锻件尺寸计算
自由锻件图绘制例题
自由锻件图绘制例题
设计过程如下:
(1)绘制锻件图，根据零件图并考虑余量和公差绘出锻件图(参考李尚建一《锻造工艺及模具》
(2)制定变形工艺
(3)由锻件图可知，该轴最大轴径D2=296mm，轴向长度L=l425mm。
参照类似锻件锻造工艺确定工艺方案如下:
坯料一一预拔长一一压肩一一拔长制成品
(4)工序尺寸的计算
①预拔长:考虑拉缩问题，取保险量=30mm,因此预拔长直径D拔
=296+30-326mm
②分段压痕压肩:
轴I，V段，考虑到拔长后端面不平，切除料头质量，下料体积
V 10=1/4xπD:2xL+0.21D3=12585218mm3下料长度
L1o=4V 1o/(πD2拔)=150mm轴II IV段，根据经验应按大于工程尺寸并小于正公差下料.
Vpo=1/4xπDg2xLn=8772435mm3下料长度
Lu0=4Vno/(πD2拔)=105.2mm轴III段
Vxo=1/4xπDm2xLm=20286598mm3下料长度
Lum0=4Vmo/(πD2投)-243.2mm压肩深度按下时确定
h=(1/3~1/4)x(D-d)=(1/3~1/4)x(296-212)=21~28mm(5)计算坯料尺寸原坯料尺寸包括锻件尺寸及烧损，即Vo=(V+V tn)X(1+δ)
V-59000168 mm'
V n=-4001813 mm3取烧损率δ=3.5%
得Vo=65207051 mm3选择圆柱坯料中340，即Do-340mm Ho-4Vo/(πD'o)=718mm
锻件重量Gx=ρx Vo=515Kg。
DIN 7526 钢模锻件 尺寸公差
参照标准和其它文件DIN 6930第1部分 钢印；技术条件 DIN 6932 设计钢印规则 DIN6935 扁钢产品的冷弯DIN 8588 分离制造工艺；分类和概念ISO 1101 技术图纸；几何公差；形状，方向，位置和跳动公差；概论，定义，图纸上的符号和表示VDI 3345 精密冲压以前版本修改1983年1月版本做了以下修改： a) 表4和5中一些数值b) 对标准在编辑上做了修改解释注释为了将表3中的角度尺寸转换成可测量的线性尺寸，表7中给出了相切值，如下： 表7. 角度和相切值国际专利分类 B 21 D 28/00 B 26 F 1/38角度相切相切相切角度角度页码页码7.1.锻件定形件..................................................10 9.2.4.4. 剪切端的允许变形 (15)7.2. 有两个定形件的锻件.................................10 9.2.4.5. 表面缺陷的允许深度.. (15)7.3. 锻件非定形件..........................................11 9.2.4.6. 表面斜率公差 (15)8.平锻机中制成的落锻公差的判定数据............11 10. 利用表格判定落锻公差. (15)8.1. 定形件的重量..............................................11 10.1. 表1 (15)8.2. 材料，钢号难易程度..................................... 11 10.2. 表3.. (17)8.3. 锻件复杂性...................................................... 11 10.3. 表5 (17)9. 平锻机中制成的锻件公差................................ 12 10.4. 表6.. (17)9.1. 分组.................................................................... 12 11. 平锻机制成的锻件的图纸指南 (17)9.2. 关于公差的解释................................................12 11.1. 概述 (17)9.2.1. 第一组（见表1）..........................................12 11.2. 铸件图纸上尺寸和允许偏差的表示 (17)9.2.1.1. 直径尺寸公差 (12)9.2.1.2. 台肩尺寸公差………………………………………12 表格9.2.1.3. 长度尺寸公差………………………………………13 表1. F级锻件的长度，宽度，和高度尺寸（直径），9.2.1.4. 允许错位和离心率…………………………….. 13 错位，离心率，残余飞边和倒角深度的公9.2.1.5. 非定形件上局部变化的公差............... 13 差以及允许偏差. (19)9.2.1.6. 允许残余飞边和倒角深度………….……… 14 表2. E级锻件的长度，宽度，和高度尺寸（直径），9.2.1.7. 孔直径公差…………………………………………. 14 错位，离心率，残余飞边和倒角深度的公9.2.2. 第二组（见表3）....................................... 14 差和允许偏差. (21)9.2.2.1. 厚度直径公差……………………………………. 14 表3. F级锻件的厚度尺寸和顶杆压痕的公差和9.2.3. 第三组（见表5）...................................... 14 允许偏差.. (23)9.2.3.2. 中心距公差……………………………………….. 14 表4. F级锻件的厚度尺寸和顶杆压痕的公差和9.2.4. 第四组（见表6和文本）........................ 15 允许偏差.. (25)9.2.4.1. 内外圆角的允许偏差............................. 15 表5. 扭曲，变形，中心距的允许偏差.. (27)9.2.4.2. 切边毛边和分型线毛边的允许表6. 内外圆角半径允许偏差，切边毛边和分型线毛边高度及宽度............................................... 15 的允许高度和宽度，剪切端允许变形 (27)9.2.4.3. 允许校准误差（深孔轴位置） (15)毫米尺寸由锻锤和压力机制成的落锻1. 与锻锤和压力机制成的落锻相关的基本信息1.1. 范围此标准的第1-5段，结合表1-6，应用于碳钢或合金钢在锻锤和压力机中热锻而成的落锻。
锻造比的计算方法
锻造比的计算方法锻造比是锻造时金属变形程度的一种表示方法。
锻件的组织和机械性能与很多因素有关，而锻造比是影响锻件质量的最主要因素之一。
锻造比以金属变形前后的横断面积的比值来表示。
不同的锻造工序，锻造比的计算方法各不相同。
1、拔长时，锻造比为y=F0/F1 或y=L1/L0 式中F0,L0 —拔长前钢锭或钢坯的横断面积和长度；F1 ,L0 —拔长后钢锭或钢坯的横截面积和长度。
2、镦粗时的锻造比，也称镦粗比或压缩比，其值为y=F1/F0 或y=H0/H1F0, H0 —镦粗前钢锭或钢坯的横截面积和高度；F1, H1 —镦粗后钢锭或钢坯的横截面积和高度。
3、对于用铸锭（包括有色金属铸锭）锻制的大型锻件和莱氏体钢锻件，正确选取锻造比有较大的实际意义；对于某些大型锻件的中间坯料，如涡轮盘、压气机盘等的圆饼坯料，轴、框、梁等的预制锻坯，锻造比也有重要的实际意义。
锻造比永远是正的，变形前后的面积之比的计算永远是对的，即大面积变形成小面积时，用变形前的面积除以变形后的面积；反之类推。
用长度比较时要当心：同形状变形时是可以拿长的除以短的（体积不变定律），不同形状变形时是绝对不可以的，例如八角锭拔长成方形时，只能用八角形除以方形面积。
4、以上还应补充：锻造比分为工序锻造比、火次锻造比和总锻造比。
5、当只用拔长或只用镦粗，而进行几次锻造时，则总锻造比等于各次锻造比的乘积，即y 总= y1 * y2 * y3 ,6、如两次拔长中间镦粗或两次镦粗中间拔长时，总锻造比规定为两次锻造比相加，即y 总=y1 + y2 + ,此式中未将中间镦粗或中间拔长的锻造比计算在总锻造比之内。
锻造比是自由锻里的一个重要指标，但不是唯一的，在大型锻件锻造中,更注重锻造状态：应变场、温度场等等。
如果在很小的进砧量下以每次很小的压缩量锻造，它的心部压实水平远远不如大进砧量、大压下量的锻造状态小压缩量多次锻压积累的变形效应都集中在锻件外层，而我们追求的往往是心部材料的压实。
锻造工艺学
毛边槽尺寸图
绘制计算毛坯图
1.V计=V锻+V毛=161856+23056=184912 mm ³
2.平均截面积
F均 V计 L 184912 205 902 . 0 mm
2
3.平均直径
d 均 1 . 13 F均 33 . 93 mm
带毛边的锻件
截面图
计算毛坯截面图
截面积图 3000 2500
计算繁重细数
由计算毛坯图可知毛坯近似为一头一杆，各参 数如下： L杆 =150mm L计 =205mm dmax=57.0mm dmin=24.7mm d均 =33.93mm d拐 =32.87mm V杆 =102955.88mm3
计算繁重细数
α
d max d均
57 33 . 98
1 . 68
确定毛边槽形式和尺寸
选用图4-63毛边槽形式 “ I ”
查表4-14按吨位确定毛边槽尺寸为 h桥=1.6mm h1=4mm b1 =22mm R=1mm b=8mm Fk=110 cm²
查出锻件形状较简单的毛边槽充满系数0.3-0.5取0.4, 毛边槽体积 V毛=L周长η Fk =524×0.4×110＝23056 mm³
修正后计算毛坯截面图
修正前后截面积对比图 3000 2500
截面积/mm²
2000 1500 1000 500 0 0 50 100 长度/mm 150 200 250
修正后计算毛坯直径图
修正前后直径对比图 40 30 20
直径/mm
10 0 -10 0 -20 -30 -40 长度/mm 50 100 150 200 250
确定锻锤吨位
总变形面积为锻件在平面图上的投影面积不毛边面积之和， 参考表4-14，按1~2t锤毛边槽尺寸考虑，假定毛边桥部宽度为 22mm。 总面积F=6866+524×22=18394mm2
锻造比的计算办法
精心整理
锻造比的计算方法
锻造比是锻造时金属变形程度的一种表示方法。
锻件的组织和机械性能与很多因素有关，而锻造比是影响锻件质量的最主要因素之一。
锻造比以金属变形前后的横断面积的比值来表示。
不同的锻造工序，锻造比的计算方法各不相同。
1、拔长时，锻造比为y=F0/F1或y=L1/L0
式中F0,L0—拔长前钢锭或钢坯的横断面积和长度；
??F1,L02??F1,H13用变4567、此式中未将中间镦粗或中间拔长的锻造比计算在总锻造比之内。
锻造比是自由锻里的一个重要指标，但不是唯一的，在大型锻件锻造中,更注重锻造状态：应变场、温度场等等。
如果在很小的进砧量下以每次很小的压缩量锻造，它的心部压实水平远远不如大进砧量、大压下量的锻造状态——小压缩量多次锻压积累的变形效应都集中在锻件外层，而我们追求的往往是心部材料的压实。
对于大型锻件，每每要碰到用户提出“锻造比要大于多少”时，我们总要解释一番，其实关键的还是看最后的组织检测和探伤情况。
精心整理
至于模锻，更不必拘泥于锻比的数字，计算机模拟变形状态时注重的是“场”的概念，起码是四维的——一个数字没法说清复杂的变形效应。
它只能概略地表述某个主变形方向的变形程度。
总体来说，就是拔长比按照面积比来计算；镦粗比按照长度比来计算。
分段比不足2的之间用乘法，大于2的用加法。
注意锻比都是指计算主要变形的锻比！另外，锻比只是一个常用的名词，现在好像有很多资料上说，这个锻比应用不可靠。
其实锻件的质量还是要看锻造压实的效果，以及锻造材料的质量，不要迷信锻比。
生产锻件时下料尺寸和加工流程
生产锻件时下料尺寸和加工流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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锤上模锻件长宽尺寸公差
一、表7-1 锤上模锻件长宽尺寸公差（mm）二、表7-2 按锻锤吨位确定锻件余量及公差（mm）三、出模斜度，系列化：30′、1°、1°30′、2°、3°、5°、7°、10°、12°、15°。
四、锻件圆角半径的确定外圆角半径r：r＝B＋a式中r——外圆角半径（mm）；B——机械加工余量（mm）；a——产品零件圆角半径或倒角（mm）。
内圆角半径R：R＝（2～3）r式中r——外圆角半径。
圆角半径，系列化：1、1.5、2、2.5、3、5、8、10、12、15、20（mm）。
一般情况下，同一锻模的内、外圆角半径应统一。
五、模锻锤所需的吨位1、双动模锻锤的吨位G＝1/1000K·F式中G——所需双动模锻锤的吨位（kN）；F——包括飞边及冲孔连皮在内的锻件水平投影面积（cm2）；K——钢种系数，见表8-8。
2、单动模锻锤的吨位G单＝（1.5～1.8）G式中G单——单动模锻锤吨位（kN）；G——双动模锻锤吨位（kN）。
六、所需自由锻锤的吨位自由锻锤用于胎模锻。
钢锻件在有飞边的合模中锻造时，所需吨位可按下式计算：G＝K·F·1/1000式中G——所需吨位（kN）；K——系数，通常K＝5～10。
形状简单、制坯较好的锻件取5～6；较复杂的形状取6～7；直接终锻小型锻件取7～9；扁薄锻件取8～10；F——锻件锻造部分的投影面积（cm2），计算时可不计飞边面积。
七、摩擦压力机的吨位P＝（3.5～5.5）K·F式中P——摩擦压力机吨位（kN）；F——锻件投影面积，包括飞边及连皮（cm2）；K——钢种系数，对于10、20、Q235号钢K＝0.9；45、20Cr钢K＝1；45Cr、45CrNi钢K＝1.1；GCr15、45CrNiMo钢K＝1.25。
上述公式适用于一次打击成形。
若采用2～3次打击成形，可按上述P值折半选用。
锻造设备锻造能力计算说明书
锻造设备锻造能力计算说明书根据《锻造手册》（第1卷，锻造/中国机械工程学会塑性工程学会编-3版-北京：机械工业出版社，2007.10）中锻造设备吨位选择的描述如下：坯料尺寸：小头Ф710mm,大头Ф820mm,长1780mm如以每锤锻压深度为10mm来计算其锻造功，根据体积，可以计算锻后的截面积为：S=V/H=463028mm2 (体积V=819559318mm3 )即直径D=802.04mm,式中参数如下：H0=1780mm H=1770mm D=820.04mm D0=820mm分别代入5-12式中有：W=бt V｛ln1780/1770+1/9(820.04/1770-820/1770)｝即求出W=бtx0.00563639бt为流动应力，曲线图中横坐标为应变速率。
《锻造手册》中对应变速率的描述如下：而不同变形程度下的应变力是不一样的，它们有如下关系：由下表流动应力曲线图知道бt=（б0.4）75Mpa x（Kб）0.61 （1150℃时的流动应力，变形率0.05,实际工作时在1180℃-1200℃）即求出最后功为W=75x10 6 x0.61x0.819559318x0.00563639=211335J=211.4KJ但式中是按应变速率小于1计算的，根据1-5-13式的描述，需要求出工件平均移动速度结合设备参数表可以看出其打击频率为55min即打击时间小于：60S/55=1.09单行程是小于0.55假设锤头自由落体运动，可计算出下落至工件高度h=2.2m(设备行程)-1.78m(工件高度)=0.4m,由h=0.5 gt2 即t=0.29s,即锤打击时间为：t1=0.55s-0.29s=0.26s落体的速度V t1=gt1=9.8x0.26=2.55m/s 即平均速度为：V=V t1/2=1.275/s。
锻件重量计算公式
锻件重量计算公式锻件是一种常见的金属制品，通常用于制造机械零件、汽车零件、航空航天零件等。
在生产过程中，需要对锻件的重量进行准确计算，以便确定原材料的用量和成本，并且保证产品质量。
本文将介绍锻件重量的计算公式及其应用。
一、锻件重量计算公式。
锻件的重量计算公式一般是根据其形状和材料密度来确定的。
常见的锻件形状包括圆柱形、方柱形、圆盘形等，不同形状的锻件重量计算公式也不同。
以下是常见的几种锻件重量计算公式：1. 圆柱形锻件重量计算公式：圆柱形锻件的重量可以通过以下公式来计算：重量（kg）= π r^2 h ρ。
其中，r为锻件底部半径，h为锻件高度，ρ为材料密度。
2. 方柱形锻件重量计算公式：方柱形锻件的重量可以通过以下公式来计算：重量（kg）= l w h ρ。
其中，l为锻件长度，w为锻件宽度，h为锻件高度，ρ为材料密度。
3. 圆盘形锻件重量计算公式：圆盘形锻件的重量可以通过以下公式来计算：重量（kg）= π r^2 t ρ。
其中，r为锻件底部半径，t为锻件厚度，ρ为材料密度。
以上公式是常见的锻件重量计算公式，通过这些公式可以准确计算出不同形状的锻件的重量。
二、锻件重量计算实例。
为了更好地理解锻件重量计算公式的应用，我们可以通过一个实际的计算实例来进行说明。
假设我们需要计算一个圆柱形锻件的重量，该锻件的底部半径为10cm，高度为20cm，材料密度为7.85g/cm^3。
我们可以按照上述的圆柱形锻件重量计算公式来进行计算：重量（kg）= π 10^2 20 7.85 / 1000 = 123.5kg。
通过以上计算，我们可以得出该圆柱形锻件的重量为123.5kg。
三、锻件重量计算的注意事项。
在进行锻件重量计算时，需要注意以下几点：1. 确定锻件的形状，不同形状的锻件需要使用不同的重量计算公式，因此在进行计算之前需要先确定锻件的形状。
2. 确定材料密度，材料密度是影响锻件重量的重要因素，需要根据实际情况准确确定材料密度。
第八章---锻模设计
圆角半径R’：
R’= R+c
式中 R —— 终锻模膛相应部位
上的圆角半径；
终 锻 模 膛 深
c—— 系数。 H<10mm，c=2； H=20~25mm，c=3； H=25～50mm，c=4； H>50mm，c=5。
4．带枝芽的锻件 为了便于金属流入枝芽处，简化预锻模膛的枝芽形
状，与枝芽连接处的圆角半径适当增大，必要时可在分 模面上设阻尼沟，加大预锻时金属流向飞边槽的横向阻 力，如图8-6所示。
⑵在设有预锻模膛时，偏心打击将不可避免，应把预锻模 膛和终锻模膛分设在锻模中心的两旁，并同时在键槽中 心线上，使a／b ≤ 1／2或a ≤ l／3L。
⑶制坯模膛的布置第一道制坯工步应当安排在吹风管的 对面，以避免氧化皮落在终锻模膛里。
弯曲模膛的位置要便于弯曲后可直接地把坯料送到 终锻模膛中，如图8-29a所示 。
第八章 锻模设计 第一节 终锻模膛设 终锻模膛用来完成锻件最终成形。 组成：模膛、飞边槽和钳口。
一、热锻件图 热锻件图的尺寸应比冷锻件图上的相应尺寸有所放
大。理论上加放收缩率后的尺寸L按下式计算：
L＝l（1＋δ）
式中：l —— 冷锻件尺寸； δ —— 终锻温度下金属的收缩率。
二、飞边槽 1．开式模锻中金属流动过程分析
拔长、滚挤、弯曲、卡压、成形等制坯工步和预锻 及终锻工步所组成。
（1）直长轴线锻件 一般采用拔长、滚挤、卡压、成形等制坯工步。得到
中间毛坯，长度与终锻模膛的长度相等，沿锻件轴线的每 一横截面积等于相应处锻件截面积与飞边截面积之和。
（2）弯曲轴线锻件（图8-13） 制坯工步与前面的大致相同，但增加了一道弯曲
的设计最为重要。
⑴终锻工步设计
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二）计算坯料质量与尺寸
【坯料质量】坯料质量可按下式计算
G 坯料=G 锻件+G 烧损+G 料头
式中G 坯料——坯料质量
G 锻件——锻件质量
G 烧损——加热时由于坯料表面氧化而烧损的质量。
第一次加热取被加热金属的2~3%，以后每次加热取1.5~2.0%
G 料头——在锻造过程中冲掉或切掉的那部分金属的质量。
如冲孔时坯料中部的料芯，修切端部的料头等。
当锻造大型锻件时，如采用钢锭作坯料，还要考虑应切掉的钢锭头部和尾部的质量。
2．坯料尺寸根据坯料质量即可确定坯料尺寸。
在计算坯料尺寸前，先要考虑锻造比。
【锻造比】是指坯料在锻造前后的断面积的比值。
对于拔长工序来说，其锻造比R d 可按下式计算:
R d =A 0 /A 1 或L 1 /L 0
式中A 0 、A 1 ——拔长前、后坯料的断面积；
L 0 、L 1 ——拔长前、后坯料的长度。
对于镦粗工序来说，其锻造比(R u )可按下式计算:
R u =A 1 /A 0 或H 0 /H 1
式中A 0 、A 1 ——镦粗前、后坯料的断面积；
H 0 、H 1 ——镦粗前、后坯料的高度。
确定坯料的尺寸时，应满足对锻件的锻造比要求，并应考虑变形工序对坯料尺寸的限制。
采用镦粗法锻造时，为避免镦弯，坯料的高径比(H 0 /D 0 <2.5)。
但为下料方便，坯料高径比还应大于1.25。
根据坯料质量，由下式求出坯料体积V 坯。
V 坯=m 坯/ ρ
ρ——金属密度。
对于钢铁ρ =7.85kg/dm 3 。
然后，求出坯料横截面积A 0 。
采用拔长法锻造时，由公式：
A 0 =R d A 1
因锻后横截面积A 1 可知，故可求出A 0 ( 坯料为钢锭时，锻造比R d 取2.3～3. 0；坯料为轧材时，R d 取l.3～1.5)，最后可求出坯料直径或边长。
（三）制定锻造工序
根据不同类型的锻件选用不同的锻造工序。
工序确定后，尚须确定所用的工夹具、加热设备、加热和冷却规范及根据锻件质量确定锻造设备。
（四）自由锻件的锻造工艺规程举例。
自由锻件的锻造工艺规程举例见下表。