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自由锻造: 利用冲击力或压力使金属在上、下两抵铁之间产生变形，得到所需的形状和尺寸的锻件，金属在受力变形时，在抵铁间向各个方向自由流动，不受限，形状、尺寸由 锻工控制。
一 特点：1 工具简单、通用性强。（成型部分）
2 应用广泛，几克——几百吨，机械性能高。
3 锻件尺寸精度差，材料利用率低。
4 只能用于形状简单的锻件。
5 劳动强度大（尤其手工）。
二 分类：1 手工锻：砧子，大、小锤，炉子等，小型件。
2 机器锻：空气缸、蒸汽—空气缸，冲击力
液压机、吨位 静压力
§1 几个主要工序
一 镦粗：截面增加、高度减小的工序。
应 用：1）小截面变成大截面，高度减小件。
2）冲孔前，平整端面。
3）提高机械性能（细化组织、破坏碳化物）（与拔长配合）
※ H/D=0.8—2 一般毛坯
H/D=2—3 双鼓形
H/D＞3 失稳
H/D＜0.8 变形小、变形力大。
二 拔长：毛坯横截面减小，长度增加。
应用：1）减小截面，增加长度。
2）提高机械性能（与镦粗反复进行）
※ 1 拔长时不断翻转。
2 送进量： 合适：L/h=0.5—1
L/h＞1 展宽过大，拔长效率↓
L/h＜0.5 折叠 与双鼓形类似。
三 冲孔： 透孔、不透孔（盲孔）
开 式冲孔
闭式冲孔—反挤压
※ 1 开式冲孔，先镦平端面
2 冲通孔时：薄件—面冲通：H/D＜0.125 实心单面冲孔
厚件双面冲： 一面冲2/3δ
反面冲通。
为 拔冲头方便，冲孔时洒煤粉。
四 弯曲： 毛坯弯成一定角度。
外侧受拉
内侧受压 内侧起皱
※ 弯曲角度不可太大，过大 外侧拉裂
§2 自由锻件的结构工艺性
原 则：满足使用性能要求，符合自由锻工艺要求，节约金属，保证质量，提高生产率。
一 尽量避免锥体或斜面（因必用专用工具，成型困难）
二 锻件由几个简单几何体构成时，交接处不应形成空间曲线。
三 锻件不应设计出凸台、筋板。
四 椭圆形、工字形等避免。
五 截面变化不宜太大。 锻造比太大
六 外表面复杂的锻件不应设计
分别锻造、焊接或机械联接。
§3 自由锻造工艺规程的制定
内容：由零件图→绘制锻件图→计算坯料质量和尺寸→选择锻造工序→设备和吨位→加热规范→规定技术要求→ 检验要求→编制劳动组织和工时。
一 绘制锻造图：根据零件图绘制
1 敷料：为简化锻件形状而增添的金属（也叫余块）。
2 加工余量：自由锻件精度、尺寸、表面质量较差。
需切削加工，所以，留余量。
3 锻造公差：锻件实际尺寸和名义尺寸之间所允许的最大偏差。
零件图用双点划线，锻件实线，
零件尺寸加括号，公差查手册。
二 计算坯料质量和尺寸
1 锻件的坯料质量 G坯料=G锻+G烧+G料头
G烧损=G锻×（2—3）% （首次）
G 锻×（1.5—2）% （二次以后）
G料头=G锻×（2—4）% （钢材）
2 尺寸：与第一道工序的变形性质有关。
镦 粗： 毛坯1.25＜H/D＜2.5
拔长： 钢锭坯料：y≥2.5—3
轧制钢料：y=1.3—1.5
坯 料截面积=锻件最大部分截面×y
三 选择锻造工序：
包括基本工序、辅助工序及修整工序。
根据锻件技术 要求，坯料情况，生产批量等确定。
一般：盘类：镦粗、（或拔长、镦粗）冲孔。
轴类：拔长（拔+镦粗）、压肩。
筒 类：镦粗（镦+拔）、冲孔、在心轴上拔长。
环类：镦粗（拔+镦）、冲孔。
四 选择锻造设备
镦粗：G= （0.002—0.003）kF（kg）
k为系数，与σb有关，F为锻件镦粗后与工具接触面水平投影.(mm2)
拔长: G=2.5F （kg）
F—坯料横截面面积（cm2）
五 加热
新 书 P72 表3—4
六 锻后冷却及热处理
空冷 坑冷 炉冷
退火 正火（+高温回火）
工 具钢：正火或球化退火
中碳钢、合金钢：一般调质。（对于不进行最终热处理）
作业： 在如图两种砧铁上拔长时，效果有何不同？
第三章 模锻
模锻：金属坯料在模具中成型，得到与模膛形状相符的锻件。
一 特点
优点：1 操作技术要求不高，生产率高。
2 尺寸精确，加工余量小。
3 形状较复杂。
4 节省材料，减少切削量，降低成本（批量）。
缺点：1 受设备吨位限制，质量不能太大（150kg以下）
2 锻模成本高，不宜于小批、单件生产。
3 劳动强度较低。
二 设备：锤和压力机
|
区别 |
自由锻锤 |
模锻锤 |
|
框 架 |
不封闭 |
封闭 |
|
间隙 |
较大 |
较小 |
|
砧座 |
较轻10—20倍吨位 |
较重20—25倍吨位 |
模锻件质量除由模具控制外，模锻设备也是主要因素之一。
§1 锤上模锻
一 工艺规程制定：
（1） 根据锻件类型及具体生产条件确定合理工艺方案。
（2） 由零件图及工艺方案→锻件图。
（3） 确定工步，进行模膛设计和工步设计。
（4） 计算毛坯质量、尺寸、确定设备吨位。
（5） 设计锻模
（6） 确定切边、冲孔工序并设计相应模具。
（7） 加热、冷却、热处理规范。
（8） 确定校正、清理工艺及设备
1 确定工艺方案：
1） 长轴类锻件
拔长—滚压—预锻—终锻 同一模具上设置
2） 短轴类（盘类）件
镦粗—终锻 镦粗—预锻—终锻
2 制定锻件图
1） 选分模面：（关系到出模、成型、材料利用率等）
原则：a、 保证锻件能完整地从模膛中取出
b、 使模膛浅而宽，便于加工、利于金属流动
c、 应使上、下模膛沿分模面的轮廓一致，便于检查上、下模错移d、 分模面应使锻件上敷料最少
e、 分模面尽量选平面
f、 有流线要求时，依受载情况确定
2） 确定余量、公差、敷料
机械加工余 量：一般1—4mm， 比自由锻小的多。
公差： 一般±0.3—3mm
a、 模膛公差
b、 防止上、下模没闭合，金属没充满模膛
c、 上、下模错移
d、 模膛磨损、变形等
敷料：为简化形 状，d＜25—30mm，孔不锻出
3） 确定模锻斜度
锻件上平行于锤击方向必有斜度，以利于取件，且锻件冷却收 缩，锻模回弹。
斜度大小与锻件形状尺寸、材料性质（摩擦系数）、锻造方法（如平锻有顶出装置，斜度小）等有关。
一般钢件 外模锻斜度 α=5—15°
内斜度比外斜度大 2—3°，因为内壁冷缩，夹紧工件。
4） 确定圆角半径：锻件两平面交接处均要做成圆角。
a、 金属易于充满模膛
b、 模凹角处易应力集中、裂纹
c、 凸尖角处有圆角磨损减轻，提高模具寿命
d、 避免拉断流线
e、 冲孔连皮
d＞25 冲孔，连皮厚度与孔径d有关，
d=30—80mm时， s=4—8mm
3 确定模锻工步
与 确定的工艺方案一致
模膛—制坯模膛—拔长、滚压、弯曲、切断
模锻模膛—预锻模膛和终锻模膛
1） 制坯模膛
作用：（1）使坯料形状和尺寸接近锻件（为预锻和终锻做准备）
（2）清除坯料表面的金属氧化皮
a、 拔长模膛：减少某部分横截面，以增加其长度，
闭式、开式，一般设在锻模边缘，需翻转。
b、 滚压模膛：减少某部分横截面，以增加另一部分横截面，
使金属按锻件形状分布。
开式：横截面相差不大 —— 操作时不需翻转
闭式：最大、最小横截面相差大
c、弯曲模膛：需弯曲的杆类件，用弯曲模膛来弯曲坯料，转90°放入模膛 成型。
d、切断模膛：它是在上、下模的角组成的一对刀口，单件时用来切下锻件或切下钳口；多件时，用它分离单件。
除上 述模膛外，还有镦粗、压扁等制坯模膛。
2）模锻模膛
（1） 预锻模膛
1） 使坯料变形到接近于锻件的形状、尺寸，使金属易于充满终锻模膛。
2） 减少对终锻模膛的磨损，提高锻模寿命。
Δ与终锻模 膛区别：斜度和圆角大，没有飞边槽。
Δ形状简单、小批量、可不用锻模。
（2） 终锻模膛：使坯料变形成锻件图上要求的形状、尺寸和精度。
※ （a）因热胀冷缩，终锻模膛尺寸要比锻件尺寸放大一个收缩量。
（b）模膛四周有飞边槽—增加金属从模膛中流出阻力，容纳多余的金属。
（c） 对于有通孔件，留有冲孔连皮。
4 计算毛坯质量和尺寸，确定设备吨位
G坯=G锻+G飞+G氧+G连皮
G 飞=G锻×（15—25）%
G氧=（G锻+G飞）×（3—4）%
尺寸： 盘类件： 镦粗为主 1.25＜H坯/D坯＜2.5
长轴类：以拔长为主 L坯=（1.05—1.30）V坯/F坯
=（1.34— 1.66）V坯/D2坯
吨位：G= p (kN) p= k1k2σsF/1000（kN）
k1——变形速度系数2.5—3.5 k2—变形系数与摩擦条件系数
F —包含飞边在内的锻件最大截面
5 锻模设计 模块尺寸、燕尾、起重孔等
6 切边、冲孔模具设计
7 确定加热、冷却和热处理规范
加热：火焰加热、电加热 加热速度依坯料尺寸、成分、组织、性能等制定。
冷却：依具体坯料 情况确定。
热处理：改善组织、性能、消除内应力，退火、正火、调质、高温回火等。
8 确定校正、清理
校 正变形：终锻模膛、校正模
清理：去毛刺、氧化皮 、切边、冲孔。
精压：压力机上，平面精压、体积精压、提高精度
精 度可达：±0.1—0.25mm
粗糙度：Ra=1.6—0.8μm
二 模锻零件结构工艺性
设 计模锻件时，应根据模锻特点和工艺要求，使零件结构符合下列原则，以便于模锻生产和降低成本。
1 必须具有合理的分模面（锻件易取出，敷料少，锻模易做）。
2 模锻斜度、圆角
3 非加工面尺寸精度要符合模锻生产工艺，加工面留余量。
4 锻件形状尽量简单对称，各截面差不可太大。
5 尽量避免深孔、多孔。（简化模具制造、提高寿命）
6 若形状复杂，用锻焊结构，减少敷料。
§2 胎模锻
胎模锻是在自由锻设备上使用胎模生产模锻件的工艺方法。
一 特点：1 与自由锻对比
1） 锻件形状、尺寸与锻工技术无关，操作简单η↑
2） 精度高，敷料少，加工余量，节省金属，减轻后续加工的工作量。
3） 内部组织、纤维分布更合理。
2 与模锻比
1） 扩大自由锻设备生产范围，设备简单
2） 局部成型，小设备干大活
3） 模局不固定，成本低，可一个以上分模面，件可复杂
4） 锻件质量比模锻差（形状、尺寸精度、余量）
整形模：
成型模：导柱、定位、切边、冲孔。
§3 其它设备上的模锻
作业：
1 改正模锻件不合理处。
2 下图零件采用锤上模锻制造，选最佳分模面。
1 圆角、拔模斜度、分模面、冲孔连皮。
2 了解分模面选择原则
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