自由锻造工艺规程的编制及举例
自由锻造工艺规程编制(DOCX 34页)
自由锻造工艺规程编制(DOCX 34页)当用钢锭作原毛坯时，上式中还应加上冒口重量G 冒口和底部重量G 底部。
锻件重量G 锻件根据锻件图决定。
对于复杂形状的锻件，一般先将锻件分成形状简单的几个单元体，然后按公称尺寸计算每个单元体的体积，G 锻件可按下式求得； G 锻件=γ（V 1+V 2+…+V n ）式中 γ----金属的密度；V 1+V 2+…+V n-----各单元体体积。
对轴类锻件需考虑台阶处之余面（图8.3、8.4）所需的重量。
图8.3 台阶轴类锻件余面其计算公式为：G 余面=0.2（D-d ）2（D+2d ）(尺寸以dm 计算);图8.4 曲轴类锻件余面其计算公式为：G 余面=h 2B(尺寸以dm 计算)。
G 切头包括修切锻件端部时的料头重量和冲孔芯料等，端部料头重量的计算方法见表8.1。
表8.1是一种最简单的端部切料情况的计算方法，而实际上切料的数值与锻件的复杂程度有关。
例如锻造台阶时，为防止内凹和夹层现象，压痕和压肩时端部所留的最短长度应大于0.3D。
如果台阶轴的轴颈较短时，则切区的料头重量便要较多。
因此，复杂件切料的数值根据具体工艺来定。
表8.1 端部料头的计算公式冲孔芯料决定于冲孔方法和锻件尺寸，计算方法见表8.2.表8.2冲孔芯料的计算注：表中d --------实心孔之直径（mm）H --------冲孔前坯料的高度（mm）表8.3 火耗与加热次数所占锻件重量的百分比烧损的重量G 烧损与炉子的类型，毛坯的性质和加热次数等有关，一般用所占的百分数表示。
见表8.3。
钢锭冒口和底部切区的重量G 冒口和G 底部占整个钢锭重量百分比见表8.4。
8.2.2.毛坯尺寸的确定毛坯尺寸的确定与所采用的第一个基本工步（镦粗或拔长）有关，所采用的工步不同，确定的方法也不一样。
表8.4钢锭冒口和底部切去的重量百分比（％）（1）采用镦粗法锻制锻件时，毛坯尺寸的确定对于钢坯，为避免镦粗时产生弯曲，应使毛坯高度H 不超过其直径D（或方形边长A）的2.5倍，但为了在截料时便于操作，毛坯高度H不应小于1.25D（或A），即1.25D（A）≤H≤2.5D（A）对圆毛坯；D=（0.8～1）3坯V对方毛坯；A=（0.75～0.8）3坯V初步确定了D（或A）之后，应根据国家标准选用标准直径或边长。
最新自由锻造工艺规程的编制及举例资料
自由锻造工艺规程的编制及举例制定自由锻工艺规程的过程就是自由锻工艺设计的过程。
主要有以下内容：(一)绘制锻件图自由锻件的锻件图是在零件图的基础上考虑了加工余量、锻造公差、工艺余块等之后绘制的图绘制自由锻件的锻件图可按以下步骤进行：1.简化锻件形状为了简化锻造工艺，零件上的小孔、凹档、台阶等部分，可加上余块而不予锻岀，如图a。
是否加余块要根据零件的形状、尺寸、锻造技术水平和经济效果来确定。
2.确定加工余量和锻件公差(1)机械加工余量【机械加工余量】为使零件具有一定的加工尺寸和表面粗糙度，在零件表面需要加工的部分，锻件上留一层供作机械加工用的金属，称作机械加工余量（见上图a）。
（2）余块【余块】为简化锻件外形及锻造过程，在锻件的某些地方和添一些大于机械加工余量的金属，种加添的金属称作余块（见上图a）。
（3 ）锻件公差【锻件公差】锻件实际尺寸与基本尺寸之间所允许的误差。
公差值的大小是根据锻件形状、寸并考虑生产的具体情况而定的。
3．绘制锻件图在锻件图上，规定用粗实线绘出锻件的形状。
为了便于了解零件的形状和检查锻件的实际加工余量，在锻件图上还要用双点划线绘出零件的主要形状，如图10-27b 。
（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。
第10章锻造（自由锻造工艺规程的编制及举例）
第十章锻压章节重点本章重点介绍了锻压的分类、特点、应用塑性变形对金属组织和性能的影响自由锻的主要工序及工艺要点锻压件的特点及应用。
学习目标1了解锻压的分类、特点、应用。
2理解塑性变形对金属组织和性能的影响常用金属的锻压性能。
3了解自由锻的主要工序及工艺要点识读锻件图、坯料的质量和尺寸、锻造工序、加热和冷却规范、锻造设备等会画简单锻件图。
4了解其他常用锻压方法的特点及应用、锻压技术发展趋势。
5初步具备合理选择典型零件的锻压方法、分析锻件结构工艺性具有锻件质量与成本分析的初步能力。
第一节锻压的基本知识一、锻压的概述【锻压】是指对坯料施加压力使其产生塑性变形改变尺寸、形状及改善性能用以制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方法。
它是锻造和冲压的总称。
锻压包括轧制、挤压、拉拨、自由锻造、模型锻造、冲压等加工方法其典型工序实例如图所示。
常用的锻压加工方法锻压加工是以金属的塑性变形为基础的各种钢和大多数非铁金属及其合金都具有不同程度的塑性因此它们可在冷态或热态下进行锻压加工而脆性材料如灰铸铁、铸造铜合金、铸造铝合金等则不能进行锻压加工。
金属锻压加工的主要特点: 优点1 能改善金属内部组织提高金属的力学性能。
2 节省金属材料。
与直接切削钢材的成形相比还可以节省金属材料的消耗而且也节省加工工时。
3 生产效率较高。
如齿轮轧制、滚轮轧制等制造方法均比机械加工的生产率高出几倍甚至几十倍以上。
缺点: 1 不能获得形状很复杂的制件其制件的尺寸精度、形状精度和表面质量还不够高 2 加工设备比较昂贵制件的成本比铸件高。
二、金属的塑性变形金属在外力作用下将产生变形其变形过程包括弹性变形和塑性变形两个阶段。
【弹性变形】是指除去外力后物体完全恢复原状的变形。
【塑性变形】是指作用在物体上的外力取消后物体的变形不完全恢复而产生的永久变形。
塑性变形不仅能用于成形加工还会对金属的组织和性能产生很大影响。
一塑性变形的实质1 单晶体的塑性变形单晶体的变形方式有滑移和孪生两种。
自由锻
自由锻工艺规程的制订工艺：将原材料或半成品加工成产品的工作、方法、技术等。
规程：将某种政策、制度等所做的分章分条的规定。
（1）锻件图的绘制在零件图的基础上，考虑加工余量、锻造公差、余块等因素后绘制的工艺图。
a）加工余量锻件表面留有供机械加工的金属层，5-20mm。
b）锻造公差锻件尺寸相对于公称尺寸所允许的变动量。
c）余块为便于锻造而增加的那一部分金属。
如较小孔、槽等。
（2）确定坯料的重量和尺寸1）坯料重量计算m坯=m锻件+m损m损=m烧+m芯+m切其中：m烧——火耗损失m芯——冲孔冲掉的芯料m切——修切端部的损失2）坯料尺寸、锻造比锻造比：锻件在锻造成形时的变形程度。
锻造比过小，达不到性能要求，过大则增大工作量，引起各向异性。
只有锻造比选择合适时，则毛坯内部缺陷被压合，树枝晶被打碎，晶粒显著细化，力学性能得到提高。
a）锻造比的计算方法:拔长时，B拔=A0/A镦粗时，B镦=H0/H一般情况下，铸锭作为坯料时，锻造比不小于2.5—3；轧制型材作为坯料时，锻造比选择1.3—1.5。
b）坯料尺寸：根据坯料重量和锻造比确定。
（3）选择自由锻工序（4）选择锻造设备根据锻件的尺寸、形状、材料等条件来选择设备种类及其规格，既保证锻透工件、有较高的生产率，又不浪费动力，并使操作方便。
（5）填写工艺卡自由锻的基本工序1. 镦粗镦粗是使坯料的截面增大，高度减小的锻造工序。
镦粗有完全镦粗、局部镦粗和垫环镦粗等三种方式。
局部镦粗按其镦粗的位置不同又可分为端部镦粗和中间镦粗两种。
如图3-1所示。
镦粗主要用来锻造圆盘类（如齿轮坯）及法兰等锻件，在锻造空心锻件时，可作为冲孔前的预备工序，镦粗可作为提高锻造比的预备工序。
镦粗的一般规则、操作方法及注意事项如下：⑴被镦粗坯料的高度与直径（或边长）之比应小于2.5～3，否则会镦弯（图3-2a）。
工件镦弯后应将其放平，轻轻锤击矫正（图3-2b）。
局部镦粗时，镦粗部分坯料的高度与直径之比也应小于2.5～3。
简单零件的自由锻造工艺流程
简单零件的自由锻造工艺流程一、什么是自由锻造。
自由锻造啊，就像是打铁的艺术。
它是利用冲击力或者压力，让金属在上下两个砧块之间变形，这个过程没有模具的限制，所以叫自由锻造。
这就好比你捏橡皮泥，想怎么捏就怎么捏，不过这可是金属，可比橡皮泥硬多啦。
二、准备工作。
1. 原材料的选择。
这就像做菜选食材一样重要。
我们得根据要锻造的零件要求，选合适的金属材料。
比如说，如果要锻造一个强度要求高的小零件，可能就会选合金钢之类的。
这个材料得质量好，没有太多缺陷，不然锻造出来的零件也不会好到哪里去。
2. 加热设备的准备。
金属可不像面团，常温下很难变形，所以得把它加热。
这时候加热设备就登场啦。
像加热炉这种东西，得提前检查好，保证能正常工作，把金属加热到合适的温度。
就像冬天烤火一样，让金属变得“暖和”，这样它就容易塑形啦。
三、锻造过程。
1. 镦粗。
这是自由锻造里常见的一步。
把加热好的金属坯料放在砧块上，然后用压力让它的高度减小，横截面积增大。
想象一下，就像把一个瘦高的柱子变成矮胖的墩子。
这个过程要注意控制压力和变形速度，要是太猛了，金属可能会出现裂纹，那就像不小心把饼干捏碎了一样糟糕。
2. 拔长。
跟镦粗相反，拔长是让金属坯料变长变细。
就像是把一个粗短的面团拉成细长的面条一样。
不过这个过程也不容易，要从坯料的一端开始，一点点地让它变形均匀。
如果不均匀，那就会一边粗一边细，就像歪脖子树一样难看，而且还会影响零件的质量。
3. 冲孔。
有些零件中间需要有个孔，这时候就要冲孔啦。
用冲头在坯料上冲出一个孔来。
这就像在蛋糕上挖个洞一样，不过可不能乱挖，得按照设计要求来。
要注意冲头的位置和力度，不然这个孔可能会歪掉或者不圆，那就不符合要求啦。
四、后续处理。
1. 冷却。
锻造完了，金属可不能就这么不管了。
得让它慢慢冷却，就像运动完了要休息一下一样。
如果冷却太快，金属内部可能会产生应力，就像人突然被冷水激到会生病一样，零件可能就会出现裂纹或者变形。
自由锻工艺
图2- 6传动轴简化后的形状自由锻工艺编制如图2-5 所示轴的锻造工艺规程。
轴材料为45钢，数量20件。
图2-5轴零件简图1. 简化锻件形状为简化锻件形状与锻造工序，故键槽，退刀槽，销，小孔均加余块，不予锻出：同时考虑减少轴的 台阶数。
按表2-1来确定是否加余块,即台阶是否锻出。
零件总长度: L =400mm各部分长度:由左向右分别设各段长度为l 1﹑l 2﹑l 3﹑l 4, l 5, l 6,及l 7；则l 1=55mm l 2=34mm l 3=22mm l 4=194mm l 5=20mm l 6=45mm l 7=32mm各部分直径: 相应的直径分别设为D 1、 D 2、D 3、D 4、D 5 ,D 6, D 7, 则 D 1=φ28mm D 2=φ36mm D 3=φ40mm D 4=φ48mm D 5=φ40mm D 6=φ36mm D 7=φ25mm各部分台阶高度:由左向右台阶高度分别设为h 1、h 2、h 3、h 4、h 5、h 6，则h 1 = mm=4mm22836212-=-D D h 2 = mm=2mm 23640223-=-D D h 3 = mm=4mm 24048234-=-D D h 4 = mm=4mm 24048254-=-D D h 5= mm=2mm 23640265-=-D D h 6= mm=5.5mm 22536276-=-D D查表2-1,根据各部分台阶高度h 1、h 2、h 3、h 4、h 5、h 6),零件总长(L)及相邻台阶直径(D 2、D 3、D 4、D 5 ,D 6, D 7,),查得各部分锻出的最小长度。
因为除h 6=5.5mm>5mm 外,其余h 均小于5mm,故l 1 至 l 6为锻不出部分，应加余块。
右端台阶（l 7段）：根据h 6=5.5mm,L=400mm,相邻直径D 6=36mm,查表2-1得锻出台阶的最小长度l =32mm<140mm ，故不需锻出。
自由锻锻造规范
1 目的对本公司的锻压过程作出具体规定，确保产品的最终质量。
2 范围适用于本公司的自由锻工序。
3 职责生产部负责开发和维护此作业流程，并且确定各设备操作中的负责人4 程序4.1 自由锻工序自由锻工序：基本工序、辅助工序和修整工序。
4.1.1 基本工序使金属坯料产生一定程度的塑性变形，以得到所需形状、尺寸或改善材质性能的工艺过程。
它是锻件成形过程中必需的变形工序，如镦粗、拔长、弯曲、冲孔、切割、扭转和错移等。
实际生产中最常用的是镦粗、拔长和冲孔三个工序。
4.1.1.1镦粗沿工件轴向进行锻打，使其长度减小，横截面积增大的操作过程。
常用来锻造齿轮坯、凸缘、圆盘等零件，也可用来作为锻造环、套筒等空心锻件冲孔前的预备工序。
镦粗可分为全镦粗和局部镦粗两种形式，如图4.1镦粗时，坯料不能过长，高度与直径之比应小于2.5，以免镦弯，或出现细腰、夹层等现象。
坯料镦粗的部位必须均匀加热，以防止出现变形不均匀。
图4.1 镦粗a）全镦粗b）局部镦粗4.1.1.2拔长拔长是沿垂直于工件的轴向进行锻打，以使其截面积减小，而长度增加的操作过程，如图4.2常用于锻造轴类和杆类等零件。
对于圆形坯料，一般先锻打成方形后再进行拔长，最后锻成所需形状，或使用V型砧铁进行拔长，如图4.3图4.2拔长图4.3用V型砧铁拔长圆坯料4.1.1.3冲孔利用冲头在工件上冲出通孔或盲孔的操作过程。
常用于锻造齿轮、套筒和圆环等空心锻件，对于直径小于25mm的孔一般不锻出，而是采用钻削的方法进行加工。
a)在薄坯料上冲通孔时，可用冲头一次冲出。
若坯料较厚时，可先在坯料的一边冲到孔深的2／3深度后，拔出冲头，翻转工件，从反面冲通，以避免在孔的周围冲出毛刺，如图4.4b)实心冲头双面冲孔时，圆柱形坯料会产生畸变。
畸变程度与冲孔前坯料直径D0、高度H0和孔径d1等有关。
D0/d1愈小，畸变愈严重，另外冲孔高度过大时，易将孔冲偏，因此用于冲孔的坯料直径D0与孔径d1之图4.4孔a）薄坯料冲孔b）厚坯料冲孔1－冲头2－坯料3－垫环4－芯料4.2 辅助工序4.2.1 为使基本工序操作方便而进行的预变形工序称为辅助工序（压钳口、切肩等）。
自由锻锤安全操作规程模版
自由锻锤安全操作规程模版一、前言自由锻锤是一种用于金属材料成形和加工的重要工具，但其操作过程中存在一定的危险性。
为了确保操作人员的人身安全和设备的正常运行，特制定本安全操作规程，以指导操作人员正确、安全地使用自由锻锤。
二、安全装备和防护1. 在操作自由锻锤之前，操作人员应佩戴符合安全标准的个人防护装备，包括但不限于头盔、耳塞、防护眼镜、防护手套和耐热鞋等。
2. 在进行高温锻造时，应佩戴防火服，确保身体免受高温伤害。
3. 确保操作区域周围没有杂物和堆放物，保持通道畅通。
三、自由锻锤的安全操作步骤1. 在操作前检查自由锻锤的状态，确保其各部件和安全装置完好无损。
2. 在操作自由锻锤前，操作人员应对其进行预热，以确保其正常运行。
3. 将待锻造的金属材料放置在锻锤的工作台上，并用固定装置将其稳定。
4. 调整锻锤的高度和冲程，确保锻造力度和位置的准确性。
5. 操作人员应站在安全位置，并确保周围无人，以防止意外伤害。
6. 启动自由锻锤，进行锻造操作，要保持专注、耐心和稳定的节奏。
7. 在锻造过程中，不得将手、脚或其他身体部位放置在工作区域内，以避免受伤。
四、自由锻锤的维护和故障处理1. 在锻锤操作结束后，关闭电源，并进行必要的清理和维护工作。
2. 定期检查自由锻锤的各个部件，确保其稳定性和工作状态。
3. 如果发现自由锻锤有异常响声或其他异常情况，应及时停机，并通知维修人员进行处理。
五、自由锻锤的事故应急处置1. 如果在自由锻锤操作过程中发生事故，操作人员应立即停机并报告领导和相关人员。
2. 在应急情况下，应及时向运营中心、消防部门等相关部门求助，并按照其指导进行处理。
3. 为了避免二次事故，应进行现场封锁和安全隔离，确保人员安全。
六、操作人员安全培训和考核1. 所有操作自由锻锤的人员都应接受安全培训，并通过相关考核。
2. 定期组织安全培训和演练，以确保操作人员的安全意识和应急处置能力。
七、安全监督和检查1. 为了确保安全操作规程的执行，应设置专门的安全监督和检查机构。
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自由锻造工艺规程的编制及举例制定自由锻工艺规程的过程就是自由锻工艺设计的过程。
主要有以下内容 :（一）绘制锻件图自由锻件的锻件图是在零件图的基础上考虑了加工余量、锻造公差、工艺余块等之后绘制的图。
绘制自由锻件的锻件图可按以下步骤进行 :1.简化锻件形状为了简化锻造工艺，零件上的小孔、凹档、台阶等部分，可加上余块而不予锻出，如图a。
是否加余块要根据零件的形状、尺寸、锻造技术水平和经济效果来确定。
ａ）ｂ）a) 机械加工余量、台阶、法兰、凹挡b)锻件图锻件2. 确定加工余量和锻件公差(1)机械加工余量【机械加工余量】为使零件具有一定的加工尺寸和表面粗糙度，在零件表面需要加工的部分，在锻件上留一层供作机械加工用的金属，称作机械加工余量 (见上图a)。
(2) 余块【余块】为简化锻件外形及锻造过程，在锻件的某些地方和添一些大于机械加工余量的金属，这种加添的金属称作余块 (见上图a)。
(3）锻件公差【锻件公差】锻件实际尺寸与基本尺寸之间所允许的误差。
公差值的大小是根据锻件形状、尺寸并考虑生产的具体情况而定的。
3．绘制锻件图在锻件图上，规定用粗实线绘出锻件的形状。
为了便于了解零件的形状和检查锻件的实际加工余量，在锻件图上还要用双点划线绘出零件的主要形状，如图10-27b。
（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/ ρρ——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。
锻件名称齿轮坯工艺类别自由锻造材料45设备65kg空气锤加热火次１锻造温度范围1200～800℃锻件图坯料图序号工序名称变形简图１墩粗２冲孔３修整外圆４修整平面齿轮坯自由锻工艺过程锻件的结构工艺性绘制锻件图等工艺设计工作是解决如何锻造出合格锻件的问题，而锻件的结构工艺性，则是考虑什么样的结构容易优质高产地锻造出来的问题。
锻造方法不同，对零件的结构工艺性的要求也不同。
下面分别讨论自由锻、胎模锻和锤上模锻的零件结构工艺性。
( 一 ) 自由锻件的结构工艺性1、自由锻零件的特点自由锻主要生产形状简单、精度较低和表面粗糙度较高的毛坯。
这是设计锻件结构时要首先考虑的因素。
同时，还要在保证零件使用性能的前提下，考虑如何便于锻打，如何才能提高生产效率。
2、自由锻件的结构工艺性要求自由锻件的结构工艺性要求见下表。
结构工艺性要求不合理合理锻件上应避免有锥形和楔形表面应避免出现加强肋，工字形截面等复杂结构应力求简化两球形面的交接应避免出现形状复杂的凸台及叉形件的内凸台等自由锻件的结构工艺性(二) 胎模锻件和模锻件的结构工艺性1. 胎模锻和模锻件的特点胎模锻和模锻允许零件上有较复杂的曲面、肋条和小凸台，甚至可以在锻件上制出花纹和文字。
由于坯料是在模膛内产生塑性变形的，所以成形性好，锻件的精度较高，表面粗糙度值较低，这是模锻和胎模锻优于自由锻的地方。
必须注意，在与模锻锤击方向平行的面上，一般是不允许有凹入和凸出部分的，否则无法进行模锻。
2. 胎模锻件和模锻件的结构工艺性要求胎模锻件和模锻件的结构工艺性要求见下表。
结构工艺性要求不合理合理模锻件必须有一个合理的分模面，有利于坯料充满模膛，节约金属材料便于模具加工，减少错移量，以保证锻件能从锻模中顺利取出来。
应有适当的模锻斜度和截面形状，便于脱模。
应有适当的圆角半径，有利于金属充满模膛，便于起模和提高锻模寿命。
应尽量具有对称结构，利于简化模具的设计与制造。
不宜在锻件上设计出过高、过窄的肋板或过薄辐板，减少模具劳动量，简化模具制造，提高模具寿命。
胎模锻件和模锻件的结构工艺性自由锻造自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自由锻。
锻造特点自由锻造所用工具和设备简单，通用性好，成本低。
同铸造毛坯相比，自由锻消除了缩孔、缩松、气孔等缺陷，使毛坯具有更高的力学性能。
锻件形状简单，操作灵活。
因此，它在重型机器及重要零件的制造上有特别重要的意义。
自由锻造是靠人工操作来控制锻件的形状和尺寸的，所以锻件精度低，加工余量大，劳动强度大，生产率也不高，因此它主要应用于单件、小批量生产。
锻造分类自由锻造分手工自由锻和机器自由锻。
手工自由锻生产效率低，劳动强度大，仅用于修配或简单、小型、小批锻件的生产。
在现代工业生产中，机器自由锻已成为锻造生产的主要方法，在重型机械制造中，它具有特别重要的作用。
主要设备自由锻造的设备分为锻锤和液压机两大类。
生产中使用的锻锤有空气锤和蒸汽-空气锤。
液压机是以液体产生的静压力使坯料变形的，是生产大型锻件的唯一方式。
基本工序自由锻造的基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转、错移及锻接等。
拔长拔长示意图【拔长】也称延伸，它是使坯料横断面积减小、长度增加的锻造工序。
拔长常用于锻造杆、轴类零件。
拔长的方法主要有两种：1、在平砧上拔长。
2、在芯棒上拔长。
锻造时，先芯棒插入冲好孔的坯料中，然后当作实心坯料进行拔长。
拔长时，一般不是一次拔成，先将坯料拔成六角形，锻到所需长度后，再倒角滚圆，取出芯棒。
为便于取出芯棒，芯棒的工作部分应有1：100 左右的斜度。
这种拔长方法可使空心坯料的长度增加，壁厚减小，而内径不变，常用于锻造套筒类长空心锻件。
[3]镦粗【镦粗】是镦粗示意图使毛坯高度减小，横断面积增大的锻造工序。
镦粗工序主要用于锻造齿轮坯、圆饼类锻件。
镦粗工序可以有效地改善坯料组织，减小力学性能的异向性。
镦粗与拔长的反复进行，可以改善高合金工具钢中碳化物的形态和分布状态。
镦粗主要有以下三种形式：1、完全镦粗。
完全镦粗是将坯料竖直放在砧面上，在上砧的锤击下，使坯料产生高度减小，横截面积增大的塑性变形。
2、端部镦粗。
将坯料加热后，一端放在漏盘或胎模内，限制这一部分的塑性变形，然后锤击坯料的另一端，使之镦粗成形。
用漏盘的镦粗方法，多用于小批量生产；胎模镦粗的方法，多用于大批量生产。
在单件生产条件下，可将需要镦粗的部分局部加热，或者全部加热后将不需要镦粗的部分在水中激冷，然后进行镦粗。
3、中间镦粗。
这种方法用于锻造中间断面大，两端断面小的锻件，例如双面都有凸台的齿轮坯就采用此法锻造。
坯料镦粗前，需先将坯料两端拔细，然后使坯料直立在两个漏盘中间进行锤击，使坯料中间部分镦粗。
为了防止镦粗时坯料弯曲，坯料高度h与直径d之比h/d ≤ 2.5 。
[3]冲孔【冲孔】是在坯料冲孔示意图上冲出透孔或不透孔的锻造工序。
冲孔的方法主要有以下两种：1、双面冲孔法。
用冲头在坯料上冲至2/3～3/4深度时，取出冲头，翻转坯料，再用冲头从反面对准位置，冲出孔来。
2、单面冲孔法。
厚度小的坯料可采用单面冲孔法。
冲孔时，坯料置于垫环上，一略带锥度的冲头大端对准冲孔位置，用锤击方法打入坯料，直至孔穿透为止。
[3]弯曲【弯曲】采用弯曲示意图一定的工模具将坯料弯成所规定的外形的锻造工序，称为弯曲。
常用的弯曲方法有以下两种：1、锻锤压紧弯曲法。
坯料的一端被上、下砧压紧，用大锤打击或用吊车拉另一端，使其弯曲成形。
2、模弯曲法。
在垫模中弯曲能得到形状和尺寸较准确的小型锻件。
[3]切割切割示意图【切割】是指将坯料分成几部分或部分地割开，或从坯料的外部割掉一部分，或从内部割出一部分的锻造工序。
错移错移示意图【错移】是指将坯料的一部分相对另一部分平行错开一段距离，但仍保持轴心平行的的锻造工序，常用于锻造曲轴零件。
错移时，先对坯料进局部切割，然后在切口两侧分别施加大小相等、方法相反且垂直于轴线的冲击力或压力，使坯料实现错移。
[3]锻接锻接示意图【锻接】是将坯料在炉内加热至高温后，用锤快击，使两者在固态结合的锻造工序。
锻接的方法有搭接、对接、咬接等。
锻接后的接缝强度可达被连接材料强度的70%～80%。
[3]扭转扭转示意图【扭转】是将毛料的一部分相对于另一部分绕其轴线旋转一定角度的锻造工序。
该工序多用于锻造多拐曲轴和校正某些锻件。
小型坯料扭转角度不大时，可用锤击方法。
[自由锻造的缺陷裂纹可能由坯料质量不好、加热不充分、锻造温度过低、锻件冷却不当和锻造方法有误造成的。
末端凹陷和轴心裂纹可能由于锻造时坯料内部未热或坯料整个截面未锻透，变形只产生在坯料表面造成的。
折叠可能由于坯料在锻压时送进量小于单面压下量而造成的。