成并能控制金屬的纖維組織方向，使其沿零件輪廓連續(xù)分布，從而提高零件的力使其沿零件輪廓連續(xù)分布，從而提高零件的力學(xué)性能。學(xué)性能。(2)(2)節(jié)約金屬材料節(jié)約金屬材料 比如在熱軋鉆頭、齒輪、齒圈及冷軋比如在熱軋鉆頭、齒輪、齒圈及冷軋絲杠時，其形狀及尺寸精度和表面粗糙絲杠時，其形狀及尺寸精度和表面粗糙度已接近或

5、達到成品零件的要求，節(jié)省度已接近或達到成品零件的要求，節(jié)省了切削加工設(shè)備和材料的消耗。工時，了切削加工設(shè)備和材料的消耗。工時，能源等。能源等。(3)(3)較高的生產(chǎn)率較高的生產(chǎn)率比如在生產(chǎn)六角螺釘時采用模鍛成形就比切比如在生產(chǎn)六角螺釘時采用模鍛成形就比切削加工效率約高削加工效率約高5050倍。倍。 (4) 鍛壓主要生產(chǎn)承受重載荷零件的毛坯，如機鍛壓主要生產(chǎn)承受重載荷零件的毛坯，如機器中的主軸、齒輪等，器中的主軸、齒輪等，但不能獲得形狀復(fù)雜的毛但不能獲得形狀復(fù)雜的毛坯或零件。坯或零件。金屬的塑性變形金屬的塑性變形 外力作用金屬產(chǎn)生變形，去除外力，變形外力作用金屬產(chǎn)生變形，去除外力，變形殘留。殘留

6、。 塑性變形對金屬組織和性能的影響塑性變形對金屬組織和性能的影響塑性變形對金屬組織和性能的影響塑性變形對金屬組織和性能的影響金屬塑性變形分為冷變形和熱變形兩種。金屬塑性變形分為冷變形和熱變形兩種。 一一、冷變形對金屬組織和性能的影響冷變形對金屬組織和性能的影響冷變形是再結(jié)晶溫度以下的變形。冷變形是再結(jié)晶溫度以下的變形。組織變化組織變化 冷變形強化冷變形強化 產(chǎn)生殘留應(yīng)力產(chǎn)生殘留應(yīng)力 塑性變形對金屬組織和性能的影響塑性變形對金屬組織和性能的影響 形成纖維組織形成纖維組織 晶粒和晶粒和金屬中的夾雜物金屬中的夾雜物沿變沿變形方向被壓扁、伸長甚至變成細(xì)條狀。后形方向被壓扁、伸長甚至變成細(xì)條狀。后者形成

7、纖維組織。使材料呈現(xiàn)各向異性。者形成纖維組織。使材料呈現(xiàn)各向異性。 產(chǎn)生加工硬化產(chǎn)生加工硬化 也稱形變強化或冷作硬化。也稱形變強化或冷作硬化。是指隨著金屬的冷變形程度的增加，金屬是指隨著金屬的冷變形程度的增加，金屬的強度和硬度不斷增加而塑性和韌性不斷的強度和硬度不斷增加而塑性和韌性不斷下降的現(xiàn)象。下降的現(xiàn)象。冷變形對金屬組織和性能的影響冷變形對金屬組織和性能的影響塑性變形對金屬組織和性能的影響塑性變形對金屬組織和性能的影響冷變形產(chǎn)品具有尺寸精度高、表面質(zhì)量好、冷變形產(chǎn)品具有尺寸精度高、表面質(zhì)量好、力學(xué)性能好的特點。力學(xué)性能好的特點。 冷沖壓冷沖壓 冷擠壓冷擠壓 冷鐓冷鐓 冷擠壓冷擠壓 冷拉拔冷

8、拉拔 回復(fù)與再結(jié)晶回復(fù)與再結(jié)晶 對冷變形金屬對冷變形金屬的加熱過程。的加熱過程。塑性變形對金屬組織和性能的影響塑性變形對金屬組織和性能的影響 再結(jié)晶過程再結(jié)晶過程 開始產(chǎn)生再結(jié)晶過程的最低溫度。開始產(chǎn)生再結(jié)晶過程的最低溫度。 T再再0.4T熔熔 再結(jié)晶現(xiàn)象再結(jié)晶現(xiàn)象 破碎的破碎的被壓扁、伸長的晶粒被壓扁、伸長的晶粒向均勻細(xì)小的等軸晶粒轉(zhuǎn)化。向均勻細(xì)小的等軸晶粒轉(zhuǎn)化。（無相變（無相變過程）過程） 晶粒長大晶粒長大 過熱的粗晶組織過熱的粗晶組織塑性變形對金屬組織和性能的影響塑性變形對金屬組織和性能的影響金屬塑性變形分為冷變形和熱變形兩種。金屬塑性變形分為冷變形和熱變形兩種。 二二、熱變形對金屬組織

9、和性能的影響熱變形對金屬組織和性能的影響熱變形是再結(jié)晶溫度以上的變形。熱變形是再結(jié)晶溫度以上的變形。改善金屬的組織和性能改善金屬的組織和性能 使金屬性能各向異性使金屬性能各向異性 熱變形對金屬組織和性能的影響熱變形對金屬組織和性能的影響 改善鑄錠中的組織缺陷改善鑄錠中的組織缺陷 氣孔、縮孔被壓實，增加組織的致密度；氣孔、縮孔被壓實，增加組織的致密度； 粗大的柱狀晶變?yōu)榧?xì)小的等軸晶粒；粗大的柱狀晶變?yōu)榧?xì)小的等軸晶粒； 某些合金鋼中大塊的碳化物被打碎。某些合金鋼中大塊的碳化物被打碎。 形成流線組織形成流線組織 塑性雜質(zhì)沿變形方向呈帶狀分布，稱為流塑性雜質(zhì)沿變形方向呈帶狀分布，稱為流線。應(yīng)沿零件輪廓

10、連續(xù)分布。線。應(yīng)沿零件輪廓連續(xù)分布。塑性變形對金屬組織和性能的影響塑性變形對金屬組織和性能的影響鍛造基本知識鍛造基本知識 一、鍛造概述一、鍛造概述 什么叫鍛造？什么叫鍛造？ 鍛造是對金屬坯料施加外力（沖擊力或鍛造是對金屬坯料施加外力（沖擊力或靜壓力）的作用使之產(chǎn)生塑性變形，獲得靜壓力）的作用使之產(chǎn)生塑性變形，獲得所需形狀、尺寸及性能的毛坯的制造方法。所需形狀、尺寸及性能的毛坯的制造方法。 鍛造的類型：自由鍛造、胎模鍛、模型鍛造的類型：自由鍛造、胎模鍛、模型鍛造等。鍛造等。 鍛造生產(chǎn)可優(yōu)化金屬的材質(zhì)，提高金屬鍛造生產(chǎn)可優(yōu)化金屬的材質(zhì)，提高金屬的使用性能。常用于重要零件毛坯的制造。的使用性能。常用

11、于重要零件毛坯的制造。 二、鍛造下料二、鍛造下料 鋼錠和大鋼坯的下料由自由鍛進行，其鋼錠和大鋼坯的下料由自由鍛進行，其它材料的下料工作一般在下料工段完成。它材料的下料工作一般在下料工段完成。 常用的下料方法有鋸切、剪切、冷折、常用的下料方法有鋸切、剪切、冷折、砂輪切割、火焰切割等方法。砂輪切割、火焰切割等方法。 三、金屬的加熱三、金屬的加熱 金屬的鍛造溫度范圍金屬的鍛造溫度范圍 碳素鋼的鍛造溫度范圍如圖碳素鋼的鍛造溫度范圍如圖72所示。所示。從圖中可看出，其鍛造溫度范圍大部分在從圖中可看出，其鍛造溫度范圍大部分在單相奧氏體區(qū)，鍛造性良好。碳素鋼的始單相奧氏體區(qū)，鍛造性良好。碳素鋼的始鍛溫度一般

12、在固相線以下鍛溫度一般在固相線以下200，終鍛溫度，終鍛溫度約為約為800左右。加熱溫度過高，會使鋼件左右。加熱溫度過高，會使鋼件“過燒過燒”；停鍛溫度過低，鋼的鍛造性變；停鍛溫度過低，鋼的鍛造性變差使鍛造困難，且會在鍛件中產(chǎn)生較大的差使鍛造困難，且會在鍛件中產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，甚至使鍛件出現(xiàn)裂紋。內(nèi)應(yīng)力，甚至使鍛件出現(xiàn)裂紋。碳素鋼的鍛造溫度范圍碳素鋼的鍛造溫度范圍 三、金屬的加熱三、金屬的加熱 加熱用的燃料加熱用的燃料 鍛造加熱用的燃料有三種類型，即固體燃鍛造加熱用的燃料有三種類型，即固體燃料（煙煤、焦炭）、液體燃料（重油）和料（煙煤、焦炭）、液體燃料（重油）和氣體燃料（天然氣、發(fā)生爐煤氣）。

13、氣體燃料（天然氣、發(fā)生爐煤氣）。 加熱設(shè)備加熱設(shè)備 金屬的加熱都是在加熱爐中進行的。目前金屬的加熱都是在加熱爐中進行的。目前最常用的鍛造加熱爐有手鍛爐、反射爐、最常用的鍛造加熱爐有手鍛爐、反射爐、重油爐、煤氣爐等，此外還可用電加熱爐。重油爐、煤氣爐等，此外還可用電加熱爐。 三、金屬的加熱三、金屬的加熱 一般中小一般中小型鍛造車型鍛造車間普遍使間普遍使用燃煤反用燃煤反射爐。其射爐。其結(jié)構(gòu)如右結(jié)構(gòu)如右圖所示。圖所示。 三、金屬的加熱三、金屬的加熱 鋼料溫度的目測法鋼料溫度的目測法 鋼加熱到鋼加熱到530以上時，會產(chǎn)生不同的顏以上時，會產(chǎn)生不同的顏色。隨溫度的升高，鋼的顏色由深變淺，色。隨溫度的升高

14、，鋼的顏色由深變淺，亮度則逐漸增強。鋼加熱后的火色與溫度亮度則逐漸增強。鋼加熱后的火色與溫度的對照見下表。的對照見下表。 三、金屬的加熱三、金屬的加熱顏色顏色加熱溫度加熱溫度/顏色顏色加熱溫度加熱溫度/暗褐色暗褐色530 0580580淡紅色淡紅色830 0900900赤褐色赤褐色580 0650650橘黃色橘黃色9000010501050暗紅色暗紅色650 0730730深黃色深黃色10 050 011501150暗櫻紅色暗櫻紅色730 0770770淡黃色淡黃色1150 012501250櫻紅色櫻紅色770 0800800黃白色黃白色1250 013001300亮櫻紅色亮櫻紅色800008

15、30830 鋼加熱后的火色與溫度對照表鋼加熱后的火色與溫度對照表 自由鍛造自由鍛造 自由鍛造是將加熱的金屬坯料置于鍛錘或壓力機自由鍛造是將加熱的金屬坯料置于鍛錘或壓力機的下砧鐵上，對其進行錘擊或靜壓使之產(chǎn)生塑性的下砧鐵上，對其進行錘擊或靜壓使之產(chǎn)生塑性變形獲得所需鍛件的制造方法。變形獲得所需鍛件的制造方法。自由鍛特點及應(yīng)用自由鍛特點及應(yīng)用 自由鍛的適應(yīng)性強，靈活性大，生產(chǎn)周期短，自由鍛的適應(yīng)性強，靈活性大，生產(chǎn)周期短，成本低。缺點是鍛件尺寸精度低，加工余量大，成本低。缺點是鍛件尺寸精度低，加工余量大，金屬材料消耗多，生產(chǎn)率低，勞動強度大、條件金屬材料消耗多，生產(chǎn)率低，勞動強度大、條件差，要求操

16、作者的技術(shù)水平較高。差，要求操作者的技術(shù)水平較高。 自由鍛適合于單件、小批和大型鍛件的生產(chǎn)。自由鍛適合于單件、小批和大型鍛件的生產(chǎn)。自由鍛設(shè)備自由鍛設(shè)備 ）自由鍛常用設(shè)備）自由鍛常用設(shè)備 空氣錘的構(gòu)造和工作原理空氣錘的構(gòu)造和工作原理 空氣錘的構(gòu)造和工作原理如圖空氣錘的構(gòu)造和工作原理如圖7-5所示。所示。 機器自由鍛造所用的設(shè)備有空氣錘、蒸氣機器自由鍛造所用的設(shè)備有空氣錘、蒸氣空氣空氣錘、水壓機等。以空氣錘應(yīng)用最廣泛。錘、水壓機等。以空氣錘應(yīng)用最廣泛。 空氣錘空氣錘 空氣錘是由電動機直接驅(qū)動進行工作的空氣錘是由電動機直接驅(qū)動進行工作的鍛造設(shè)備。動力來源簡便、安裝費用低、錘擊速度快鍛造設(shè)備。動力來

17、源簡便、安裝費用低、錘擊速度快等優(yōu)點，特別適用于中、小型鍛件的自由鍛和胎模鍛。等優(yōu)點，特別適用于中、小型鍛件的自由鍛和胎模鍛。常用空氣錘的基本參數(shù)見下表。常用空氣錘的基本參數(shù)見下表。自由鍛設(shè)備自由鍛設(shè)備 ）自由鍛常用設(shè)備）自由鍛常用設(shè)備 空氣錘基本參數(shù)空氣錘基本參數(shù) 空氣錘空氣錘 空氣錘接通電源后，電動機空氣錘接通電源后，電動機15運轉(zhuǎn)工作，減速器運轉(zhuǎn)工作，減速器14減速，帶動曲柄減速，帶動曲柄13、連桿、連桿12轉(zhuǎn)動，使壓縮活塞轉(zhuǎn)動，使壓縮活塞11在壓縮氣缸在壓縮氣缸10中作上、下往復(fù)運動帶動機器工作。中作上、下往復(fù)運動帶動機器工作。 當(dāng)活塞向上運動時，壓縮氣缸上部的空氣被壓縮，并當(dāng)活塞向上

18、運動時，壓縮氣缸上部的空氣被壓縮，并通過上旋閥通過上旋閥8進入工作氣缸進入工作氣缸7的上部，推動工作活塞的上部，推動工作活塞6、錘桿錘桿5、上砧鐵、上砧鐵4一起（落下部分）向下運動，對放一起（落下部分）向下運動，對放在下砧鐵在下砧鐵3上的鍛坯進行錘擊；當(dāng)壓縮活塞向下運動上的鍛坯進行錘擊；當(dāng)壓縮活塞向下運動時，壓縮空氣經(jīng)由下旋閥時，壓縮空氣經(jīng)由下旋閥9進入工作氣缸下部，推動進入工作氣缸下部，推動工作活塞連同錘桿、上砧鐵一起向上運動。工作活塞連同錘桿、上砧鐵一起向上運動。）自由鍛常用設(shè)備）自由鍛常用設(shè)備 空氣錘的操作方法空氣錘的操作方法通過腳踏桿（或手柄）控制上、下旋閥，可實現(xiàn)空氣通過腳踏桿（或手

19、柄）控制上、下旋閥，可實現(xiàn)空氣錘的五種動作：空行程、懸空（懸錘）、壓緊、連打、錘的五種動作：空行程、懸空（懸錘）、壓緊、連打、單打，單打， 蒸氣蒸氣空氣自由鍛錘空氣自由鍛錘 利用利用0.70.9MPa的蒸氣或的蒸氣或0.60.8MPa的壓縮空的壓縮空氣為動力進行工作的鍛造設(shè)備。必須配備蒸氣鍋爐或氣為動力進行工作的鍛造設(shè)備。必須配備蒸氣鍋爐或空氣壓縮機及其管道，產(chǎn)生及輸送動力。其落下部分空氣壓縮機及其管道，產(chǎn)生及輸送動力。其落下部分的質(zhì)量（噸位）一般為的質(zhì)量（噸位）一般為15t，適合鍛造中型和較大，適合鍛造中型和較大型鍛件。型鍛件。 蒸氣蒸氣空氣自由鍛錘空氣自由鍛錘 常用的是雙柱拱式蒸氣常用的是

20、雙柱拱式蒸氣空氣錘，如圖空氣錘，如圖77所示。所示。它是由機架、氣缸、落下部分、配氣操縱機構(gòu)及砧座它是由機架、氣缸、落下部分、配氣操縱機構(gòu)及砧座等部分組成。它的工作原理是：高壓氣體從進氣管等部分組成。它的工作原理是：高壓氣體從進氣管12進入，經(jīng)過節(jié)氣閥進入，經(jīng)過節(jié)氣閥13、滑閥、滑閥11中間的細(xì)頸部分與中間的細(xì)頸部分與閥套壁所形成的氣道，由上氣道閥套壁所形成的氣道，由上氣道10進入氣缸進入氣缸9的上部，的上部，作用在活塞作用在活塞8的頂面上，推動活塞、錘桿的頂面上，推動活塞、錘桿7、錘頭、錘頭6及及上砧上砧5一起（落下部分）向下運動，對工件進行打擊。一起（落下部分）向下運動，對工件進行打擊。

21、蒸氣蒸氣空氣自由鍛錘空氣自由鍛錘同時，活塞下部氣體經(jīng)下氣道同時，活塞下部氣體經(jīng)下氣道15從排氣管從排氣管14排出。排出。利用操縱桿操作氣閥控制高壓氣體進入工作缸的方向利用操縱桿操作氣閥控制高壓氣體進入工作缸的方向和進氣量，可以實現(xiàn)懸錘、壓緊、單打或不同能量的和進氣量，可以實現(xiàn)懸錘、壓緊、單打或不同能量的連打。當(dāng)錘頭提升到最高位置后，將操作手柄壓到下連打。當(dāng)錘頭提升到最高位置后，將操作手柄壓到下極限位置，便可獲得最大的打擊能量；操作手柄扳動極限位置，便可獲得最大的打擊能量；操作手柄扳動幅度小，錘頭提升高度小，打擊能量便小。幅度小，錘頭提升高度小，打擊能量便小。 水壓機水壓機 以高壓水泵所產(chǎn)生的高

22、壓水（壓力是以高壓水泵所產(chǎn)生的高壓水（壓力是320MPa）為動力進行工作的自由鍛造設(shè)備。水壓機產(chǎn)生靜壓力為動力進行工作的自由鍛造設(shè)備。水壓機產(chǎn)生靜壓力使金屬變形。其能力（噸位）的大小是用其產(chǎn)生的使金屬變形。其能力（噸位）的大小是用其產(chǎn)生的最最大壓力大壓力（即公稱壓力）來表示的，常用的小到幾千（即公稱壓力）來表示的，常用的小到幾千KN,大到大到125000KN。適合大鍛件的鍛造，可完成重。適合大鍛件的鍛造，可完成重達達300 t鍛件的鍛造任務(wù)，是巨型鍛件成型的唯一生鍛件的鍛造任務(wù)，是巨型鍛件成型的唯一生產(chǎn)設(shè)備。產(chǎn)設(shè)備。自由鍛設(shè)備自由鍛設(shè)備 ）自由鍛常用設(shè)備）自由鍛常用設(shè)備 蒸汽蒸汽空氣錘空氣錘

23、利用一定利用一定蒸汽或壓縮空蒸汽或壓縮空氣推動鍛錘進氣推動鍛錘進行工作。行工作。常用常用噸位為噸位為1 15 5噸，噸，用于鍛造中型用于鍛造中型鍛件，是模鍛鍛件，是模鍛的主要設(shè)備。的主要設(shè)備。自由鍛設(shè)備自由鍛設(shè)備 ）自由鍛常用設(shè)備）自由鍛常用設(shè)備 空氣錘空氣錘 利用壓縮空利用壓縮空氣推動鍛錘進氣推動鍛錘進行工作。行工作。以落以落下部分質(zhì)量來下部分質(zhì)量來表示鍛造能力；表示鍛造能力；常用噸位為常用噸位為6565750750千克，千克，用于鍛造小型用于鍛造小型鍛件。鍛件。自由鍛設(shè)備自由鍛設(shè)備 ）自由鍛常用設(shè)備）自由鍛常用設(shè)備 液壓機液壓機 利用高壓為利用高壓為動力進行工作。動力進行工作?？快o壓力工作

24、。靠靜壓力工作。常用噸位為常用噸位為51505150噸，用于噸，用于鍛造大型鍛件，鍛造大型鍛件，是大型鍛件的是大型鍛件的唯一設(shè)備。唯一設(shè)備。2 2）自由鍛常用工具）自由鍛常用工具 2 2）自由鍛常用工具）自由鍛常用工具 2 2）自由鍛常用工具）自由鍛常用工具 自由鍛工序自由鍛工序 自由鍛工序分為基本工序、輔助工序和精整工序。自由鍛工序分為基本工序、輔助工序和精整工序?；竟ば蚧竟ば?包括鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、切割等。包括鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、切割等。輔助工序輔助工序包括壓鉗口、倒棱、壓肩等；包括壓鉗口、倒棱、壓肩等；精整工序精整工序是對已成形的鍛件表面進行平整，清除毛刺、校直彎曲、是對已

25、成形的鍛件表面進行平整，清除毛刺、校直彎曲、修整鼓形等。修整鼓形等。 自由鍛工序自由鍛工序 自由鍛工序分為基本工序、輔助工序和精整工序。自由鍛工序分為基本工序、輔助工序和精整工序?；竟ば蚧竟ば?包括鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、切割等，見表包括鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、切割等，見表12121 1；輔助工序輔助工序包括壓鉗口、倒棱、壓肩等；包括壓鉗口、倒棱、壓肩等；精整工序精整工序是對已成形的鍛件表面進行平整，清除毛刺、校直彎曲、是對已成形的鍛件表面進行平整，清除毛刺、校直彎曲、修整鼓形等。修整鼓形等。 自由鍛工序自由鍛工序 基本工序基本工序 鐓粗鐓粗 鐓粗鐓粗是減小坯料高是減小坯料高度而增大其橫度

26、而增大其橫截面積的工序。截面積的工序。有完全鐓粗和有完全鐓粗和局部鐓粗之分。局部鐓粗之分。如圖所示。如圖所示。 自由鍛工序自由鍛工序 基本工序基本工序 鐓粗鐓粗 鐓粗常用來鍛造齒輪坯、凸輪、圓盤形鍛件。鐓粗常用來鍛造齒輪坯、凸輪、圓盤形鍛件。自由鍛工序自由鍛工序 基本工序基本工序 拔長拔長 拔長是使坯料的橫截面積減小，長度增加的拔長是使坯料的橫截面積減小，長度增加的工序。拔長時，坯料沿軸向送進，且進行翻轉(zhuǎn)，連工序。拔長時，坯料沿軸向送進，且進行翻轉(zhuǎn)，連續(xù)鍛打成形。拔長的類型有整體拔長、局部拔長、續(xù)鍛打成形。拔長的類型有整體拔長、局部拔長、帶芯軸的拔長，見圖。帶芯軸的拔長，見圖。拔長常用于軸類、

27、拉桿、連桿等桿類鍛件的鍛造。拔長常用于軸類、拉桿、連桿等桿類鍛件的鍛造。是自由鍛造生產(chǎn)應(yīng)用最多的一種工序。是自由鍛造生產(chǎn)應(yīng)用最多的一種工序。自由鍛工序自由鍛工序 基本工序基本工序 拔長拔長 圓截面坯料拔長成直徑較小的鍛件時，須先圓截面坯料拔長成直徑較小的鍛件時，須先將坯料打成方形截面再拔長，直到接近鍛件的直徑將坯料打成方形截面再拔長，直到接近鍛件的直徑時，再鍛成八角形，最后滾打成圓形。如圖所示。時，再鍛成八角形，最后滾打成圓形。如圖所示。自由鍛工序自由鍛工序 基本工序基本工序 沖孔沖孔 沖孔是利用沖子在坯料上沖出通孔或不通孔沖孔是利用沖子在坯料上沖出通孔或不通孔的鍛造工序。當(dāng)沖孔直徑小于的鍛造

28、工序。當(dāng)沖孔直徑小于400500時，一般時，一般采用實心沖子沖孔；當(dāng)鍛件高度采用實心沖子沖孔；當(dāng)鍛件高度H與外徑與外徑D之比小于之比小于0.125時（薄餅形鍛件），采用墊環(huán)上沖孔（又稱漏時（薄餅形鍛件），采用墊環(huán)上沖孔（又稱漏孔），所用孔），所用墊環(huán)孔徑墊環(huán)孔徑應(yīng)比應(yīng)比沖子直徑大沖子直徑大1015；當(dāng)；當(dāng)沖孔直徑大于沖孔直徑大于400500時，一般采用空心沖子沖時，一般采用空心沖子沖孔，所用漏盤孔徑應(yīng)比空心沖子外徑大孔，所用漏盤孔徑應(yīng)比空心沖子外徑大3050。如圖所示。如圖所示。自由鍛工序自由鍛工序 基本工序基本工序 沖孔沖孔自由鍛工序自由鍛工序 基本工序基本工序 沖孔沖孔 雙面沖孔時，先將沖

29、子沖深至坯料厚度的雙面沖孔時，先將沖子沖深至坯料厚度的2/33/4處，取出沖子，翻轉(zhuǎn)工件后，再將孔沖透；較薄工件的單處，取出沖子，翻轉(zhuǎn)工件后，再將孔沖透；較薄工件的單面沖孔時，應(yīng)將沖子大頭朝下，對正沖出透孔。面沖孔時，應(yīng)將沖子大頭朝下，對正沖出透孔。 自由鍛工序自由鍛工序 基本工序基本工序 沖孔沖孔 沖孔常用于齒輪、套筒、圓環(huán)等空心鍛件的鍛造。沖孔常用于齒輪、套筒、圓環(huán)等空心鍛件的鍛造。自由鍛工序自由鍛工序 基本工序基本工序 切割切割 切割是分離坯料的工序。常用于料頭的切除，切割是分離坯料的工序。常用于料頭的切除，或用于鋼錠冒口的切除?；蛴糜阡撳V冒口的切除。 切割分單面切割、雙面切割、四面切割

30、等，見圖。切割分單面切割、雙面切割、四面切割等，見圖。 單面切割法用于切割較小截面的矩形坯料。雙面單面切割法用于切割較小截面的矩形坯料。雙面切割、四面切割法用于較大截面的矩形坯料的分離。切割、四面切割法用于較大截面的矩形坯料的分離。自由鍛工序自由鍛工序 基本工序基本工序 切割切割自由鍛工序自由鍛工序 基本工序基本工序 切割切割 圓形截面圓形截面坯料的切割是坯料的切割是用了帶凹槽的用了帶凹槽的剁墊（置于下剁墊（置于下砧鐵上），邊砧鐵上），邊切割邊旋轉(zhuǎn)坯切割邊旋轉(zhuǎn)坯料，直至切斷，料，直至切斷，見圖。見圖。自由鍛工序自由鍛工序 基本工序基本工序 彎曲彎曲 彎曲是將坯料的形狀彎成所規(guī)定的外形的工彎曲是

31、將坯料的形狀彎成所規(guī)定的外形的工序。序。彎曲常用于角尺、彎板、吊鉤、鏈環(huán)等鍛件的鍛造。彎曲常用于角尺、彎板、吊鉤、鏈環(huán)等鍛件的鍛造。自由鍛工序自由鍛工序 基本工序基本工序 扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn) 扭轉(zhuǎn)是使坯料的一部分相對另一部分繞著軸扭轉(zhuǎn)是使坯料的一部分相對另一部分繞著軸心線旋轉(zhuǎn)一定角度的工序。心線旋轉(zhuǎn)一定角度的工序。 扭轉(zhuǎn)用于鍛造曲軸或校正鍛件。扭轉(zhuǎn)用于鍛造曲軸或校正鍛件。 對小型坯料的扭轉(zhuǎn)角度不大時，可用大錘打擊進行對小型坯料的扭轉(zhuǎn)角度不大時，可用大錘打擊進行扭轉(zhuǎn)，見圖扭轉(zhuǎn)，見圖； 對大型坯料扭轉(zhuǎn)時，采用吊車吊動帶有活動長柄的對大型坯料扭轉(zhuǎn)時，采用吊車吊動帶有活動長柄的夾叉進行扭轉(zhuǎn)。夾叉進行扭轉(zhuǎn)。自由鍛

32、工序自由鍛工序 基本工序基本工序 扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)自由鍛工序自由鍛工序 基本工序基本工序 錯移錯移 錯移是將坯料的一部分相對于另一部分平移錯移是將坯料的一部分相對于另一部分平移一定距離而錯移開的工序。主要用于曲軸類鍛件的一定距離而錯移開的工序。主要用于曲軸類鍛件的鍛造。其操作過程見圖。鍛造。其操作過程見圖。自由鍛工序自由鍛工序 基本工序基本工序 擴孔擴孔 擴孔是將帶孔鍛件的孔徑擴大的工序。有沖擴孔是將帶孔鍛件的孔徑擴大的工序。有沖子擴孔：預(yù)先在坯料上沖出較小孔，然后用直徑較大子擴孔：預(yù)先在坯料上沖出較小孔，然后用直徑較大的沖子逐步將孔徑擴大到所需尺寸，見圖；馬杠擴孔的沖子逐步將孔徑擴大到所需尺寸，見圖

33、；馬杠擴孔（或叫芯棒擴孔），此法用于擴孔量大的薄壁環(huán)形鍛（或叫芯棒擴孔），此法用于擴孔量大的薄壁環(huán)形鍛件的鍛造。件的鍛造。 。 自由鍛工序自由鍛工序 基本工序基本工序 擴孔擴孔自由鍛工序自由鍛工序 基本工序基本工序 自由鍛的輔助和修整工序自由鍛的輔助和修整工序 見表所示。見表所示。 模模 鍛鍛 模鍛：模鍛：是在高強度金屬鍛模上預(yù)先制出于鍛件形是在高強度金屬鍛模上預(yù)先制出于鍛件形狀一致的模膛，使坯料在模膛內(nèi)受壓變形，由于狀一致的模膛，使坯料在模膛內(nèi)受壓變形，由于模膛對金屬坯料流動的限制，因而鍛造終了時能模膛對金屬坯料流動的限制，因而鍛造終了時能得到和模膛形狀相符的鍛件。得到和模膛形狀相符的鍛件。

34、模鍛與自由鍛相比，具有以下模鍛與自由鍛相比，具有以下特點特點： 生產(chǎn)率高、易于機械化，可成批大量生產(chǎn)；生產(chǎn)率高、易于機械化，可成批大量生產(chǎn)； 鍛件尺寸精度高、表面粗糙度值小，可以減鍛件尺寸精度高、表面粗糙度值小，可以減少機械加工余量和余塊的數(shù)量，節(jié)省金屬材料和少機械加工余量和余塊的數(shù)量，節(jié)省金屬材料和加工工時。加工工時。模鍛與自由鍛相比，具有以下特點：模鍛與自由鍛相比，具有以下特點：但與自由鍛相比較但與自由鍛相比較, 模鍛時金屬坯料的熱變形完模鍛時金屬坯料的熱變形完全是在模具的模膛內(nèi)進行的。通過鍛模對坯料整全是在模具的模膛內(nèi)進行的。通過鍛模對坯料整體鍛打成形，需要的變形力較大，故需要能力較體鍛

35、打成形，需要的變形力較大，故需要能力較大的專用設(shè)備且模具模具費用昂貴。但它可鍛造大的專用設(shè)備且模具模具費用昂貴。但它可鍛造形狀復(fù)雜的鍛件形狀復(fù)雜的鍛件, 因此，模鍛適用于因此，模鍛適用于150以下以下的中、小型鍛件的大批量生產(chǎn)。的中、小型鍛件的大批量生產(chǎn)。 分類：分類： 按設(shè)備類型模鍛可分為錘上模鍛、胎模鍛、壓按設(shè)備類型模鍛可分為錘上模鍛、胎模鍛、壓力機上模鍛等。力機上模鍛等。一、錘上模鍛一、錘上模鍛 錘上模鍛錘上模鍛使用的主要設(shè)備是蒸汽使用的主要設(shè)備是蒸汽空氣空氣模鍛錘，其結(jié)構(gòu)和工作原理與是蒸汽模鍛錘，其結(jié)構(gòu)和工作原理與是蒸汽空氣空氣自由鍛錘相似。由于模鍛錘受力大，所以要自由鍛錘相似。由于模

36、鍛錘受力大，所以要求設(shè)備的剛性好，導(dǎo)向精度高，因此砧座與求設(shè)備的剛性好，導(dǎo)向精度高，因此砧座與機架連成一個整體，形成封閉結(jié)構(gòu)；錘頭與機架連成一個整體，形成封閉結(jié)構(gòu)；錘頭與導(dǎo)軌之間的配合間隙小，錘頭運動精確，能導(dǎo)軌之間的配合間隙小，錘頭運動精確，能保證工作時鍛模的上、下模合模準(zhǔn)確。模鍛保證工作時鍛模的上、下模合模準(zhǔn)確。模鍛錘噸位是鍛錘落下部分的質(zhì)量，為錘噸位是鍛錘落下部分的質(zhì)量，為116t，鍛件質(zhì)量鍛件質(zhì)量0.5150。蒸汽空氣模鍛錘蒸汽空氣模鍛錘一、錘上模鍛一、錘上模鍛 形狀簡單的鍛件可在單模膛內(nèi)鍛造成形，形狀簡單的鍛件可在單模膛內(nèi)鍛造成形，稱稱單模單模膛膛模鍛模鍛，見圖；復(fù)雜的鍛件，必須在見

37、圖；復(fù)雜的鍛件，必須在幾個模幾個模膛膛內(nèi)鍛造后才能成形，稱內(nèi)鍛造后才能成形，稱多模多模膛膛模鍛模鍛，見圖見圖 。一、錘上模鍛一、錘上模鍛 單模膛鍛造單模膛鍛造一、錘上模鍛一、錘上模鍛 一、錘上模鍛一、錘上模鍛 單模膛鍛模單模膛鍛模 鍛模由上、下鍛模由上、下模組成。上模和模組成。上模和下模分別安裝在下模分別安裝在錘頭下端和模座錘頭下端和模座上的燕尾槽內(nèi)，上的燕尾槽內(nèi)，用楔鐵緊固。上、用楔鐵緊固。上、下模合在一起，下模合在一起，形成完整的模膛。形成完整的模膛。根據(jù)模膛功用不根據(jù)模膛功用不同，分為模鍛模同，分為模鍛模膛和制坯模膛。膛和制坯模膛。1. 1. 模鍛模膛模鍛模膛 模鍛模膛又可分為預(yù)鍛模膛和

38、終鍛模鍛模膛又可分為預(yù)鍛模膛和終鍛模膛。模膛。預(yù)鍛模膛預(yù)鍛模膛 為了改善終鍛時金屬的流動條件，為了改善終鍛時金屬的流動條件，避免產(chǎn)生充填不滿和折迭，使鍛坯最終成形前避免產(chǎn)生充填不滿和折迭，使鍛坯最終成形前獲獲得接近終鍛形狀得接近終鍛形狀的模膛，它可提高終鍛模膛的壽的模膛，它可提高終鍛模膛的壽命。其結(jié)構(gòu)比終鍛模膛高度大、寬度小、無飛邊命。其結(jié)構(gòu)比終鍛模膛高度大、寬度小、無飛邊槽，模鍛斜度和圓角大。槽，模鍛斜度和圓角大。 終鍛模膛終鍛模膛 模鍛時模鍛時最后成形最后成形用的模膛，與熱鍛用的模膛，與熱鍛件圖上相應(yīng)部分的形狀、尺寸一致。模膛周圍設(shè)件圖上相應(yīng)部分的形狀、尺寸一致。模膛周圍設(shè)飛邊槽飛邊槽，通

39、孔鍛件需留，通孔鍛件需留沖孔連皮沖孔連皮。 制坯模膛制坯模膛 用以初步改變毛坯形狀、合理分配金屬，用以初步改變毛坯形狀、合理分配金屬，以適應(yīng)鍛件橫截面積和形狀的要求，使金屬能更好地以適應(yīng)鍛件橫截面積和形狀的要求，使金屬能更好地充滿模鍛模膛的工序稱為制坯工序。充滿模鍛模膛的工序稱為制坯工序。制坯模膛制坯模膛拔長模膛拔長模膛 作用是減少坯料某部分的橫截面面作用是減少坯料某部分的橫截面面積，增加該部分的長度，當(dāng)模鍛件沿軸向各橫截積，增加該部分的長度，當(dāng)模鍛件沿軸向各橫截面積相差較大時，采用拔長模膛。面積相差較大時，采用拔長模膛。滾壓模膛滾壓模膛 其作用是減小坯料某部分橫截面積，其作用是減小坯料某部分

40、橫截面積，增大另一部分的橫截面積。當(dāng)模鍛件沿軸線的各增大另一部分的橫截面積。當(dāng)模鍛件沿軸線的各橫截面面積相差不很大時或作修整拔長后的毛坯橫截面面積相差不很大時或作修整拔長后的毛坯時，采用滾壓模膛。時，采用滾壓模膛。彎曲模膛彎曲模膛 其作用是彎曲桿類模鍛件的坯料其作用是彎曲桿類模鍛件的坯料切斷模膛切斷模膛 其作用是切斷金屬。單件鍛造時，其作用是切斷金屬。單件鍛造時，用它從坯料上切下鍛件或從鍛件上切下鉗口，多用它從坯料上切下鍛件或從鍛件上切下鉗口，多件鍛造時，用它來分離成單個件。件鍛造時，用它來分離成單個件。 胎模鍛是介于自由鍛與模鍛之間的鍛造方法。胎模鍛是介于自由鍛與模鍛之間的鍛造方法。 胎模鍛

41、是在自由鍛設(shè)備上使用胎模鍛是在自由鍛設(shè)備上使用可移動模具可移動模具生產(chǎn)模生產(chǎn)模鍛件的一種鍛造方法。所用模具稱為鍛件的一種鍛造方法。所用模具稱為胎膜胎膜。 胎模鍛一般先用自由鍛制坯，再在胎膜中最后成胎模鍛一般先用自由鍛制坯，再在胎膜中最后成形形 。 與自由鍛相比，胎模鍛生產(chǎn)率和鍛件尺寸精度高、與自由鍛相比，胎模鍛生產(chǎn)率和鍛件尺寸精度高、表面粗糙度值小、節(jié)省金屬材料、鍛件成本低。表面粗糙度值小、節(jié)省金屬材料、鍛件成本低。 與模鍛相比，胎模制造簡單，成本低，使用方便；與模鍛相比，胎模制造簡單，成本低，使用方便；但所需鍛錘規(guī)格和操作者勞動強度大，生產(chǎn)率和鍛但所需鍛錘規(guī)格和操作者勞動強度大，生產(chǎn)率和鍛件

42、尺寸精度不如錘上模鍛高。件尺寸精度不如錘上模鍛高。二、胎模鍛二、胎模鍛 胎模的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用胎模的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用 胎膜不固定在錘頭和砧座上，需要時放在下砧鐵胎膜不固定在錘頭和砧座上，需要時放在下砧鐵上。按其結(jié)構(gòu)可大致分為上。按其結(jié)構(gòu)可大致分為扣?？勰?、合模合模和和套筒模套筒模三種主三種主要類型。要類型。 扣?？勰?用來對坯料進行全部或局部扣用來對坯料進行全部或局部扣形，主要生產(chǎn)桿狀非回轉(zhuǎn)體鍛件形，主要生產(chǎn)桿狀非回轉(zhuǎn)體鍛件套筒模套筒模 鍛模成套筒形，主要用于鍛鍛模成套筒形，主要用于鍛造齒輪、法蘭盤等回轉(zhuǎn)體鍛件造齒輪、法蘭盤等回轉(zhuǎn)體鍛件 扣?？勰Ｌ淄材Ｌ淄材Ｌツ５慕Y(jié)構(gòu)及應(yīng)用胎模的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用 合模合模 通常

43、由上模和下模兩部分組成。為了使上下模通常由上模和下模兩部分組成。為了使上下模吻合及不使鍛件產(chǎn)生錯移，經(jīng)常用導(dǎo)柱等定位。吻合及不使鍛件產(chǎn)生錯移，經(jīng)常用導(dǎo)柱等定位。合模多用于生產(chǎn)合模多用于生產(chǎn)形狀較復(fù)雜形狀較復(fù)雜的的非回轉(zhuǎn)體非回轉(zhuǎn)體鍛件，如鍛件，如連桿、叉形件等鍛件。連桿、叉形件等鍛件。 合模合模下圖為分模面上下圖為分模面上胎模鍛適合小型鍛件的中、小批量的鍛造生產(chǎn)。胎模鍛適合小型鍛件的中、小批量的鍛造生產(chǎn)。二、自由鍛工藝規(guī)程的制訂二、自由鍛工藝規(guī)程的制訂 工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的基本技術(shù)文件。工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的基本技術(shù)文件。編制自由鍛工編制自由鍛工藝規(guī)程應(yīng)遵循藝規(guī)程應(yīng)遵循設(shè)計自由鍛零件時，必須考慮鍛

44、設(shè)計自由鍛零件時，必須考慮鍛造工藝是否方便、經(jīng)濟和可能；造工藝是否方便、經(jīng)濟和可能；零件的形狀應(yīng)盡量簡單和規(guī)則。零件的形狀應(yīng)盡量簡單和規(guī)則。（零件的結(jié)構(gòu)不合理，將使鍛造（零件的結(jié)構(gòu)不合理，將使鍛造操作困難，降低生產(chǎn)率和造成金操作困難，降低生產(chǎn)率和造成金屬的浪費）屬的浪費） 自由鍛的工藝規(guī)程自由鍛的工藝規(guī)程主要有以下內(nèi)容主要有以下內(nèi)容 繪制鍛件圖繪制鍛件圖坯料質(zhì)量和尺寸的計算坯料質(zhì)量和尺寸的計算選擇鍛造工序選擇鍛造工序 選擇鍛造設(shè)備選擇鍛造設(shè)備選擇坯料加熱、鍛件冷卻和熱選擇坯料加熱、鍛件冷卻和熱處理方法處理方法繪制鍛件圖繪制鍛件圖鍛件圖是根據(jù)零件圖繪制的。自由鍛件的鍛件圖是在零件圖的鍛件圖是根據(jù)

45、零件圖繪制的。自由鍛件的鍛件圖是在零件圖的基礎(chǔ)上考慮了工藝余塊、加工余量、鍛造公差等之后繪制的圖。基礎(chǔ)上考慮了工藝余塊、加工余量、鍛造公差等之后繪制的圖。模鍛件的鍛件圖還應(yīng)考慮分模面的選擇、模鍛斜度和圓角半徑模鍛件的鍛件圖還應(yīng)考慮分模面的選擇、模鍛斜度和圓角半徑等。等。鍛件圖的繪制方法如下：鍛件圖的繪制方法如下： 1 1）鍛件的形狀用粗實線，同時用假想線（雙點劃線）描繪出零）鍛件的形狀用粗實線，同時用假想線（雙點劃線）描繪出零件的形狀。件的形狀。 2 2）鍛件的尺寸和公差標(biāo)注在尺寸線的上面，零件的尺寸和公差）鍛件的尺寸和公差標(biāo)注在尺寸線的上面，零件的尺寸和公差用括號標(biāo)注在尺寸線的下面或側(cè)面。用

46、括號標(biāo)注在尺寸線的下面或側(cè)面。3 3）繪制鍛件圖應(yīng)考慮工藝余塊）繪制鍛件圖應(yīng)考慮工藝余塊、加工余量加工余量、鍛件公差等因素。鍛件公差等因素。自由鍛的工藝規(guī)程自由鍛的工藝規(guī)程主要有以下內(nèi)容主要有以下內(nèi)容 繪制鍛件圖繪制鍛件圖坯料質(zhì)量和尺寸的計算坯料質(zhì)量和尺寸的計算選擇鍛造工序選擇鍛造工序 選擇鍛造設(shè)備選擇鍛造設(shè)備選擇坯料加熱、鍛件冷卻和熱選擇坯料加熱、鍛件冷卻和熱處理方法處理方法工藝余塊工藝余塊 為簡化自由鍛件外形，便于鍛造而為簡化自由鍛件外形，便于鍛造而增加的那部分金屬。多用于零件上的小孔臺階和凹增加的那部分金屬。多用于零件上的小孔臺階和凹檔等難以鍛出的部位。檔等難以鍛出的部位。附錄附錄2附表

47、附表2-1臺階和凹臺階和凹檔鍛出條件檔鍛出條件 加工余量加工余量 自由鍛件尺寸精度低，表面質(zhì)自由鍛件尺寸精度低，表面質(zhì)量較差，在零件的加工表面上增加的供切削量較差，在零件的加工表面上增加的供切削加工用的金屬層。加工用的金屬層。鍛件公差鍛件公差 鍛件實際尺寸鍛件實際尺寸（鍛造尺寸）（鍛造尺寸）相對于鍛件公稱尺寸（零件基本尺寸加相對于鍛件公稱尺寸（零件基本尺寸加工余量）所允許的變動量。通常為加工余工余量）所允許的變動量。通常為加工余量的量的1/41/3。鍛件的鍛件的加工余量及公差加工余量及公差值可查閱值可查閱GB/T15826.1GB/T15826.19 919951995錘上鋼質(zhì)自由鍛件機械加工

48、余量錘上鋼質(zhì)自由鍛件機械加工余量與公差。部分鋼質(zhì)臺階軸類自由鍛件的機械與公差。部分鋼質(zhì)臺階軸類自由鍛件的機械加工余量與公差（鍛件精度為加工余量與公差（鍛件精度為F F級）見表級）見表12-212-2（教材（教材p.249）。工藝資料。工藝資料附表附表2-3 。 計算坯料質(zhì)量與尺寸計算坯料質(zhì)量與尺寸 1 1）坯料的質(zhì)量）坯料的質(zhì)量為鍛件的重量與鍛造時各種金屬損耗的重量為鍛件的重量與鍛造時各種金屬損耗的重量之和，可按下式進行計算：之和，可按下式進行計算：m m坯坯=m=m鍛鍛+m+m燒燒+m+m芯芯+m+m切切 式中式中 m m坯坯-坯料重量；坯料重量； m m鍛鍛-鍛件重量；鍛件重量； m m燒

49、燒-加熱時坯料表面氧化燒損的重量，第一次取加熱加熱時坯料表面氧化燒損的重量，第一次取加熱金屬質(zhì)量的金屬質(zhì)量的2%2%3%3%，以后各次加熱取，以后各次加熱取1.5%1.5%2%2%； m m芯芯-沖孔時的芯料重量；沖孔時的芯料重量； 計算坯料質(zhì)量與尺寸計算坯料質(zhì)量與尺寸 m m切切修切鍛件端部料頭的質(zhì)量。用鋼材作坯料時，可修切鍛件端部料頭的質(zhì)量。用鋼材作坯料時，可按被加熱金屬質(zhì)量的按被加熱金屬質(zhì)量的2%2%4%4%計算。計算。 2 2）坯料的尺寸）坯料的尺寸 與坯料的種類和鍛造工序有關(guān)，即應(yīng)充分考與坯料的種類和鍛造工序有關(guān)，即應(yīng)充分考慮鍛造比。慮鍛造比。 鍛造比鍛造比是鍛造時金屬變形程度的一種

50、表示方法。通常用是鍛造時金屬變形程度的一種表示方法。通常用變形前后的截面積比變形前后的截面積比、長度比或高度比長度比或高度比Y Y表示。表示。 拔長拔長時的時的鍛造比鍛造比 Y=AY=A0 0/A=L/L/A=L/L0 0 鐓粗鐓粗時的時的鍛造比鍛造比 Y=A/AY=A/A0 0=H=H0 0/H/H 以鋼錠為坯料，以鋼錠為坯料，鐓粗鐓粗鍛造比鍛造比一般取一般取Y=2Y=22.5 2.5 ；拔拔長長鍛造比鍛造比一般取一般取Y=2.5Y=2.53 3。以型材為坯料時，因型材。以型材為坯料時，因型材在軋制過程中內(nèi)部組織和力學(xué)性能都得到了不同程度在軋制過程中內(nèi)部組織和力學(xué)性能都得到了不同程度的改善，

51、的改善，鍛造比鍛造比可取可取Y=1.1Y=1.11.5 1.5 。鍛造高合金鋼或特。鍛造高合金鋼或特殊性能鋼時，為使碳化物彌散和細(xì)化，可采用較大的殊性能鋼時，為使碳化物彌散和細(xì)化，可采用較大的鍛造比，鍛造比，如高速鋼可取如高速鋼可取Y=5Y=51010。 教材教材P.250P.250表表12-312-3列出了第一鍛造工序分別為列出了第一鍛造工序分別為鐓粗鐓粗時坯料體積時坯料體積V V坯坯的計算式以及的計算式以及拔長拔長時坯料橫截面積時坯料橫截面積A A坯坯的計算式。的計算式。 教材教材P.250P.250表表12-312-3列出了第一鍛造工序分別為列出了第一鍛造工序分別為鐓粗鐓粗時坯料體時坯料

52、體積積V V坯坯的計算式以及的計算式以及拔長拔長時坯料橫截面積時坯料橫截面積A A坯坯的計算式。的計算式。確定鍛造工序確定鍛造工序通常，自由鍛件的成形過程是由一系列鍛造工序組合而成通常，自由鍛件的成形過程是由一系列鍛造工序組合而成的，工序的選擇主要是根據(jù)鍛件的形狀和工序的特點來確定的，工序的選擇主要是根據(jù)鍛件的形狀和工序的特點來確定（表（表12-412-4）。）。 1 1）盤類）盤類、圓環(huán)類鍛件圓環(huán)類鍛件 包括各種圓盤、葉輪、齒輪、模塊包括各種圓盤、葉輪、齒輪、模塊等，其特點是橫向尺寸大于高度尺寸，或者二者相近。鍛造基等，其特點是橫向尺寸大于高度尺寸，或者二者相近。鍛造基本工序是鐓粗，其中帶孔

53、件需沖孔。本工序是鐓粗，其中帶孔件需沖孔。 2 2）空心類鍛件）空心類鍛件 包括各種圓環(huán)、齒圈、軸承環(huán)和各種圓筒、包括各種圓環(huán)、齒圈、軸承環(huán)和各種圓筒、缸體、空心軸等，鍛造空心件的基本工序有鐓粗、沖孔、馬杠缸體、空心軸等，鍛造空心件的基本工序有鐓粗、沖孔、馬杠擴孔、芯棒拔長等。擴孔、芯棒拔長等。確定鍛造工序確定鍛造工序3 3）軸桿類鍛件）軸桿類鍛件 包括各種圓形截面實心軸，如傳動軸、軋包括各種圓形截面實心軸，如傳動軸、軋輥、立柱、拉桿等，還有矩形方形、工字形截面的桿件如搖桿、輥、立柱、拉桿等，還有矩形方形、工字形截面的桿件如搖桿、杠桿、推桿、連桿等，鍛造軸桿件的基本工序是拔長，但對于杠桿、推桿

54、、連桿等，鍛造軸桿件的基本工序是拔長，但對于截面尺寸相差大的鑄件，為滿足鍛造比的要求，則需采取鐓粗截面尺寸相差大的鑄件，為滿足鍛造比的要求，則需采取鐓粗一拔長工序。一拔長工序。 4 4）曲軸類鍛件）曲軸類鍛件 包括單拐和多拐的各種曲軸，目前鍛造曲包括單拐和多拐的各種曲軸，目前鍛造曲軸的工藝有自由鍛、模鍛、全流線擠壓鍛等。其中自由鍛的力軸的工藝有自由鍛、模鍛、全流線擠壓鍛等。其中自由鍛的力學(xué)性能差，加工余量大，只在單件或小批生產(chǎn)中應(yīng)用。其基本學(xué)性能差，加工余量大，只在單件或小批生產(chǎn)中應(yīng)用。其基本工序有拔長、錯移和扭轉(zhuǎn)。工序有拔長、錯移和扭轉(zhuǎn)。確定鍛造工序確定鍛造工序5 5）彎曲類鍛件）彎曲類鍛件

55、 包括各種具有彎曲軸線的鍛件，如包括各種具有彎曲軸線的鍛件，如吊鉤、彎桿、曲柄、軸瓦蓋等，基本工序是拔長、吊鉤、彎桿、曲柄、軸瓦蓋等，基本工序是拔長、彎曲。彎曲。確定鍛造工序確定鍛造工序確定鍛造溫度范圍確定鍛造溫度范圍 鋼加熱的目的是為了提高其塑性，降低變形抗力，使坯鋼加熱的目的是為了提高其塑性，降低變形抗力，使坯料容易成形。料容易成形。選擇鍛造設(shè)備選擇鍛造設(shè)備 既要保證工件的變形度和較高的生產(chǎn)率，又不浪費動力既要保證工件的變形度和較高的生產(chǎn)率，又不浪費動力且操作方便。且操作方便。鍛件冷卻及熱處理規(guī)范鍛件冷卻及熱處理規(guī)范 常用的鍛后冷卻方式有三種，即空冷、坑冷、爐冷?？粘Ｓ玫腻懞罄鋮s方式有三種

56、，即空冷、坑冷、爐冷?？绽洌ㄔ诟稍锏牡孛嫔希┒嘤糜谔嫉馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)小于冷（在干燥的地面上）多用于碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.5%0.5%的碳鋼的碳鋼和碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于和碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.3%0.3%的低合金鋼中的中、小型鍛件；坑的低合金鋼中的中、小型鍛件；坑冷（填有石灰、砂等絕熱材料的坑中或箱中）多用于中碳鋼、冷（填有石灰、砂等絕熱材料的坑中或箱中）多用于中碳鋼、碳素工具鋼和大多數(shù)低合金鋼的中碳素工具鋼和大多數(shù)低合金鋼的中、小型鍛件；爐（小型鍛件；爐（500500700700加熱爐中隨爐緩冷）多用于高碳鋼和高合金鋼以及大加熱爐中隨爐緩冷）多用于高碳鋼和高合金鋼以及大型鍛件。型鍛件。 總之，鍛件中碳及合金

57、元素的含量越高，鍛件體積越大，總之，鍛件中碳及合金元素的含量越高，鍛件體積越大，形狀越復(fù)雜，鍛后冷卻速度越要緩慢，以防止鍛件硬化，變形狀越復(fù)雜，鍛后冷卻速度越要緩慢，以防止鍛件硬化，變形或產(chǎn)生裂紋。形或產(chǎn)生裂紋。鍛件冷卻及熱處理規(guī)范鍛件冷卻及熱處理規(guī)范 鍛后通常進行完全退火，去應(yīng)力退火、正火、球化退火鍛后通常進行完全退火，去應(yīng)力退火、正火、球化退火等熱處理，以消除鍛造過程帶來的缺陷，改善組織，為后續(xù)等熱處理，以消除鍛造過程帶來的缺陷，改善組織，為后續(xù)機械加工作準(zhǔn)備。機械加工作準(zhǔn)備。填寫工藝卡片填寫工藝卡片 四、自由鍛鍛件結(jié)構(gòu)工藝性四、自由鍛鍛件結(jié)構(gòu)工藝性 零件結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡單、對稱、平直；零件

58、結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡單、對稱、平直； 要求鍛件外形盡可能由平面和圓柱面組成。一些難以鍛出要求鍛件外形盡可能由平面和圓柱面組成。一些難以鍛出的形狀，小的孔和凹槽可用填加的形狀，小的孔和凹槽可用填加余塊余塊的辦法簡化鍛件形狀的辦法簡化鍛件形狀。 應(yīng)避免零件上的錐形、楔形結(jié)構(gòu)；應(yīng)避免零件上的錐形、楔形結(jié)構(gòu)； 不允許有小凸臺不允許有小凸臺 為便于切削加工和裝配而設(shè)計的小凸臺可用為便于切削加工和裝配而設(shè)計的小凸臺可用沉頭孔沉頭孔代替。代替。四、自由鍛鍛件結(jié)構(gòu)工藝性四、自由鍛鍛件結(jié)構(gòu)工藝性 四、自由鍛鍛件結(jié)構(gòu)工藝性四、自由鍛鍛件結(jié)構(gòu)工藝性 零件上不允許有加強筋；零件上不允許有加強筋； 為了增加強度，可適當(dāng)增加薄

59、壁筒的外徑，或待薄壁筒鍛好為了增加強度，可適當(dāng)增加薄壁筒的外徑，或待薄壁筒鍛好后再將加強肋焊上去。后再將加強肋焊上去。 應(yīng)避免圓柱面與圓柱面、圓柱面與棱柱面相交；應(yīng)避免圓柱面與圓柱面、圓柱面與棱柱面相交； 復(fù)雜的相貫線無法鍛出，改為圓柱體端面與截柱體的平面相復(fù)雜的相貫線無法鍛出，改為圓柱體端面與截柱體的平面相交便于鍛制?；?qū)⒏鲌A柱體鍛出后再焊成整體。交便于鍛制?；?qū)⒏鲌A柱體鍛出后再焊成整體。四、自由鍛鍛件結(jié)構(gòu)工藝性四、自由鍛鍛件結(jié)構(gòu)工藝性四、自由鍛鍛件結(jié)構(gòu)工藝性四、自由鍛鍛件結(jié)構(gòu)工藝性 例例 分析圖分析圖12-712-7所示鍛件圖的繪制過程所示鍛件圖的繪制過程 鍛件材料鍛件材料4545鋼，生產(chǎn)

60、鋼，生產(chǎn)1010件，鍛件精度要求達到件，鍛件精度要求達到F F級，級，擬定其鍛造工藝過程。擬定其鍛造工藝過程。 分析鍛件圖的繪制過程分析鍛件圖的繪制過程 根據(jù)零件圖尺寸（總根據(jù)零件圖尺寸（總長長725725、最大直徑、最大直徑130130，F(xiàn) F級精度鍛件）查表級精度鍛件）查表11-211-2得得： 鍛件的鍛件的余量及公差余量及公差為為12125 5； 工藝余塊的設(shè)置工藝余塊的設(shè)置 凹檔及臺階是否鍛出凹檔及臺階是否鍛出？資料資料P.26 凹檔凹檔 零件總長零件總長725725、相鄰臺階的直徑相鄰臺階的直徑130130、臺階高度、臺階高度（130-100130-100）/2=15/2=15，最小