第二節(jié)自由鍛參考

1、 第二節(jié)第二節(jié)自由鍛自由鍛自由鍛造自由鍛造:利用沖擊力或壓力使金屬在上、下兩抵鐵之利用沖擊力或壓力使金屬在上、下兩抵鐵之間產(chǎn)生變形，得到所需的形狀和尺寸的鍛件，金屬在受力間產(chǎn)生變形，得到所需的形狀和尺寸的鍛件，金屬在受力變形時(shí)，在抵鐵間向各個(gè)方向自由流動(dòng)，不受限，形狀、變形時(shí)，在抵鐵間向各個(gè)方向自由流動(dòng)，不受限，形狀、尺寸由鍛工控制。尺寸由鍛工控制。1、特點(diǎn)：特點(diǎn)：1工具簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)。（成型部分）工具簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)。（成型部分）2應(yīng)用廣泛，幾克幾百噸，機(jī)械性能高。應(yīng)用廣泛，幾克幾百噸，機(jī)械性能高。3鍛件尺寸精度差，材料利用率低。鍛件尺寸精度差，材料利用率低。4只能用于形狀簡(jiǎn)單的鍛件。只能用于

2、形狀簡(jiǎn)單的鍛件。5勞動(dòng)強(qiáng)度大（尤其手工）。勞動(dòng)強(qiáng)度大（尤其手工）。6是大型鍛件的唯一鍛造方法。是大型鍛件的唯一鍛造方法。2、分類、分類1）手工鍛：砧子，大、小錘，爐子等，小型件。）手工鍛：砧子，大、小錘，爐子等，小型件。2）機(jī)器鍛：空氣錘、蒸汽）機(jī)器鍛：空氣錘、蒸汽空氣錘，沖擊力空氣錘，沖擊力液壓機(jī)、水壓機(jī)，噸位大，靜壓力液壓機(jī)、水壓機(jī)，噸位大，靜壓力（1）鍛錘自由鍛）鍛錘自由鍛利用沖擊力使坯料產(chǎn)生塑性變形，利用沖擊力使坯料產(chǎn)生塑性變形，常用設(shè)備有：常用設(shè)備有：a)空氣錘；空氣錘；b)蒸汽蒸汽-空氣錘空氣錘:其原理是利用一定蒸汽或壓縮空氣推動(dòng)鍛錘進(jìn)行工作；常用噸其原理是利用一定蒸汽或壓縮空氣推

3、動(dòng)鍛錘進(jìn)行工作；常用噸位為位為15噸，用于鍛造中型鍛件，鍛件重量范圍是噸，用于鍛造中型鍛件，鍛件重量范圍是20-1500公斤。公斤。也是模鍛的主要設(shè)備（結(jié)構(gòu)略有不同）。也是模鍛的主要設(shè)備（結(jié)構(gòu)略有不同）。其原理是利用壓縮空氣推動(dòng)鍛錘進(jìn)行工作；其原理是利用壓縮空氣推動(dòng)鍛錘進(jìn)行工作；以落下部分質(zhì)以落下部分質(zhì)量來(lái)表示鍛造能力量來(lái)表示鍛造能力；常用噸位為常用噸位為65750千克，用于鍛造小千克，用于鍛造小型鍛件，鍛件重量范圍是型鍛件，鍛件重量范圍是50-1000公斤。公斤。（2）液壓機(jī)、水壓機(jī)自由鍛）液壓機(jī)、水壓機(jī)自由鍛利用靜壓力使坯料變形，利用靜壓力使坯料變形，常用設(shè)備是水壓機(jī)：常用設(shè)備是水壓機(jī)：其

4、原理是利用高壓水為動(dòng)力進(jìn)行工作?？快o壓力工作。其原理是利用高壓水為動(dòng)力進(jìn)行工作。靠靜壓力工作。常用噸位為常用噸位為5150噸，用于鍛造大型鍛件，是大型鍛件的噸，用于鍛造大型鍛件，是大型鍛件的唯一設(shè)備，鍛件質(zhì)量可達(dá)唯一設(shè)備，鍛件質(zhì)量可達(dá)300噸。噸?？湛諝鈿忮N錘空氣錘空氣錘液壓機(jī)液壓機(jī)液液壓壓機(jī)機(jī)鍛錘鍛錘水壓機(jī)水壓機(jī)一、一、自由鍛工序自由鍛工序基本工序：用來(lái)改變坯料的形狀和尺寸的工序。輔助工序：為完成基本工序而進(jìn)行的預(yù)先變形工序。修整工序：用來(lái)減少鍛件表面缺陷的工序。一一）鐓粗：）鐓粗：截面增加、高度減小的工序。截面增加、高度減小的工序。應(yīng)用：應(yīng)用：1、小截面變成大截面，高度減小件。、小截面變成

5、大截面，高度減小件。2、沖孔前，平整端面。、沖孔前，平整端面。3、提高機(jī)械性能（細(xì)化組織、破壞碳化物）（與、提高機(jī)械性能（細(xì)化組織、破壞碳化物）（與拔長(zhǎng)配合）拔長(zhǎng)配合）H/D=0.82一般毛坯一般毛坯H/D=23雙鼓形雙鼓形H/D3失穩(wěn)失穩(wěn)H/D0.8變形小、變形力大。變形小、變形力大。二二）拔長(zhǎng)：）拔長(zhǎng)：毛坯橫截面減小，長(zhǎng)度增加。毛坯橫截面減小，長(zhǎng)度增加。應(yīng)用：應(yīng)用：1）減小截面，增加長(zhǎng)度。）減小截面，增加長(zhǎng)度。2）提高機(jī)械性能（與鐓粗反復(fù)進(jìn)行）提高機(jī)械性能（與鐓粗反復(fù)進(jìn)行）1拔長(zhǎng)時(shí)不斷翻轉(zhuǎn)。拔長(zhǎng)時(shí)不斷翻轉(zhuǎn)。2送進(jìn)量：送進(jìn)量：合適：合適：L/h=0.51L/h1展寬過(guò)大，拔長(zhǎng)效率展寬過(guò)大，拔

6、長(zhǎng)效率L/h0.5折疊折疊與雙鼓形類似。與雙鼓形類似。三三）沖孔：）沖孔：利用沖頭在坯料上沖出通孔或盲孔的工序。利用沖頭在坯料上沖出通孔或盲孔的工序。主要用于鍛造空心件透孔、不透孔（盲孔）透孔、不透孔（盲孔）開(kāi)式?jīng)_孔開(kāi)式?jīng)_孔閉式?jīng)_孔閉式?jīng)_孔反擠壓反擠壓1開(kāi)式?jīng)_孔，先鐓平端面開(kāi)式?jīng)_孔，先鐓平端面2沖通孔時(shí)：薄件沖通孔時(shí)：薄件面沖通：面沖通：H/D0.125實(shí)心單面實(shí)心單面沖孔沖孔厚件雙面沖：厚件雙面沖：一面沖一面沖2/3反面沖通。反面沖通。為拔沖頭方便，沖孔時(shí)灑煤粉。為拔沖頭方便，沖孔時(shí)灑煤粉。四）四）彎曲：彎曲：毛坯彎成一定角度。毛坯彎成一定角度。外側(cè)受拉外側(cè)受拉內(nèi)側(cè)受壓內(nèi)側(cè)受壓內(nèi)側(cè)起皺內(nèi)側(cè)起

7、皺彎曲角度不可太大，過(guò)大彎曲角度不可太大，過(guò)大外側(cè)拉裂外側(cè)拉裂二、自由鍛造工藝規(guī)程的制定二、自由鍛造工藝規(guī)程的制定 內(nèi)容：內(nèi)容：由由零件圖零件圖繪制鍛件圖繪制鍛件圖計(jì)算坯料質(zhì)量和尺寸計(jì)算坯料質(zhì)量和尺寸選擇鍛造工序選擇鍛造工序設(shè)備和噸位設(shè)備和噸位確定鍛造溫度范圍確定鍛造溫度范圍 確定加確定加熱、冷卻及熱處理規(guī)范和方法熱、冷卻及熱處理規(guī)范和方法規(guī)定技術(shù)要求規(guī)定技術(shù)要求檢驗(yàn)要求檢驗(yàn)要求編制勞動(dòng)組織和工時(shí)。編制勞動(dòng)組織和工時(shí)。一）一）繪制鍛造圖：繪制鍛造圖：根據(jù)零件圖繪制根據(jù)零件圖繪制1敷料：敷料：為簡(jiǎn)化鍛件形狀而增添的金屬（也叫余塊）。為簡(jiǎn)化鍛件形狀而增添的金屬（也叫余塊）。2加工余量：加工余量：自

8、由鍛件精度、尺寸、表面質(zhì)量較差。自由鍛件精度、尺寸、表面質(zhì)量較差。需切削加工，所以，留余量。需切削加工，所以，留余量。3鍛造公差：鍛造公差：鍛件實(shí)際尺寸和名義尺寸之間所允許的最大鍛件實(shí)際尺寸和名義尺寸之間所允許的最大偏差。偏差。零件圖用雙點(diǎn)劃線，鍛件實(shí)線，零件圖用雙點(diǎn)劃線，鍛件實(shí)線，零件尺寸加括號(hào)，公差查手冊(cè)零件尺寸加括號(hào)，公差查手冊(cè)。 2） 繪制鍛件圖鍛件圖1. 敷料(余塊)為簡(jiǎn)化鍛件形狀、便于進(jìn)行鍛造而增加的一部分金屬。2. 加工余量為保證切削加工的精度而增加的尺寸。3. 鍛件公差允許鍛件尺寸的變化范圍。鍛件圖二二）計(jì)算坯料質(zhì)量和尺寸）計(jì)算坯料質(zhì)量和尺寸1鍛件的坯料質(zhì)量：鍛件的坯料質(zhì)量：G

9、坯料坯料=G鍛鍛+G燒燒+G料頭料頭G燒損燒損=G鍛鍛（23）%（首次）（首次），=G鍛鍛（1.52）%（二次以后）（二次以后）G料頭料頭=G鍛鍛（24）%（鋼材）（鋼材）2尺寸：尺寸：按鍛造比、鍛件截面形狀及尺寸確定坯料截面按鍛造比、鍛件截面形狀及尺寸確定坯料截面及尺寸。鍛造比：金屬的變形程度。及尺寸。鍛造比：金屬的變形程度。鍛造比選擇合適時(shí)，則毛坯內(nèi)部缺陷被壓合，樹(shù)枝晶鍛造比選擇合適時(shí)，則毛坯內(nèi)部缺陷被壓合，樹(shù)枝晶被打碎，晶粒顯著細(xì)化，力學(xué)性能得到提高。被打碎，晶粒顯著細(xì)化，力學(xué)性能得到提高。鍛造比過(guò)小，達(dá)不到性能要求；過(guò)大則增大工作量，鍛造比過(guò)小，達(dá)不到性能要求；過(guò)大則增大工作量，引起各

10、向異性。引起各向異性。三）三）選擇鍛造工序：選擇鍛造工序：包括基本工序、輔助工序及修整工序。包括基本工序、輔助工序及修整工序。根據(jù)鍛件技術(shù)要求，坯料情況，生產(chǎn)批量等確定。根據(jù)鍛件技術(shù)要求，坯料情況，生產(chǎn)批量等確定。一般情況下，一般情況下，盤(pán)類：鐓粗、（或拔長(zhǎng)、鐓粗）沖孔。盤(pán)類：鐓粗、（或拔長(zhǎng)、鐓粗）沖孔。軸類：拔長(zhǎng)（拔軸類：拔長(zhǎng)（拔+鐓粗）、壓肩。鐓粗）、壓肩。筒類：鐓粗（鐓筒類：鐓粗（鐓+拔）、沖孔、在心軸上拔長(zhǎng)。拔）、沖孔、在心軸上拔長(zhǎng)。環(huán)類：鐓粗（拔環(huán)類：鐓粗（拔+鐓）、沖孔。鐓）、沖孔。與第一道工序的變形性質(zhì)有關(guān)。與第一道工序的變形性質(zhì)有關(guān)。鐓粗：鐓粗：毛坯毛坯1.25H/D2.5拔長(zhǎng)

11、：拔長(zhǎng)：鋼錠坯料：鋼錠坯料：y2.53軋制鋼料：軋制鋼料：y=1.31.5坯料截面積坯料截面積=鍛件最大部分截面鍛件最大部分截面y或見(jiàn)表或見(jiàn)表7-3的經(jīng)驗(yàn)公式，含圓坯和方坯，不含鋼錠坯的經(jīng)驗(yàn)公式，含圓坯和方坯，不含鋼錠坯料。料。四）四）選擇鍛造設(shè)備選擇鍛造設(shè)備根據(jù)鍛件的尺寸、形狀、材料等條件來(lái)選擇設(shè)備種類及根據(jù)鍛件的尺寸、形狀、材料等條件來(lái)選擇設(shè)備種類及其規(guī)格，既保證鍛透工件、有較高的生產(chǎn)率，又不浪費(fèi)其規(guī)格，既保證鍛透工件、有較高的生產(chǎn)率，又不浪費(fèi)動(dòng)力，并使操作方便動(dòng)力，并使操作方便。鐓粗：鐓粗：G=（0.0020.003）kF（kg）k為系數(shù)，與為系數(shù)，與b有關(guān)，有關(guān)，F(xiàn)為鍛件鐓粗后與工具接

12、觸面水平為鍛件鐓粗后與工具接觸面水平投影投影.(mm2)拔長(zhǎng)拔長(zhǎng):G=2.5F（kg）F坯料橫截面面積（坯料橫截面面積（cm2）五）加熱五）加熱-確定鍛造溫度范圍確定鍛造溫度范圍前面講過(guò)，前面講過(guò)，變形溫度變形溫度，變形抗力變形抗力，塑性塑性，T再再以上，塑性以上，塑性如：碳鋼在如：碳鋼在A3線上，組織為線上，組織為A、面心、塑性、面心、塑性1、變形溫度、變形溫度過(guò)高，易產(chǎn)生過(guò)高，易產(chǎn)生“過(guò)熱過(guò)熱”、“過(guò)燒過(guò)燒”、“脫碳脫碳”、“嚴(yán)重氧化嚴(yán)重氧化”。1）過(guò)熱：碳鋼加熱至）過(guò)熱：碳鋼加熱至A3線以上再繼續(xù)升溫，晶粒隨溫度升高開(kāi)線以上再繼續(xù)升溫，晶粒隨溫度升高開(kāi)始長(zhǎng)大；若超過(guò)一定溫度，晶粒急劇長(zhǎng)大

13、。所以過(guò)熱會(huì)使晶粒過(guò)始長(zhǎng)大；若超過(guò)一定溫度，晶粒急劇長(zhǎng)大。所以過(guò)熱會(huì)使晶粒過(guò)分長(zhǎng)大，塑性降低，鍛件質(zhì)量（機(jī)械性能）下降。分長(zhǎng)大，塑性降低，鍛件質(zhì)量（機(jī)械性能）下降。2）過(guò)燒：碳鋼加熱至接近熔點(diǎn)溫度時(shí)，晶間低熔點(diǎn)雜質(zhì)開(kāi)始熔）過(guò)燒：碳鋼加熱至接近熔點(diǎn)溫度時(shí)，晶間低熔點(diǎn)雜質(zhì)開(kāi)始熔化，爐氣中的氧化性氣體滲入晶粒邊界，在晶界上形成氧化層，化，爐氣中的氧化性氣體滲入晶粒邊界，在晶界上形成氧化層，破壞晶粒間的連接，金屬失去可鍛性，坯料報(bào)廢。破壞晶粒間的連接，金屬失去可鍛性，坯料報(bào)廢。2、變形溫度、變形溫度過(guò)低，塑性低，變形抗力大，加工困難。過(guò)低，塑性低，變形抗力大，加工困難。3、合理的鍛造溫度范圍：、合理的

14、鍛造溫度范圍：1）始鍛溫度：在不出現(xiàn)過(guò)熱、過(guò)燒前提下，盡量提高始鍛溫度，）始鍛溫度：在不出現(xiàn)過(guò)熱、過(guò)燒前提下，盡量提高始鍛溫度，使金屬具有高塑性、低變形抗力，以利于壓力加工。通常，碳鋼使金屬具有高塑性、低變形抗力，以利于壓力加工。通常，碳鋼的始鍛溫度為：的始鍛溫度為：AE線下線下200左右。左右。2）終鍛溫度：在鍛造結(jié)束前，金屬應(yīng)具有足夠的塑性，以及鍛后）終鍛溫度：在鍛造結(jié)束前，金屬應(yīng)具有足夠的塑性，以及鍛后能獲得再結(jié)晶組織。通常，碳鋼的終鍛溫度為：能獲得再結(jié)晶組織。通常，碳鋼的終鍛溫度為：800左右（左右（T再再以上），不能過(guò)低或過(guò)高，以上），不能過(guò)低或過(guò)高，（1）過(guò)低：加工硬化嚴(yán)重，變形抗

15、力增加，加工難以進(jìn)行。）過(guò)低：加工硬化嚴(yán)重，變形抗力增加，加工難以進(jìn)行。（2）過(guò)高：金屬在冷卻中晶粒會(huì)繼續(xù)長(zhǎng)大，得到粗大晶粒組織，）過(guò)高：金屬在冷卻中晶粒會(huì)繼續(xù)長(zhǎng)大，得到粗大晶粒組織，降低鍛件機(jī)械性能。降低鍛件機(jī)械性能。六）鍛后冷卻及熱處理六）鍛后冷卻及熱處理空冷，空冷，坑冷，坑冷，爐冷爐冷退火，退火，正火，正火，淬火淬火+高溫回火高溫回火工具鋼：正火或球化退火工具鋼：正火或球化退火中碳鋼、合金鋼：一般調(diào)質(zhì)。（對(duì)于不進(jìn)行最終熱中碳鋼、合金鋼：一般調(diào)質(zhì)。（對(duì)于不進(jìn)行最終熱處理）處理）三、三、自由鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性自由鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性原則：原則：滿足使用性能要求，符合自由鍛工藝要滿足使用性能要求，符

16、合自由鍛工藝要求，節(jié)約金屬，保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)率。求，節(jié)約金屬，保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)率。一）一）盡量避免錐體或斜面（因必用專用工具，盡量避免錐體或斜面（因必用專用工具，成型困難）成型困難）二）二）鍛件由幾個(gè)簡(jiǎn)單幾何體構(gòu)成時(shí)，交接處不鍛件由幾個(gè)簡(jiǎn)單幾何體構(gòu)成時(shí)，交接處不應(yīng)形成空間曲線。應(yīng)形成空間曲線。三）三）鍛件不應(yīng)設(shè)計(jì)出凸臺(tái)、肋板。鍛件不應(yīng)設(shè)計(jì)出凸臺(tái)、肋板。四）四）橢圓形、工字形等避免。橢圓形、工字形等避免。五）五）截面變化不宜太大。截面變化不宜太大。鍛造比太大鍛造比太大六）六）外表面復(fù)雜的鍛件不應(yīng)設(shè)計(jì)外表面復(fù)雜的鍛件不應(yīng)設(shè)計(jì)分別鍛造、焊接或機(jī)械聯(lián)接。分別鍛造、焊接或機(jī)械聯(lián)接。一）應(yīng)避免斜面和圓錐面。a ） 工 藝 性 差 的 結(jié) 構(gòu)b） 工 藝 性 好 的 結(jié) 構(gòu)軸類自由鍛鍛件結(jié)構(gòu)二）不能圓弧連接。a)工藝性差的結(jié)構(gòu)b)工藝性好的結(jié)構(gòu)桿類自由鍛鍛件