自由锻造工艺规程的编制与举例.doc
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1、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) 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,
2、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
3、 +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
4、、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 / 金属密度。对于钢铁 =7.85kg/dm 3 。 然后,求出坯料
5、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2.33.0;坯料为轧材时, R d 取l.31.5), 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 锻造温度范围1200800锻 件 图 坯 料 图 序号工序
6、名称变形简图墩粗冲孔修整外圆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
7、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
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