第三章自由锻工艺ppt课件

1、第三章第三章 自在锻工艺自在锻工艺1.1.自在锻工序及锻件分类自在锻工序及锻件分类 2. 2.自在锻造根本工序分析自在锻造根本工序分析 3. 3.自在锻工艺规程的制定自在锻工艺规程的制定本章内容重点：自在锻工序本章内容重点：自在锻工序 难点：锻造根本工序分析难点：锻造根本工序分析 自在锻工艺规程的制定自在锻工艺规程的制定本章内容：本章内容：31 概述概述分类分类 手工自在锻手工自在锻机器自在锻机器自在锻 依托人力利用简单的工具对坯料进展锻打，依托人力利用简单的工具对坯料进展锻打， 改动坯料的外形和尺寸获得锻件。改动坯料的外形和尺寸获得锻件。 依托公用的自在锻设备和公用的工具对毛依托公用的自在锻

2、设备和公用的工具对毛 坯进展锻打，改动坯料的外形和尺寸，获坯进展锻打，改动坯料的外形和尺寸，获 得所需的锻件。得所需的锻件。自在锻的定义及其分类自在锻的定义及其分类 手工自在锻手工自在锻机器自在锻机器自在锻 直接利用工具或设备将热坯料进展塑性变形，构直接利用工具或设备将热坯料进展塑性变形，构成具有一定外形和尺寸锻件的工艺方法。成具有一定外形和尺寸锻件的工艺方法。定义定义常用自在锻设备常用自在锻设备空气锤空气锤蒸汽蒸汽-空气锤空气锤液水压机液水压机空气锤的吨位空气锤的吨位(锤头分量普通为锤头分量普通为65-750Kg液液(水压机的吨位较大，水压机的吨位较大， 50015000 t，最大可达，最大

3、可达 750000kN(75000t )。可以锻造。可以锻造质量为质量为1300t的锻件。的锻件。 优点所用工具简单，通用性强，灵敏性大，适优点所用工具简单，通用性强，灵敏性大，适用单间和小批量消费，特别是大型锻件的消费用单间和小批量消费，特别是大型锻件的消费.缺陷缺陷 锻件尺寸精度低，加工余量大消费率低，锻件尺寸精度低，加工余量大消费率低，劳动强度大等。劳动强度大等。自在锻的特点自在锻的特点普通吨位为普通吨位为0.55t。空气锤的吨位空气锤的吨位(锤头分量普通为锤头分量普通为65-750Kg空气锤构造较简单；空气锤构造较简单；操作方便，维护容易，设备投资少，吨位不大，适用于消费操作方便，维护

4、容易，设备投资少，吨位不大，适用于消费小型锻件。小型锻件。 1空气锤空气锤特特点点蒸汽压力蒸汽压力0.70.8 MPa或紧缩空气压力或紧缩空气压力0.60.8MPa 来任务。来任务。规定的压力有保证，而机构稳定性好，故落下部分的质量可显规定的压力有保证，而机构稳定性好，故落下部分的质量可显著增大，锤击功能大为提高，吨位为著增大，锤击功能大为提高，吨位为0.55t 。蒸汽锤需用一套辅助设备，如蒸汽锅炉或空气紧缩机等，较空蒸汽锤需用一套辅助设备，如蒸汽锅炉或空气紧缩机等，较空气锤复杂。气锤复杂。适宜锻造中型或较大的锻件，是机器制造厂普遍运用的设备适宜锻造中型或较大的锻件，是机器制造厂普遍运用的设备

5、蒸汽蒸汽-空气锤空气锤特特点点压下速度较慢，冲击较小的静压力作用于坯料使金属变形压下速度较慢，冲击较小的静压力作用于坯料使金属变形; ;任任务时震动和噪音小，劳动条件较好；务时震动和噪音小，劳动条件较好；压力作用的时间长，容易到达较大的锻造深度，可获得整个截压力作用的时间长，容易到达较大的锻造深度，可获得整个截面为细晶粒组织的锻件；面为细晶粒组织的锻件；特大型锻件自在锻造的主要设备。需一套供水系统与支配系统，特大型锻件自在锻造的主要设备。需一套供水系统与支配系统，设备庞大，造价很高。设备庞大，造价很高。特特点点水压机水压机火车轴锻件火车轴锻件吊钩锻件吊钩锻件吊环类锻件吊环类锻件轮类锻件轮类锻件

6、典型的自在锻锻件典型的自在锻锻件自在锻工艺过程制定的根据、内容及其方式：自在锻工艺过程制定的根据、内容及其方式：制定自在锻工艺规程制定自在锻工艺规程根据根据消费实践条件消费实践条件设备才干设备才干技术程度及其先进性技术程度及其先进性经济性经济性锻件要求锻件要求制定自在锻工艺规程制定自在锻工艺规程内容内容 根据零件图绘制锻件图；根据零件图绘制锻件图； 确定坯料的资料、质量和尺寸；确定坯料的资料、质量和尺寸； 制定变形工艺及锻打火次；制定变形工艺及锻打火次； 设计工步图；设计工步图； 选择各成形工步用辅助工具；选择各成形工步用辅助工具； 制定锻件温度范围及加热、冷却规范；制定锻件温度范围及加热、冷

7、却规范； 确定锻件热处置规范；确定锻件热处置规范； 选择设备，安排消费；选择设备，安排消费； 提出锻件技术要求及检验要求提出锻件技术要求及检验要求 填写工艺规程卡片等。填写工艺规程卡片等。自在锻造方式：自在锻造方式：32 自在锻工序特点及锻件分类自在锻工序特点及锻件分类一、自在锻工序一、自在锻工序修整工序修整工序自在锻工序分类自在锻工序分类根本工序根本工序辅助工序辅助工序主要的变形工序，可以较大的改动坯主要的变形工序，可以较大的改动坯料外形和尺寸的工序。如镦粗、拔长、料外形和尺寸的工序。如镦粗、拔长、冲孔、芯轴拔长、弯曲、错移、改动冲孔、芯轴拔长、弯曲、错移、改动等。等。 坯料进入根本工序前的

8、各种预先变形坯料进入根本工序前的各种预先变形的工序。如钢锭倒棱、预压夹钳把、的工序。如钢锭倒棱、预压夹钳把、阶梯轴分段压痕等阶梯轴分段压痕等 。用来精整锻件尺寸和外形使其完全到用来精整锻件尺寸和外形使其完全到达锻件图要求的工序。如镦粗后的鼓达锻件图要求的工序。如镦粗后的鼓形滚圆和截面滚圆、凸起、凹下及不形滚圆和截面滚圆、凸起、凹下及不平和有压痕的平整、端面平整、拔长平和有压痕的平整、端面平整、拔长后的弯曲校直和镦斜后的校直等。后的弯曲校直和镦斜后的校直等。根本工序简图根本工序简图二、自在锻件分类二、自在锻件分类按锻件外形按锻件外形成形方法成形方法分为六大类分为六大类饼块类饼块类空心类空心类轴杆

9、类轴杆类曲轴类曲轴类弯曲类弯曲类复杂外形复杂外形锻件外形横向尺寸大于高度尺寸，或两者锻件外形横向尺寸大于高度尺寸，或两者相近的锻件相近的锻件锻件有中心通孔，普通为圆周等壁厚锻件锻件有中心通孔，普通为圆周等壁厚锻件沿轴向尺寸远大于径向尺寸的锻件沿轴向尺寸远大于径向尺寸的锻件锻件为实心长轴，普通沿轴线有截面积和外锻件为实心长轴，普通沿轴线有截面积和外形的变化及轴线多向弯曲形的变化及轴线多向弯曲锻件具有弯曲的轴线，一处弯曲或多处弯曲，锻件具有弯曲的轴线，一处弯曲或多处弯曲，截面相等或不相等，对称弯曲和非对称弯曲截面相等或不相等，对称弯曲和非对称弯曲锻件锻件由上述五类锻件的特征所组成的复杂锻件由上述五

10、类锻件的特征所组成的复杂锻件1 饼块类锻件饼块类锻件 如圆盘、叶轮、齿轮、锤头等，所采用的根本工序如圆盘、叶轮、齿轮、锤头等，所采用的根本工序为镦粗。随后的辅助工序及修整工序为：倒棱、滚为镦粗。随后的辅助工序及修整工序为：倒棱、滚圆、平整。圆、平整。2 2空心类锻件空心类锻件 如各种圆环、齿圈、轴承环和各种圆筒、缸体、空如各种圆环、齿圈、轴承环和各种圆筒、缸体、空心轴等，所采用的根本工序为：镦粗、心轴等，所采用的根本工序为：镦粗、 冲孔、扩孔、或芯轴拔长冲孔、扩孔、或芯轴拔长等。随后的辅助工序及修整工序为：倒棱、滚圆、校直等。等。随后的辅助工序及修整工序为：倒棱、滚圆、校直等。 3 3轴杆类锻

11、件：如传动轴、车轴、轧辊、立柱、拉杆、连杆等，轴杆类锻件：如传动轴、车轴、轧辊、立柱、拉杆、连杆等，锻造轴杆类锻件的根本工序为拔长，或镦粗锻造轴杆类锻件的根本工序为拔长，或镦粗- -拔长，辅助工序及拔长，辅助工序及修整工序为：倒棱、滚圆。修整工序为：倒棱、滚圆。4 4曲轴类锻件：如各种方式的曲轴，锻造曲轴类锻件的根本工序曲轴类锻件：如各种方式的曲轴，锻造曲轴类锻件的根本工序为拔长、错移和改动，辅助工序及修整工序为：分段压痕、部分倒为拔长、错移和改动，辅助工序及修整工序为：分段压痕、部分倒棱、滚圆、校直。棱、滚圆、校直。 5 5弯曲类锻件：如吊勾、支座等。锻造此类锻件的根本工序为拔弯曲类锻件：如

12、吊勾、支座等。锻造此类锻件的根本工序为拔长、弯曲，辅助工序及修整工序为：分段压痕和滚圆、平整。长、弯曲，辅助工序及修整工序为：分段压痕和滚圆、平整。6 6复杂外形锻件：如阀体、叉杆、吊环体、十字轴等，根据上述复杂外形锻件：如阀体、叉杆、吊环体、十字轴等，根据上述的锻件工序进展组合，锻造是应合理的选择锻造工序。的锻件工序进展组合，锻造是应合理的选择锻造工序。 3 33 3 自在锻根本工序自在锻根本工序根本工序根本工序镦粗镦粗拔长拔长冲孔冲孔扩孔扩孔弯曲弯曲错移错移等六种工序。等六种工序。一、镦粗一、镦粗 1 1定义：使坯料高度减小而横截面增大的成形工序。定义：使坯料高度减小而横截面增大的成形工序

13、。2 2镦粗的目的：改动坯料截面积；便于冲孔操作；提高镦粗的目的：改动坯料截面积；便于冲孔操作；提高锻造比的反复镦粗与拔长；减小力学性能的各向异性。锻造比的反复镦粗与拔长；减小力学性能的各向异性。平砧镦粗平砧镦粗垫环镦粗垫环镦粗部分镦粗部分镦粗3 3分类：平砧镦粗；垫环镦粗；部分镦粗三大类。分类：平砧镦粗；垫环镦粗；部分镦粗三大类。2.2.变形分析变形分析1 1镦粗实验：镦粗实验： 对称面网格法的镦粗实验，察看镦粗后对称面网格法的镦粗实验，察看镦粗后网格的变化情况。网格的变化情况。坯料子午面网格变化坯料子午面网格变化一平砧镦粗一平砧镦粗 1.平砧镦粗与镦粗比平砧镦粗与镦粗比平砧镦粗平砧镦粗 坯

14、料在上下平砧或平板之间的压制变形称为平坯料在上下平砧或平板之间的压制变形称为平砧镦粗。砧镦粗。镦粗比镦粗比K K=坯料镦粗前高度坯料镦粗前高度Ho /坯料镦粗后的高度坯料镦粗后的高度H 即即 KHo/H2 2变形分析变形分析 对称面可分为三个变形区对称面可分为三个变形区 区：难变形区，该变形区受端面摩擦影响，变形非常困难。区：难变形区，该变形区受端面摩擦影响，变形非常困难。 II II区：大变形区，该变形区处于坯料中段，受摩擦影响较小，区：大变形区，该变形区处于坯料中段，受摩擦影响较小，应力形状有利于变形，因此变形程度较大。应力形状有利于变形，因此变形程度较大。 III III区：小变形区，该

15、区域变形程度介于区域区：小变形区，该区域变形程度介于区域I I和区域和区域IIII之间。之间。 变形及其应力分析变形及其应力分析3.高径比对镦粗变形的影响高径比对镦粗变形的影响 H/D 3.0，镦粗坯料容易失稳，发生弯曲。，镦粗坯料容易失稳，发生弯曲。 H/D =2.51.5，构成双鼓形。，构成双鼓形。 H/D 1.50.5，构成单鼓形。，构成单鼓形。 H/D 0.5 , 上下难变形区重合，难以锻造。上下难变形区重合，难以锻造。适宜的锻造的高径比应小于适宜的锻造的高径比应小于2.52.5，在，在2 22.22.2范围内最好。范围内最好。高径比高径比(H/D)(H/D)对对镦粗变形的影响镦粗变形

16、的影响失稳弯曲失稳弯曲双鼓形双鼓形单鼓形单鼓形双鼓形双鼓形难以锻造难以锻造300DH不同高径比坯料鼓形体积变化不同高径比坯料鼓形体积变化4.减小鼓形的措施减小鼓形的措施 镦粗的鼓形导致镦粗的鼓形导致镦粗减小鼓形工艺措施镦粗减小鼓形工艺措施内部变形不均匀，构成三个变形区内部变形不均匀，构成三个变形区锻件组织和性能不均匀锻件组织和性能不均匀添加锻件的开裂倾向添加锻件的开裂倾向反复的镦粗和滚圆反复的镦粗和滚圆 侧凹坯料镦粗侧凹坯料镦粗 软金属垫环镦粗软金属垫环镦粗叠料镦粗叠料镦粗套环内镦粗套环内镦粗 侧凹坯料镦粗侧凹坯料镦粗 软金属垫环镦粗软金属垫环镦粗套环内镦粗套环内镦粗叠料镦粗叠料镦粗二垫环镦粗

17、二垫环镦粗坯料在单个垫环或两个垫环进展的镦粗。坯料在单个垫环或两个垫环进展的镦粗。单个垫环镦粗单个垫环镦粗两个垫环镦粗两个垫环镦粗三部分镦粗三部分镦粗坯料只在部分长度进展的镦粗。坯料只在部分长度进展的镦粗。部分镦粗部分镦粗二、拔长二、拔长1 1定义：使坯料横截面减小而长度添加的成形工序。定义：使坯料横截面减小而长度添加的成形工序。2 2目的：减小坯料的截面积；其它工序部分辅助变形；目的：减小坯料的截面积；其它工序部分辅助变形； 提高锻造比反复拔长。提高锻造比反复拔长。3 3分类：分类：根据坯料截面根据坯料截面矩形截面的拔长矩形截面的拔长圆截面拔长圆截面拔长空心坯料的拔长空心坯料的拔长二大类二大

18、类根据砧外形根据砧外形平砧拔长平砧拔长型砧拔长型砧拔长三大类三大类一、拔长的主要类型一、拔长的主要类型1.1.平砧间拔长平砧间拔长 在程度的砧座和锤头之间的拔长。在程度的砧座和锤头之间的拔长。3 3圆截面圆截面 方截面方截面2 2圆截面圆截面 圆截面圆截面1 1方截面方截面 方截面方截面2.2.型砧间拔长型砧间拔长拔长在一定外形的砧之间的进展。型砧拔长主要运用于塑拔长在一定外形的砧之间的进展。型砧拔长主要运用于塑性较差的资料。性较差的资料。圆弧型砧圆弧型砧上平下上平下V型砧型砧上下上下V型砧型砧3.空心件拔长空心件拔长二、拔长变形分析二、拔长变形分析1.1.拔长时锻造比拔长时锻造比 拔长的变形

19、程度可用变形前拔长的变形程度可用变形前F0/F0/2 2后后F/F/2 2横截面之比：锻造比又称锻比横截面之比：锻造比又称锻比K K来表示，即来表示，即 bhbhFFK000 锻造比不能过小，过小不利于锻和坯料内部的空隙，锻造比不能过小，过小不利于锻和坯料内部的空隙，不易击碎铸态树枝晶，使锻件达不到性能要求。不易击碎铸态树枝晶，使锻件达不到性能要求。 锻造比过大，添加锻造任务量，使锻件构成纤维组织，锻造比过大，添加锻造任务量，使锻件构成纤维组织，锻件的各向异性添加。锻件的各向异性添加。拔长参数表示图拔长参数表示图拔长前：拔长前：h0h0、l0l0、b0b0；拔长后：拔长后： h h、l l、b

20、 b2.2.拔长时变形特点拔长时变形特点1 1平砧间拔长特点平砧间拔长特点1 1拔长效率拔长效率当当l0l0b0b0时，时， l lb b，轴向流动添加，展宽量小。，轴向流动添加，展宽量小。因此，采用小变形量可以提高拔长效率。送进量太大，展宽量大，因此，采用小变形量可以提高拔长效率。送进量太大，展宽量大，拔长效率低，送进量太小，压下次数多，效率低。拔长效率低，送进量太小，压下次数多，效率低。拔长效率与送进量有关拔长效率与送进量有关l0 l0 有关。有关。当当l0l0b0b0时，时， l l b b，轴向横向位移相等。，轴向横向位移相等。当当l0l0b0b0时，时， l lb b，横向流动添加，

21、宽度添加。，横向流动添加，宽度添加。压下量：压下量：hh0h；展宽量：展宽量：bbb0；拔长量：拔长量： lll0；相对送进量：相对送进量：l0/h0拔长的每一次操作变形与镦粗类似。拔长的每一次操作变形与镦粗类似。 当当 li/hi li/hi0.50.5，拔长变形区出现，拔长变形区出现双鼓形，中心锻不透，变形出如今上双鼓形，中心锻不透，变形出如今上下表层，中心出现拉应力图下表层，中心出现拉应力图a a。 当当li/hili/hi1 1，出现单鼓形，心部，出现单鼓形，心部变形大，能锻透，展宽量大，降低拔变形大，能锻透，展宽量大，降低拔长效率，鼓形外表易产生拉应力。长效率，鼓形外表易产生拉应力。

22、适宜的适宜的l/hl/h0.50.50.80.8，或，或l l0.5B 0.5B 相对压下量对拔长变形的影响相对压下量对拔长变形的影响2拔长时变形与应力拔长时变形与应力2 2型砧内拔长型砧内拔长 型砧内拔长，处理了圆形坯料在平砧间拔长轴向减少、型砧内拔长，处理了圆形坯料在平砧间拔长轴向减少、横向展宽大而采用的一种拔长方法。横向展宽大而采用的一种拔长方法。 型砧内拔长由于遭到侧向压力，减少坯料的横向流动，型砧内拔长由于遭到侧向压力，减少坯料的横向流动，添加轴向流动，添加拔长效率。添加轴向流动，添加拔长效率。型砧拔长对拔长效率。锻透深度合金属塑性的影响型砧拔长对拔长效率。锻透深度合金属塑性的影响3

23、空心件拔长的特点空心件拔长的特点1 1定义：减小空心坯料外径壁厚添加其长度的锻造工艺。定义：减小空心坯料外径壁厚添加其长度的锻造工艺。2 2变形特点：变形区分为直接受力变形特点：变形区分为直接受力A A区和间接受力区区和间接受力区B B区。区。 变形时变形时A A区金属轴向流动，借助与外端的作用力拉着区金属轴向流动，借助与外端的作用力拉着B B区一同伸区一同伸长，实现拔长。长，实现拔长。 A A区金属沿切向流动时受区金属沿切向流动时受B B区金属的限制，区金属的限制，B B区对区对A A区金属切向流动限制愈剧烈，愈有利于拔长。区金属切向流动限制愈剧烈，愈有利于拔长。芯轴拔长受力与变形流动情况芯

24、轴拔长受力与变形流动情况3 3芯轴拔长时易出现问题芯轴拔长时易出现问题 内孔裂纹内孔裂纹: :裂纹产生是由于坯料内壁产生切向拉应力超越资料裂纹产生是由于坯料内壁产生切向拉应力超越资料强度而构成。压靠时由于芯轴与坯料存在一定间隙，内壁金属遭到强度而构成。压靠时由于芯轴与坯料存在一定间隙，内壁金属遭到弯曲作用使内孔遭到切向拉应力或由于压下量过大，温度低，塑性弯曲作用使内孔遭到切向拉应力或由于压下量过大，温度低，塑性差呵斥，采用差呵斥，采用V V型砧和捶击均匀、防止在一处捶击可减少裂纹。型砧和捶击均匀、防止在一处捶击可减少裂纹。 壁厚不均匀：坯料加热不均匀或受力不均匀呵斥壁厚不均匀。壁厚不均匀：坯料

25、加热不均匀或受力不均匀呵斥壁厚不均匀。 抽芯困难：拔长时用直芯拔长，没有光滑等呵斥抽芯困难。采抽芯困难：拔长时用直芯拔长，没有光滑等呵斥抽芯困难。采用带锥度芯棒及采用石墨光滑和按照一定顺序拔长，有利于抽芯。用带锥度芯棒及采用石墨光滑和按照一定顺序拔长，有利于抽芯。三坯料拔长时易产生的缺陷和防止措施三坯料拔长时易产生的缺陷和防止措施1.1.外表横向裂纹与角裂外表横向裂纹与角裂侧外表裂纹产生缘由与预防：送进量和压下量过大，轴心部分变形侧外表裂纹产生缘由与预防：送进量和压下量过大，轴心部分变形大，侧外表沿轴向受拉应力呵斥。适当控制压下量可防止。大，侧外表沿轴向受拉应力呵斥。适当控制压下量可防止。横外

26、表裂纹构成缘由与预防：轴心区变形过大，使上下表层金属沿横外表裂纹构成缘由与预防：轴心区变形过大，使上下表层金属沿轴向受附加拉应力呵斥，对于塑性较差资料和砧面摩擦系数过大时轴向受附加拉应力呵斥，对于塑性较差资料和砧面摩擦系数过大时易构成。改善光滑条件、加大锤砧转角处的圆角可防止。易构成。改善光滑条件、加大锤砧转角处的圆角可防止。角裂纹产生缘由与预防：矩形坯料拔长，当送进量过大，心部金属角裂纹产生缘由与预防：矩形坯料拔长，当送进量过大，心部金属变形过大，拉着外表金属轴向伸长，前后不变形部分的存在使沿轴变形过大，拉着外表金属轴向伸长，前后不变形部分的存在使沿轴向产生附加拉应力，再加上边角部分冷速较快

27、，塑性降低易产生裂向产生附加拉应力，再加上边角部分冷速较快，塑性降低易产生裂纹。操作上勤倒角，经过倒角变形。消除附加应力。纹。操作上勤倒角，经过倒角变形。消除附加应力。2.外表折叠外表折叠横向折叠横向折叠纵向折叠纵向折叠外表折叠外表折叠外表折叠产生缘由：纠正坯料棱形截面时过分压下，呵斥外表折叠产生缘由：纠正坯料棱形截面时过分压下，呵斥斜度添加，斜度添加，9090反转再压时，变形部分高径比过大呵斥折反转再压时，变形部分高径比过大呵斥折叠，合理的操作及添加锻件底面平整度可防止。叠，合理的操作及添加锻件底面平整度可防止。横向折叠产生缘由：送进量过小，压下量很大，上下两端横向折叠产生缘由：送进量过小，

28、压下量很大，上下两端金属部分变形引起的。经过添加送进量，使两次送进量与金属部分变形引起的。经过添加送进量，使两次送进量与单边紧缩量之比大于单边紧缩量之比大于11.52l0/h11.5纵向折叠产生缘由：拔长时紧缩量过大，纵向折叠产生缘由：拔长时紧缩量过大，9090反转再压时，反转再压时，高径比过大呵斥弯曲构成折叠。每一次紧缩后锻件宽度与高径比过大呵斥弯曲构成折叠。每一次紧缩后锻件宽度与高度之比小于高度之比小于2 22.52.5可防止。可防止。3.3.内部横向裂纹内部横向裂纹产生缘由与防止：拔长大锭料时，进给量大，相对送进量小，拔产生缘由与防止：拔长大锭料时，进给量大，相对送进量小，拔长区出现双鼓

29、形，中间锻不透，心部沿轴向出现附加拉应力，引长区出现双鼓形，中间锻不透，心部沿轴向出现附加拉应力，引发裂纹。正确地选择送进量、适当的操作和利用适宜工具可防止。发裂纹。正确地选择送进量、适当的操作和利用适宜工具可防止。4.4.内部纵向裂纹产生缘由与防止：拔长送进量很大，压下量较小，内部纵向裂纹产生缘由与防止：拔长送进量很大，压下量较小，金属沿轴向流行小，横向流动大而引起。合理选择送进量，使轴向金属沿轴向流行小，横向流动大而引起。合理选择送进量，使轴向流动量大于横向流动量或采用型砧可防止。流动量大于横向流动量或采用型砧可防止。5.5.对角线裂纹产生缘由与防止：对角线裂纹产生缘由与防止： 当送进量较

30、大，并且在同一部位延续翻转重击时产生。当送进量较大，并且在同一部位延续翻转重击时产生。控制锻造温度和送进量可防止。控制锻造温度和送进量可防止。6.6.端面缩口端面缩口坯料端面缩口坯料端面缩口 产生缘由与防止：拔长时初次送进量太小，外表金属产生缘由与防止：拔长时初次送进量太小，外表金属变形，中心部位金属未变形或变形较小引起。防止这种外变形，中心部位金属未变形或变形较小引起。防止这种外表缺陷的方法为保证足够的被紧缩长度和较大的紧缩量，表缺陷的方法为保证足够的被紧缩长度和较大的紧缩量，矩形截面坯料，矩形截面坯料，B/HB/H1.51.5时，时，A A0.4B0.4B，当，当B/HB/H1.51.5时

31、，时，A A0.5B0.5B，圆形截面：，圆形截面：A A0.3D0.3D。端部拔长时坯料长度端部拔长时坯料长度7.7.端部孔壁裂纹端部孔壁裂纹 孔壁裂纹产生缘由与防止：受芯棒外表摩擦影响和内孔壁裂纹产生缘由与防止：受芯棒外表摩擦影响和内外表温度低缘由，空心件外外表金属比内外表流动快，构外表温度低缘由，空心件外外表金属比内外表流动快，构成喇叭口，拔长时，端部金属内变形困难，在空心件变形成喇叭口，拔长时，端部金属内变形困难，在空心件变形的外表产生切向应力，产生裂纹。防止措施：采用型砧拔的外表产生切向应力，产生裂纹。防止措施：采用型砧拔长，先拔长两端，芯轴预热长，先拔长两端，芯轴预热1501502

32、50250。 四拔长操作四拔长操作 拔长操作坯料在拔长时的送进和翻转方法主要有三种：拔长操作坯料在拔长时的送进和翻转方法主要有三种：螺旋式旋转送料法；往复翻转送料法；单面紧缩法。螺旋式旋转送料法；往复翻转送料法；单面紧缩法。五压痕和压肩五压痕和压肩 轴类锻造时为了锻出台阶和凹挡，应先利用三角压棍轴类锻造时为了锻出台阶和凹挡，应先利用三角压棍或圆形棍压痕，切出所需求的长度，进展分段拔长，构成或圆形棍压痕，切出所需求的长度，进展分段拔长，构成平齐的过渡面。平齐的过渡面。H H小于小于20mm20mm，压痕即可，压痕即可，H H大于大于20mm20mm，先压，先压痕后压肩，压肩深度痕后压肩，压肩深度

33、h h1/21/22/3H2/3H。六影响拔长效率和拔长质量的要素六影响拔长效率和拔长质量的要素 主要有主要有送进量送进量压下量压下量砧面与坯料的外形砧面与坯料的外形拔长操作方法拔长操作方法坯料的加热温度坯料的加热温度 送进量的影响：当送进量太小送进量的影响：当送进量太小l00.5h0l0h0l0h0，拔长，拔长变形区出现单鼓形，心部变形大容易锻透，同时展宽量较大，降低变形区出现单鼓形，心部变形大容易锻透，同时展宽量较大，降低拔长效率，容易引起外表横向裂纹及角裂，普通以为相对送进量拔长效率，容易引起外表横向裂纹及角裂，普通以为相对送进量l0/h0=l0/h0=0.50.50.80.8较为适宜，

34、绝对送进量较为适宜，绝对送进量l0=l0=0.40.40.80.8B B，B B为砧宽。为砧宽。 拔长操作的影响：拔长时坯料的送进与翻转根据锻件大小可拔长操作的影响：拔长时坯料的送进与翻转根据锻件大小可采用几种方法，小件可采用左右采用几种方法，小件可采用左右9090来回翻转或螺旋线翻转法，大来回翻转或螺旋线翻转法，大锻件可采用先沿一边将坯料压一遍，然后翻转锻件可采用先沿一边将坯料压一遍，然后翻转9090再压另一面。再压另一面。 坯料加热温度：坯料加热温度： 尽能够高的采用锻造温度有利于拔长操作。尽能够高的采用锻造温度有利于拔长操作。压下量的影响：拔长时添加压下量，可以提高消费率和强化压下量的影

35、响：拔长时添加压下量，可以提高消费率和强化心部变形，有利于内部缺陷的锻合。只需金属及合金塑性允许，尽心部变形，有利于内部缺陷的锻合。只需金属及合金塑性允许，尽量采用大压下量。普通压下量取量采用大压下量。普通压下量取h=h=0.10.10.2h00.2h0，并且压后端，并且压后端面的宽度与高度的比值不应超越面的宽度与高度的比值不应超越2.52.5，否那么，否那么9090翻转再压会出现折翻转再压会出现折迭。迭。砧子外形的影响：拔长的砧子有平砧和型砧两类，型砧的拔砧子外形的影响：拔长的砧子有平砧和型砧两类，型砧的拔长效率较高，平砧拔长时，为了提高效率，可采用先将圆截面坯料长效率较高，平砧拔长时，为了

36、提高效率，可采用先将圆截面坯料压成方形截面，然后压成八角形截面，最后压成圆形截面。压成方形截面，然后压成八角形截面，最后压成圆形截面。三、冲孔三、冲孔1 1定义定义: :用冲子将坯料冲出透孔或不透孔的锻造工序称为冲孔。用冲子将坯料冲出透孔或不透孔的锻造工序称为冲孔。带有大于带有大于30mm30mm以上锻件锻孔；以上锻件锻孔；扩孔前的预冲孔；扩孔前的预冲孔； 空心件拔长前冲孔。空心件拔长前冲孔。2 2 冲孔目的冲孔目的闭式冲孔闭式冲孔开式冲孔开式冲孔实芯冲子冲孔实芯冲子冲孔空心冲子冲孔空心冲子冲孔垫环冲孔三种垫环冲孔三种实芯冲子冲孔时，芯料损失小，操作简单。实芯冲子冲孔时，芯料损失小，操作简单。

37、3 3 冲孔分类冲孔分类一实芯冲子冲孔一实芯冲子冲孔 冲孔过程如右图所示。冲子压入冲孔过程如右图所示。冲子压入孔深孔深7080高高度度翻转翻转180冲子压穿。冲子压穿。实芯冲子冲孔实芯冲子冲孔1.1.实芯冲子冲孔时变形分析实芯冲子冲孔时变形分析 变形区分为变形区分为A A区、区、B B区和区和C C区，区，A A区发生镦粗变形，同时区发生镦粗变形，同时遭到遭到B B区金属约束。区金属约束。B B区金属受区金属受A A区金属挤压，径向扩展轴区金属挤压，径向扩展轴向紧缩，向紧缩，A A区金属不断向区金属不断向B B区金属转移，构成区金属转移，构成C C区。区。冲孔变形过程坯料外形的变化：冲孔变形过

38、程坯料外形的变化：dD /023dD/0=355dD/0上端面凹进，上端面凹进，下端面翘起，下端面翘起，外径增大外径增大上、下端面上、下端面走样很小，走样很小，而外径仍有而外径仍有增大增大冲子镦压的冲子镦压的金属被挤向金属被挤向上端面构成上端面构成凸台，外径凸台，外径不变。不变。2.2.冲孔坯料尺寸计算冲孔坯料尺寸计算1 1冲孔后外径直径冲孔后外径直径其中：其中：V V：坯料体积：坯料体积mm3mm3； f: f: 冲子横截面面积冲子横截面面积mm3mm3； F0: F0:坯料横截面面积坯料横截面面积mm3mm3 ； H H：冲孔后坯料高度：冲孔后坯料高度mmmm； h h：孔底余料高度：孔底

39、余料高度mmmm。05 . 0)(5 . 113. 1FhHVfVHD2 2冲孔件坯料高度确定冲孔件坯料高度确定实芯冲子冲孔，在实芯冲子冲孔，在D0/d02.5D0/d02.53 3，H0D0H0D0时坯料原始高时坯料原始高度可按下式确定：度可按下式确定：D0/d05，H01.11.2H;D0/d05，H0H;h(0.150.2)H3.3.冲孔时产生缺陷及其预防冲孔时产生缺陷及其预防1 1走样走样 D0/d0 D0/d0 太小，容易走样，太小，容易走样，冲孔前镦粗添加冲孔前镦粗添加D0/d0D0/d0之比，冲孔后端之比，冲孔后端面整平。面整平。2 2孔偏心孔偏心 冲头定位不准，坯料加热不均匀。

40、冲头定位不准，坯料加热不均匀。3 3斜孔斜孔 操作不当，坯料和工具不规范。操作不当，坯料和工具不规范。 4 4裂纹裂纹 坯料塑性低，坯料温度低，坯料塑性低，坯料温度低，D0/d0 D0/d0 太小。太小。二空心冲子冲孔二空心冲子冲孔利用空心的冲子进展冲孔的操作。利用空心的冲子进展冲孔的操作。操作特点操作特点: : 坯料变形较小，芯料损失大。坯料变形较小，芯料损失大。目的：获得空心坯料目的：获得空心坯料; ;锻件取料；去掉心部质量较差的部锻件取料；去掉心部质量较差的部 分；运用与直径较大的坯料直径分；运用与直径较大的坯料直径400mm400mm以上以上空心冲子冲孔空心冲子冲孔三垫环上冲孔三垫环上

41、冲孔在垫环上进展冲孔的操作，主要用于冲较薄的毛坯。在垫环上进展冲孔的操作，主要用于冲较薄的毛坯。垫环冲孔芯料损失大，芯料高度垫环冲孔芯料损失大，芯料高度h h0.78H0.78H，主要用于，主要用于H/DH/D0.1250.125锻件。锻件。垫环冲孔垫环冲孔四扩孔四扩孔定义：减小空心坯料壁厚定义：减小空心坯料壁厚, ,增大外径和内径的锻造工步称增大外径和内径的锻造工步称 为扩孔。为扩孔。种类：自在锻的扩孔分为冲头扩孔和芯轴扩孔两种。种类：自在锻的扩孔分为冲头扩孔和芯轴扩孔两种。 一冲头扩孔一冲头扩孔 冲孔过程冲孔过程 用直径比空心坯料内孔大的带有锥度的冲用直径比空心坯料内孔大的带有锥度的冲子，

42、穿过坯料的内孔而使其内外孔扩展。冲子扩孔普通用子，穿过坯料的内孔而使其内外孔扩展。冲子扩孔普通用于于D/dD/d1.71.7和和H0.125D0H0.125D0的锻件。的锻件。坯料变形特点坯料变形特点: : 近似与胀形，受力与冲孔变形的近似与胀形，受力与冲孔变形的B B区类似。区类似。扩孔量：扩孔量： 由于冲头扩孔时坯料沿切向受拉应力，容易胀由于冲头扩孔时坯料沿切向受拉应力，容易胀裂纹，因此每一次的扩孔量不宜过大，扩孔量见下表。裂纹，因此每一次的扩孔量不宜过大，扩孔量见下表。冲头冲孔冲头冲孔扩孔量扩孔量冲子冲子阅历阐明：阅历阐明：锻件质量锻件质量kgkg，冲孔后，冲孔后可直接扩孔次再加热一可直

43、接扩孔次再加热一火，允许再扩孔次火，允许再扩孔次锻件质量锻件质量kgkg，冲孔后，冲孔后可直接扩孔次再加热一火，可直接扩孔次再加热一火，允许再扩孔次允许再扩孔次薄壁件扩孔较难薄壁件扩孔较难马架扩孔马架扩孔二芯轴扩孔二芯轴扩孔 芯轴扩孔是将芯轴穿过坯料而放在马架上，坯料每转芯轴扩孔是将芯轴穿过坯料而放在马架上，坯料每转过一个角度压下一次，逐渐将坯料的壁厚压薄、内外径扩过一个角度压下一次，逐渐将坯料的壁厚压薄、内外径扩展的加工工序。展的加工工序。 变形特点：相当于拔长，但与芯轴拔长不同，它是部变形特点：相当于拔长，但与芯轴拔长不同，它是部分加载，部分变形，变形区金属主要沿切向和宽度方向流分加载，部

44、分变形，变形区金属主要沿切向和宽度方向流动。动。 变形区金属受三向压应力，不宜产生裂纹等缺陷，可变形区金属受三向压应力，不宜产生裂纹等缺陷，可以锻制薄壁锻件。以锻制薄壁锻件。扩孔前坯料尺寸确实定扩孔前坯料尺寸确实定1 1坯料高度坯料高度HoHo确定确定 式中：式中：H H为锻件高度为锻件高度mmmm，K K为展宽系数，由诺模图求出。为展宽系数，由诺模图求出。2 2坯料外径坯料外径DoDo确定确定3 3冲孔直径冲孔直径dodo确定确定 KHH 0HVD锻13. 10Dd31 . 10马架扩孔最小芯棒直径如下表所示。马架扩孔最小芯棒直径如下表所示。计算展宽量的诺模图计算展宽量的诺模图式中式中V锻锻

45、件体积。锻锻件体积。 弯曲过程中弯曲区的内边金属受紧缩，外边受拉伸，弯曲过程中弯曲区的内边金属受紧缩，外边受拉伸，弯曲区毛坯的断面积要减小，内边能够产生折叠，外边能弯曲区毛坯的断面积要减小，内边能够产生折叠，外边能够产生裂纹。圆角半径越小，弯曲角越大，情况越严重。够产生裂纹。圆角半径越小，弯曲角越大，情况越严重。五五 弯曲弯曲将毛坯锻呵斥所规定的外形的锻造工序叫弯曲。将毛坯锻呵斥所规定的外形的锻造工序叫弯曲。弯曲时本卷须知：弯曲时本卷须知：1 1坯料上有数处弯曲时，普通弯曲端部及其弯曲与直坯料上有数处弯曲时，普通弯曲端部及其弯曲与直线交界的地方，然后在弯其他的圆弧部分。线交界的地方，然后在弯其

46、他的圆弧部分。2 2为了抵消弯曲区断面积的减少，普通弯曲前在弯曲为了抵消弯曲区断面积的减少，普通弯曲前在弯曲的地方预先堆积金属，或采用断面积稍大的原毛坯。的地方预先堆积金属，或采用断面积稍大的原毛坯。3 3被弯曲部分的加热不宜过长，加热均匀。被弯曲部分的加热不宜过长，加热均匀。6.错移错移 错移是指将坯料的一部分相对另一部分平行错移开的错移是指将坯料的一部分相对另一部分平行错移开的锻造工步。锻造工步。 错移分为在一个平面内错移和在两个平面内错移两种。错移分为在一个平面内错移和在两个平面内错移两种。在两个平面错移在两个平面错移在一个平面错移在一个平面错移3 34 4 自在锻工艺规程的制定自在锻工

47、艺规程的制定一、自在锻锻件图的制定与绘制一、自在锻锻件图的制定与绘制 自在锻锻件图是在自在锻锻件图是在零件图根底上思索加工零件图根底上思索加工余量、锻件公差、锻造余量、锻件公差、锻造余块、检验试样和工艺余块、检验试样和工艺夹头等要素而绘制而成夹头等要素而绘制而成的图。它是编制锻造工的图。它是编制锻造工艺、设计模具、指点生艺、设计模具、指点生产和锻件验收的主要依产和锻件验收的主要依据和后续机械加工的技术资料。据和后续机械加工的技术资料。锻件尺寸与公差余量锻件尺寸与公差余量各种余块各种余块1.1.加工余量加工余量 锻件外表留有机械加工用的金属层，称为加工余量。锻件外表留有机械加工用的金属层，称为加

48、工余量。余量的大小与零件的外形尺寸、加工精度、外表要求、锻造加热质余量的大小与零件的外形尺寸、加工精度、外表要求、锻造加热质量、设备工具精度和操作技术程度有关。量、设备工具精度和操作技术程度有关。2.2.锻件公差锻件公差 锻件的实践尺寸达不到公称尺寸，允许有一定的偏向，锻件的实践尺寸达不到公称尺寸，允许有一定的偏向，这种偏向被成为锻件公差。这种偏向被成为锻件公差。3.3.锻造余块锻造余块 对于难锻造的一些小孔、凹槽等，通常填满金属对于难锻造的一些小孔、凹槽等，通常填满金属, ,这这部分附加的金属称为余块。部分附加的金属称为余块。 锻件图制定的内容锻件图制定的内容4.4.检验试样和工艺夹头检验试

49、样和工艺夹头 对于某些有特殊要求的锻件，须在锻件适对于某些有特殊要求的锻件，须在锻件适当的部位添加试样余块，以供锻后检验和锻件组织和力学性能测试。当的部位添加试样余块，以供锻后检验和锻件组织和力学性能测试。为了便于热处置及其机械加工的吊挂和夹持定位，在锻件的适当位为了便于热处置及其机械加工的吊挂和夹持定位，在锻件的适当位置添加部分工艺夹头。置添加部分工艺夹头。5.5.绘制锻件图绘制锻件图 余量、公差和各种余块确定后可绘制锻件图。锻件余量、公差和各种余块确定后可绘制锻件图。锻件图绘制中，粗实线表示锻件外形，用假想线画出零件简单外形。锻图绘制中，粗实线表示锻件外形，用假想线画出零件简单外形。锻件的

50、尺寸、公差标注在尺寸线上面，下面用带括弧的标注零件公称件的尺寸、公差标注在尺寸线上面，下面用带括弧的标注零件公称尺寸。图上不能表示的可用技术要求注明。尺寸。图上不能表示的可用技术要求注明。法兰盘零件图法兰盘零件图法兰盘锻件图法兰盘锻件图二、坯料质量和尺寸确实定二、坯料质量和尺寸确实定自在锻用原资料主要有两种：钢材、钢坯以及钢锭。自在锻用原资料主要有两种：钢材、钢坯以及钢锭。1.1.坯料质量确实定坯料质量确实定按下式确定坯料质量按下式确定坯料质量)1 (）（切芯锻坯GGGG2.2.坯料尺寸确实定坯料尺寸确实定 坯坯GV头一道采用镦粗时，应满头一道采用镦粗时，应满 Ho Ho1.251.252.5

51、2.5DoDo带入带入1.2500DH2.5, 02041HDV坯得：得：30309 . 0751 . 0a)0 . 18 . 0(坯坯）（VVD 头一道为拔长时，坯料直径可按下式确定头一道为拔长时，坯料直径可按下式确定 F F坯坯KLFKLF锻锻 式中式中KLKL为锻造比，为锻造比，F F锻锻件最大截面积，由此计算出原锻锻件最大截面积，由此计算出原坯料的直径：坯料的直径：锻FKDL13. 10 初步计算出原坯料的直径或边长，按国家资料规格，初步计算出原坯料的直径或边长，按国家资料规格，选规范直径或边长，然后计算坯料尺寸。选规范直径或边长，然后计算坯料尺寸。 圆坯料：圆坯料： 方坯料：方坯料：20041DVH坯200a坯VH 钢锭质量钢锭质量G锭锭损锭锭GGG第二种方法：利用阅历资料确定第二种方法：利用阅历资料确定，然后求质量，然后求质量: G锭锭G锻锻/3.3.钢锭规格的选择钢锭规格的选择第一种方法：先求利用率，再确定质量。第一种方法：先求利用率，再确定质量。利用率利用率烧损锭底冒口100)(1 锤上锻造空心锻件工艺制定锤上锻造空心锻件工艺制定水压机锻造空心锻件工艺制定水压机锻造空心锻件工艺制定三、变形工艺过程的制定三、变形工艺过程的制定 制定变形工艺过程的内容：根本工序确定、辅助工