自由锻模锻工艺1

c 应力状态： 压应力数目↑→ 塑性↑
拉应力数目↑→ 塑性↓
§2 常用的锻造方法
一自由锻的实质和自分由类锻、模锻、胎模锻
1 实质： 在冲击力或压力的作用下，通过上下抵铁等通用工具， 使金属发生塑性变形而成型的过程。
自由：金属在水平面的各个方向变形不受限制。
2 分类：
手工自由锻：生产率低，劳动强度大，锤击力小。应用于生产小型锻件。
应用：用于载荷大，转速高，受力复杂件的重要件。 如机床主轴、重要齿轮、炮筒、枪管等。
§1 金属的锻造性能（可锻性）
一 概念
金属的锻造性能是指金属经受锻压时，发生塑性变形 得到所需形状的难易程度。
金属的锻造性能是材料塑性和变形抗力的综合体现。 塑性 变形抗力 则锻造性能
二 锻造性能的影响因素
1 金属的本质： a 化学成份： 纯金属的锻造性能好，钢中C 合金元素 锻造性能 b 金属组织： 纯金属、固溶体锻造性能好，而碳化物的可锻性差；
5 模锻：将金属料放在具有一定形状的 锻模模膛内，受冲击力或压力 而变形的加工方法。
6 冲压： 使薄板材料在冲模间受到冲 压而分离或变形的过程。
轧制 、挤压、拉拔主要是冶金行业生产金属原材料 自由锻、模锻、冲压统称为锻压
主要是机械制造工业生产毛坯、零件
三 锻压加工的特点和应用 1 机械性能好； 2 难于生产形状复杂件； 3 设备昂贵，成本高。
机械自由锻：
空气锤： 落下部分的重量40～750公斤，只能锻造
锤上自由锻：
100公斤以下的小型锻件。
空气—蒸气锤： 落下部分的重量0.5～5吨，可以锻
造小于1500公斤的中小件。
水压机上锻造： 产生几千吨的压力（最大12000吨），用于大型
3 自由锻的特点和应用： 特点：
工具简单，费用少；
各种重量的锻件都能适应，尤其它是锻造大型锻件的唯一方法；
压力机上模锻： 在压力作用下迫使工件变形，所用的设备主要有：
磨擦压力机： 平锻机： 曲状可以复杂些； 尺寸精度高； 生产率高；大批量生产成本低； 设备和锻模费用高； 适用于中小型锻件的大批量生产， 重量＜150公斤， 批量＞2500件。
三 胎模锻
1 实质：在自由锻设备上使用胎模生产锻件的方法。 胎模是一种简单的模具。
1 确定余块（敷料）：
为简化锻件形 状而增加的金属。
2 确定加工余量和公差：
锻件图的绘制方法：锻件的形状用粗实线表示，零件的形状用双点划线表示；
（二）计算坯料
1 确定料的形式： 大型锻件（2 吨以上）选用钢锭，中小型 锻件则选用型材或钢坯。
2 算料方法：（以所用的主要工序为拔长、圆截面钢材或钢坯为例）
查表取规格钢材
（三）确定变形工序
1 基本工序：改变坯料的形状和尺寸，以达到锻件基本成型
的工序。特点：变形量大 镦粗、拔长、心轴上拔长、冲孔、弯曲、 扭转、错移、切断、锻接、心轴上扩孔
2 辅助工序：大变形前的次要变形，方便基本工序的操作
压肩、倒棱、划线、压钳口等。
3 修整工序：修正锻件的最后尺寸和形状，使之达到图
样的要求。 如精整表面外形、鼓形滚圆、弯曲矫正等。
原则：根据锻件的形状和工序的特点， P89 图2-16
轴杆类：传动轴、轧辊等
a图
拔长或墩粗、拔长
空心类：圆环、圆筒、空心轴等 b 图 墩粗、冲孔、芯轴拔长、马杠扩孔
饼块类：圆盘、齿轮坯等 c 图 墩粗、冲孔 曲轴类：：单拐或多拐曲轴 d 图 拔长、错移、扭转
a 算坯料的重量 m和体积V ： m坯 = m锻+ m烧 + m芯 + m切
b 确定坯料的尺寸（即坯料的直径和长度）： 根据锻造比选取坯料的直径d
拔长：锻造比Y指变形前后面积之比； 钢材、钢坯：Y=1.1~1.3
Y =坯料面积 / 锻件面积 = 坯料直径平方 / 锻件直径平方
坯料直径 = 锻件直径 · Y
弯曲类：e 图
拔长、弯曲
复杂形状锻件：阀体、叉杆、十字轴 f 图 适当工序组合
（四）选定设备 P90 经验类比法（根据经验公式计算）、查表法
（五）坯料的加热规范和锻造温度范围
1 加热温度的确定： 不能过高，否则过烧，晶界氧化，可锻性下降；
不能很高，否则过热，晶粒粗大，机械性能下降。
适宜的加热温度：T加热=T熔点- 200℃
生产率低 ，劳动条件差； 只能锻形状简单件，精度低加工余量大。
应用： 单件、小批最经济； 锻造大型锻件的唯一的方法。
二 模型锻造（固定模锻）
1 实质：在压力或冲击力的作用下迫使坯料沿锻模模膛变形而获得锻
件的方法。
锻模：用高强度金属制成，其模膛形状与锻件一致。 2 分类：
锤上模锻： 所用设备主要是蒸气—空气锤，适用于小于150 公斤的小型锻件。
2 特点：锻模不固定在设备上，可以和自由锻相结合。 锻模结构简单，容易制造，能节省模具钢； 工人劳动强度大，生产率较低。
3 用途：小型锻件的中小批量生产（大于200件）。
§3 自由锻
一 自由锻工艺规程的制定
零件图 → 锻件
工艺规程：规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法的工艺文件。
（一）绘制锻件图
机械混合物可锻性不好，细晶粒的锻造性能好于粗晶粒。 2 变形条件：
2 变形条件： a 变形温度： 温度↑→ 塑性↑、变形抗力↓→ 可锻性 ↑
碳钢的锻造温度范围：T始=AE－200℃ ， T终=800 ℃
b 变形速度：
变形速度↑→加工硬化↑→变形抗力↑塑性↓ 变形速度↑→热效应↑→ 变形抗力↓塑性 ↑
2 挤压：把放在挤压筒内的金属料从模孔内挤出而变形的过程。 产品主要是有色金属型材及管件。
3 拉拔：（拉丝） 将金属料拉过拉丝模的模孔而变形的加工过程。 拉拔是生产金属丝的唯一方法。 可以拉制薄壁管和特殊几何形状的型材。
4 自由锻：
将金属坯料放在上下砧子之间受冲 击力或压力而变形的加工方法。 自由：即金属料受到力的作用可 在水平面自由流动。
第二章 锻压生产
概述
一 压力加工的实质
对金属施加外力，使金属产生塑性变形，从而获得所需的形状、尺 寸和力学性能的原材料、零件和毛坯的加工方法。
二 压力加工的分类 轧制 、挤压、拉拔、自由锻、模锻、冲压 1 轧制： 使金属坯料通过一对回转轧辊之间的空隙而受到压
延的加工方法。坯料大多是钢锭，产品则是各种型钢、钢板等。
2 加热速度： 钢材可快速加热，而钢锭和合金钢则采用缓慢加热。