2022年自由锻造工艺规程的编制及举例 .docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 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、绘制自由锻件的锻件图可按以下步骤进行 :锻造公差、 工艺余块等之后绘制的图；1. 简化锻件外形 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；是否加余块要依据零件的外形、尺寸、锻造技术水平和经济成效来确定；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 机械加工余量名师归纳总结 【机械加工余量】为使零件具有肯定的加工尺寸和外表粗糙度,在零件外表需要加工的部分,在第 1 页,共 11 页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 ；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 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答应的误差；公差值的大小是依据锻件外形、尺寸并考虑生产的详细情形而定的；3绘制锻件图 在锻件图上, 规定用粗实线绘出锻件的外形；为了便于明白零件的外形和检查锻件的实际加工余量,在锻件图上仍要用双点划线绘出零件的主要外形,如图 10-27b ；二运算坯料质量与尺寸【坯料质量】坯料质量可按下式运算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外表氧化而烧损的质量；第一次加热取被加热金属的 23%,以后每次加热取 1.52.0%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,如采纳钢锭作坯料,仍要考虑应切掉的钢锭头部和尾部的质量；2 坯料尺寸依据坯料质量即可确定坯料尺寸；在运算坯料尺寸前,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；名师归纳总结 对于拔长工序来说,其锻造比 R d 可按下式运算:第 2 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 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 可按下式运算 :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,应满意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；采纳镦粗法锻造时,为防止镦弯,坯料的高径比 H 0 /D 0 <2.5；但为下料便利,坯料高径比仍应大于1.25 ； V 坯 ；依据坯料质量,由下式求出坯料体积V 坯 =m 坯 / 金属密度；对于钢铁 =7.85kg/dm 3 ；然后,求出坯料横截面积A 0 ；采纳拔长法锻造时,由公式：A 0 =R d A 1名师归纳总结 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 ；坯第 3 页,共 11 页料为轧材时, R d 取 l.3 1.5 , 最终可求出坯料直径或边长；三制定锻造工序- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 依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、加热和冷却标准及依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；工艺类别自由锻造自由锻件的锻造工艺规程举例见下表；锻件名称齿 轮 坯材 料45设备65kg 空气锤锻造温度范畴加热火次1200800锻 件 图坯 料 图序号工序名称变形简图 墩粗 冲孔 修整外圆名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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,就是考虑什么样的结构简洁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；下面分别争论自由锻、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外形简洁、精度较低和外表粗糙度较高的毛坯；这是设计锻件结构时要首先考虑的因素；同时,仍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 理锻件上应防止有锥形和楔形外表应防止显现加强肋,工字形截面等复杂结构应力求简化两球形面的交接名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 应防止显现外形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字；胎模锻和模锻答应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, 外表粗糙度值较低,这是模锻和胎模锻优于自由锻的地方；必需留意, 在与模锻锤击方向平行的面上,一般是不答应有凹入和凸出部分的,否就无法进行模锻；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 理模锻件必需有一个合理的分模面有利于坯料布满模膛,节省金属材料便于模具加工,削减错移量,以保证锻件能从锻模中顺当取出来；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 应有适当的模锻斜度和截面外形,便于脱模；应有适当的圆角半径,有利于金属布满模膛,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,削减模具劳动量,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 限制而获得所需外形及尺寸和肯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洁,通用性好, 成本低；同铸造毛坯相比,自由锻排除了缩孔、缩松、气孔等缺陷,使毛坯具有更高的力学性能；锻 件外形简洁,操作敏捷；因此,它在重型机器及重要零件的制造上有特殊 重要的意义；自由锻造是靠人工操作来掌握锻件的外形和尺寸的,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；锻造分类名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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,仅用于修配或简洁、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,它具有特殊重要的作用；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 型锻件的唯独方式；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】也称延长,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 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,的工作部 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】是镦粗示意图名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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外形和 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纳此法锻造；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；厚度小的坯料可采纳单面冲孔法；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】采纳弯曲示意图名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 肯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外形和尺寸较精确的小型锻件；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锻接锻接示意图名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 【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肯定角度的锻造 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 坯料外表造成的；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；名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 11 页