锻压工艺规范

本文格式为Word版，下载可任意编辑——锻压工艺规范1.3墩粗工序的操作要点和规则

墩粗是使坯料高度减小而横截面积增大的锻造工序。它主要用于锻造齿轮坯、凸缘和圆盘等类锻件，也作为提高拔长锻造比和冲孔前的预备工序。操作中应注意:

1)坯料在墩粗前应加热到材料所允许的最高加热温度，并进行适当的保温，以便坯料内外温度均匀一致，降低其变形抗力，防止墩粗时坯料中心出现偏移，造成钢锭偏析区移向一边，从而使墩件质量变坏。2)合金钢和重量大于8~12t的碳素钢钢锭，墩粗前必需倒棱，以锻合其皮下缺陷，使墩粗表面不致产生裂纹，同时去除钢锭棱边和锥度，可保证锭身平直，避免不均匀性墩粗。

3)为了防止坯料墩粗时产生纵向弯曲，坯料墩粗前的高度H与直径D之比不应超过3，最好将H/D控制在2~2.5之间。对于正六面体锻坯的墩粗，其高度和最小基边之比应小于3.5~4。

4)檄粗前的坯料两端面必需平整，且应与坯料的轴心线垂直。在坯料的侧表面上，不应有凹坑、划痕和裂纹等缺陷，以防在墩粗过程中进一步扩大。

5)钢坯墩粗时，为了防止出现墩粗裂纹和不均匀变形，应不断地围着坯料的轴心线转动，每次墩粗的压下量不应超过该材料所允许的极限值。墩后再拔时其高度应满足拔长要求。

6)锤上墩粗时，坯料的高度应与锤头的行程空间尺寸相适应，即应使H－h0＞0.25H式中H—锤头的最大行程(mm)；h0——坯料的原始高度(mm)。

7)水压机上墩粗时，其锭身高度、上墩粗板高度和下墩粗盘高度之和，应小于水压机的最大净空距,即应使

Hn≥Hu＋Hi＋Hb＋（100~200）

式中Hn——水压机的最大净空距(mm)；

Hu——上墩粗板高度(mm)；Hi——锭身高度(mm))；

Hb——下墩粗盘高度(mm)。

8)为了使墩粗坯料组织均匀和不出现过大的侧面鼓肚，应视状况采取相应的改善措施，这些可行的措施有：

①预热墩粗工具，以防坯料过快冷却。一般均应预热到200—300℃。②对于低塑性材料的墩粗，应在上、下端面使用玻璃粉、玻璃棉和石墨粉等润滑剂，以提高变形均匀性。

③采用图3.3-l5a所示的预制凹形坯料，借助其产生的径向压应力防止侧表面产生纵向开裂。

④在墩粗坯料的上、下端面增设高温金属软垫如图3.3-l6所示。由于软垫采用低碳钢制造，而且加热不低于坯料墩粗温度，所以完全隔绝了墩粗工具的冷却作用，大大改善变形过程，明显减小鼓肚。

⑤为防止高速钢坯料墩粗时出现鼓肚和纵向裂纹，可采用如图3.3-17所示的铆墩，即先使坯料两端产生局部变形而使侧面出现内凹，然后再墩粗，使内凹消失。假使坯料较大，也可先用赶铁将坯料侧表面赶成图3.3-18所示的形状。

⑥对于扁平的圆盘锻件，可采用叠墩，即两件重叠檄粗，形成由两件共同形成的自然鼓肚，然后将两件分别翻转180°后再重叠墩粗，可使侧面鼓形消除。

⑦墩粗低塑性高合金钢时，还可以采用在套环内墩祖的方法，即在坯料外套上一个碳钢外圈，一起加热变形，冷却后再将外圈加工掉。9)为了俭约金属消耗和机加工工时，墩粗坯料上出现的鼓肚应及时进行滚边修整。只有锻件尺寸符合下述条件时，才可省去修整，即:Hf≤I50mm时，Df/Hf≥3.5Hf＞l50mm时，Df/Hf≥4.5式中Hf——圆盘类锻件高度(mm)；Hf——圆盘类锻件直径(mm)。1.4冲孔工序的操作要点和规则

冲孔是利用冲头在墩粗后的坯料上冲出通孔或不通孔的锻造工序。操作中应注意:

1)采用实心冲头双面冲孔的条件是:

D0/d1≥2.5~3,H0≤D0

式中D0————冲孔前的坯料直径;H0——冲孔前的坯料高度;d1——冲孔直径。

且第一次的冲孔深度应为坯料高度的2/3~3/4；如D0/H0＞8，则常采用实心冲头单面冲孔(漏孔)；当在水压机上锻造孔径d1＞400mm的饼形锻件时，常应采用空心冲头冲孔。

2)实心冲头双面冲孔时，往往会出现如图3.3-19所示的坯料变形现象。即冲头下面的金属被挤向四周，坯料高度减小，直径增大，上端面凹入，下端面凸起。变形程度的大小与D0、H0和d1等尺寸有关，D0/d1愈小，则变形程度愈严重，坯料外层金属的切向拉伸变形也越大，最终导致裂纹。所以，应控制D0/d1≥2.5~3。假使D0/d1＜2.5时，即冲孔直径较大时，一般应先冲一小孔，然后再进行扩孔，以获得要求的孔径。

由于坯料端面不平或冲孔高度H。过高，很简单将孔冲偏，一旦冲偏，冲头很易卡在坯料里，造成冲头退火和变形，所以一般应控制H0≤D0,在个别状况下采用H0/D0≤1.5。

如冲孔后的锻件不再拔长，考虑到冲孔时坯料高度要减小，冲孔前的坯料高度H0应按下式计算:

当D0/d1＜5时,H0=（1.1~1.2）H当D0/d1≥5时，H0=H

式中H——冲孔后要求的坯料高度。

3)冲孔的坯料应加热均匀，冲孔前必需墩粗，使端面平整。4)为防止冲头飞出伤人和影响冲孔质量，冲孔前应细心检查冲头，要求无裂纹、端面平整，且与中心线垂直。5)认真找准中心，防止冲偏。

6)从钢锭冒口端取材的锻件冲孔时，应将冒口端朝下，以利锻件质量。1.5扩孔工序的操作要点和规则

扩孔是减小空心坯料壁厚而增大其内、外径的锻造工序。常用于锻制

环类锻件，操作中应注意:

1）采用冲头扩孔时，为避免出现图3.3-20所示的坯料翻边现象，应注意控制锻件各几何尺寸之间的关系。只有满足D/d＞1.7和H＞0.125D的条件，才能采用冲头扩孔。式中D是锻件外径，d是锻件内径，H是锻件高度。

2）由于冲子扩孔时坯料切向受拉应力，简单胀裂，应控制每次的扩孔量不能太大；冲孔后只能直接扩孔1~2次，需屡屡扩孔时，应进行中间加热，每中间加热一次，允许扩孔2~3次。表3.3-4所列是每次允许的扩孔量A。

表3.3-4每次扩孔允许的扩孔量A扩孔冲子大头直径d/mm30~115120~270A/mm25303)由于冲头扩孔时，总是在坯料薄弱处首先变形，所以假使控制不当，很可能弓起锻件壁厚不均。操作中应注意针对性地采取某些相应措施，如局部蘸水冷却等。

4)冲头扩孔前的坯料高度H、要考虑到扩孔时的变矮现象和扩孔后的端面平整需要，一般应比锻件高度稍高些，大约控制H1==1.05H.

5)采用芯棒(马杠)扩孔时，扩孔前坯料的孔径D0应大于芯棒直径d1，如图3.3-21所示。扩孔前的坯料孔不可偏心，万一出现偏心，应及时予以修正。

6)为保证扩孔后锻件的壁厚均匀，扩孔过程中坯料应均匀转动，压下量也应均匀一致。

7)为了保证芯棒扩孔时芯棒的强度和刚度，也为了保证扩孔锻件内表面的平整，要注意控制马架间的距离不应过大；随着孔径的增大，还应及时更换较大直径的芯棒。在锤上扩孔时，其允许的最小芯棒直径如表3.3-5所列。在水压机上扩孔时，其最小芯棒直径可据图3.3-22选取。表3.3-5锤上芯棒扩孔用最小芯棒(材料40Cr)直径

锻锤吨位/t0.3~0.50.751.02.03.05.0砧。

1.6滚圆工序的操作要点和规则

芯棒最小直径/mm4060801001201608）为提高芯棒扩孔的效率，应尽可能采用砧宽为100~150mm的窄上

滚圆是对墩粗圆饼沿其侧向边旋转边压下以消除墩粗鼓肚的一种锻造工序。常用于与墩粗工序协同，锻制圆盘类锻件。操作中应注意:

1)为提高生产效率和防止滚圆后出现“凹心〞缺陷，滚圆前的坯料厚度H0应尽可能与要求的锻件厚度H接近，一般使H0=1.05H.

2)为得到均匀平整的圆盘形锻件，滚圆操作应按四方一八方一十六方的顺序进行。如图3.3-23所示。

3）锻件一旦出现凹心，要想修复过来，切不可原样重压，而应以大变形量改锻成四方盘或六方盘，使厚度增至一合理值后，在循图3.3-24所示顺序进行。

2.2自由锻锤操作中的手示信号

自由锻锤的手示信号有大锤和小锤之分，但一般没有专人指挥，而只有锻造操(掌钳人)与司锤、机械手(操作机)或锻造天车司机之间的示意协同。

（1）小型锻锤操作中的手示信号

由于在小型锻锤上，操自己承受指挥任务，有时用手指挥不太便利，因此在锻造时，常用点头示意的方法来指挥司锤，小点头表示轻击，大点头表示重击。有时也用手示协同指挥。

1）松握拳，且伸出小姆指略作摇摆，示意轻击。

2）伸出右手，手心向上且保持不动，示意抬起锤头。3）伸出右手，将五指向心捏在一起，示意将锻件压紧。4）伸出右手，手心向下且保持不动，示意中止锻造。（2）大型锻锤操作中的手示信号1）对司锤的手示信号

①锻锤处在中止位置而热坯料送到后，指挥者伸出右手，手心向上而略作摇摆，示意将锤头抬起;坯料送人锻锤工作空间后，指挥者将右手五指向心捏在一起，示意用锤头压住坯料不动。

②当一切准备工作完好需开始锻造时，指挥者伸出右手，手心向上略有摇摆，示意将锤头抬起;然后指挥者将手掌翻转90。并向下大幅度地摇摆一下，示意开始锻造。

③在锻造过程中，指挥者右手握拳上下用力摇摆，示意重击;指挥者右手松握拳并伸出小拇指上下略作摇摆，示意轻击。2)对操作机司机的手示信号

①当需锻造的毛坯(钢锭)已准备好而需操作机夹持锻造时，指挥者侧掌伸出左手，手心向锻锤方向并前后摇摆，示意操作机应前进并夹住坯料。

②当操作机夹住坯料而钳口过低时，指挥者手心向上且略作摇摆，示意应将钳口抬高些；当钳口过高时，指挥者手心向下并略作摇摆，示意钳口应放低些。当抬高或放低到正确位置后，指挥者右手四指收拢握拳不动，示意坯料位置已经放好，不需再动。

③在拔长操作过程中需操作机送进或后退时，指挥者以摆手动作示意，手心向哪个方向摇摆，操作机即应向所指方向行进。

④在锻造过程中需翻转坯料时，指挥者伸出手掌，四指向心弯曲而略带哆嗦。手心所向的方向，即示意操作机夹持坯料应翻转的方向。

⑤在操作过程中如操作机出现故障而不能完成指挥者的要求时，操作机操应马上按电铃，示意发生事故而不能继续工作。此时，指挥者应马上指挥司锤中止锻造。

3）不锈钢的锻造

1）不锈钢的锻造方法不锈钢在自由锻时，根据锻件形状，常采用墩粗、墩粗一拔长、单纯拔长等方法。拔长操作时，一般采用“方——多角——方〞的变形过渡方法，并沿轴向不停地翻转及送进，避免在一处反复锤击。若采用钢锭锻造，开锻时应以较小压下量轻击，待塑性提高后再进行重击。为了击碎粗大晶粒，并使之分布均匀，要采用较大的锻造比，并尽量采用墩粗——拔长方法。对于小型不锈钢锻件，还常采用模锻和胎模锻。

2）铁素体不锈钢的锻造要点

①铁素体不锈钢导热性差，坯料加热前的表面缺陷必需清理清白。钢锭最好剥皮，钢坯表面要用砂轮打磨。

②铁素体钢的再结晶速度较快，再结晶温度较低，在加热和锻造过程中，晶粒极易长大，因而，加热温度和终锻温度要严格控制，保温时间不可太长。

③铁素体钢在加热和冷却过程中，不发生组织转变，不能用热处理方法提高强度和细化晶粒。因此，最终一火的锻造加热温度不要超过l000℃，变形且不应低于12%~20%，终锻温度不得高于800℃，以免再结晶后晶粒粗大。同时，为了避免因温度过低而产生加工硬化，终锻温度不应低于720℃。

3）奥氏体不锈钢的锻造要点

①不管是钢锭或钢坯的表面缺陷，都必需用剥皮或铲磨方法清除清白。

②始锻温度不宜过高，否则会出现铁素体组织，两相的存在将使塑性降低；同时，过高的温度会使晶粒