锻造方法

§3.3 锻造方法
(2) 模锻模膛
二.模 锻 (一)锤上模锻
模锻模膛分为预锻模膛和终锻模膛。 ① 预锻模膛 使坯料变形到接近锻件的形状和尺寸，当终锻时容易充 满终锻模膛；减少终锻模膛的磨损，延长锻模的寿命。 ② 终锻模膛 终锻模膛使坯料变形到锻件的最终形状和尺寸。 如图3-33为终锻后带有连皮、飞边的模锻件。
§3.3 锻造方法
一.自由锻
② 锻件由数个简单几何体构成时, 几何体的交接处不 应形成空间曲线。
圆柱与圆柱、或圆柱与其它几何体的交接 → 平面与平面或平面与柱面交接。
§3.3 锻造方法
一.自由锻
③ 自由锻锻件上不应设计出加强筋、凸台、工字形 截面或空间曲线表面。
§3.3 锻造方法
一.自由锻
④ 锻件的横截面有急剧变化或形状较复杂时，应设计 成由几个简单件构成的组合体。
火 次
工
序
锻出头部
1
拔
长
拔长及 修整台阶
§3.3 锻造方法
(续表3-8)
一.自由锻
火 次
工
序
变
形
过
程
拔长并 留出台阶
1
锻出凹挡 及拔长端部 并修整
§3.3 锻造方法
一.自由锻
4. 自由锻锻件结构工艺性 ① 锻件上具有锥体或斜面的结构，从工艺角度讲是不 合理的。
理由：锻造斜面或锥面的结构，必须用专用工具， 且成形困难，操作不便，影响生产率。
二.模 锻 (一)锤上模锻
② 盘类模锻件 如图3-40的盘类零件，常选用镦粗、终锻等工步。
§3.3 锻造方法
(3) 确定修整工序
修整工序包括如下内容：
二.模 锻 (一)锤上模锻
① 切边和冲孔 (图3-41 )
§3.3 锻造方法
二.模 锻 (一)锤上模锻
② 校正 ③ 热处理 一般采用正火或退火，以消除模锻件的过热组织 或加工硬化组织。 ④ 清理 去除氧化皮、所粘油污及其它表面缺陷等。
§3.3 锻造方法
④ 曲轴类锻件 ( 表3-4 为曲轴类锻件的基本工序 )
典型锻件图例 基 本 工 序
一.自由锻
实 例
各 类 曲 轴
、
偏 心 轴 等
下料 b) 压槽(卡出Ⅱ段) c) 错移、 压出Ⅱ拐扁方d) 压槽(Ⅰ、Ⅱ分段) e) 压出 Ⅰ、Ⅱ拐扁方 f) 压槽 g) 摔出中间、两端轴 颈 h) 扭转(Ⅰ、Ⅲ拐各扭30℃)
包括基本工序、辅助工序 和精整工序, 各工序的次序 , 各工序坯料的尺寸以及完成 各工序所需的工具等. ④ 确定锻造设备及其型号 中小性锻件 → 锻锤； 大 型 锻 件 → 水压机。 常 用 机器自由锻造设备 一般为空气锤(图3-22) 。
一.自由锻
§3.3 锻造方法
⑤ 锻造温度范围的确定
表3-7 常用材料的锻造温度范围(℃)
§3.3 锻造方法
⑥ 填写锻造工艺卡
锻件名称 坯 料 质 量 坯 料 尺 寸 材 料 表3-8 半轴自由锻锻造工艺卡 半 轴 图 例
一.自由锻
25 kg
φ130mm ×240mm 18CrMnTi 0.75t 空气锤 工 序 变 形 过 程
设 备
火 次
§3.3 锻造方法
(续表3-8)
一.自由锻
变 形 过 程
§3.3 锻造方法
⑤ 弯曲类锻件 表3-5 弯曲类锻件的基本工序 典 型 锻 件 图 例 基 本 工 序
一.自由锻
实
例
棒料经拔长 或局部拔长后， 弯曲成形 或采用适当的 工序组合
吊钩、 弯杆、 曲柄、 轴瓦盖 等
§3.3 锻造方法
⑥ 复杂形状类锻件 表3-6 复杂形状类锻件的基本工序
一.自由锻
典型锻件图例
§3.3 锻造方法
2. 制订模锻工艺规程
(1) 制订模锻锻件图
① 确定分模面 (图3-34)
二.模 锻 (一)锤上模锻Байду номын сангаас
§3.3 锻造方法
二.模 锻 (一)锤上模锻
② 加工余量和公差 模锻件由于尺寸精确，表面光洁，其加工余量和公 差范围比自由锻件小，一般加工余量在0.4～4mm 以内和尺寸公差在(0.3～3)mm之间。 ③ 模锻斜度 (图3-35) 模锻斜度在3～12 °. 内壁斜度α2比外壁斜度α1大。
数据查锻压手册 。
§3.3 锻造方法
一.自由锻
余块、加工余量和锻件公差确定后，即可绘制锻件图样。
② 坯料质量及尺寸的计算
锻件图样绘制好后，可根据它确定坯料尺寸和质量. 计算公式：
mp = mD + mS
mp —坯料质量, mD—锻件质量, mS —锻造时的各种损耗。
§3.3 锻造方法
③ 确定锻造工序
§3.3 锻造方法
二. 模 锻
模锻的分类：
锤上模锻、 胎模锻、 压力机上模锻 (曲柄压力机 和摩擦压力机)、 平锻机上模锻 等。
§3.3 锻造方法
(一) 锤上模锻
二.模 锻 (一)锤上模锻
锤上模锻所用设备有蒸气-空气锤、无砧座锤、高速 锤等。蒸气-空气锤最常用，模锻锤的外形、结构及 在锤上加工的典型件如图3-28所示。
套模主要用于锻造齿轮、法兰盘等回转体盘类锻件. 开式套模只有下模; 闭式套模由模套和上、下模垫组成 .
§3.3 锻造方法
二.模 锻 (二)胎模锻
(b) 根据具体条件，套模可制成整体模、镶块 模或带垫模的套模(图3-46)。
§3.3 锻造方法
二.模 锻 (二)胎模锻
(c) 套模又可分为简单套模(图3-46 )和组合套模 (图3-47 )
的一种简单的模锻方法。 胎模锻一般先用自由锻方法把坯料预锻成接 近锻件的形状，然后在胎膜中最终锻制成形。 1. 胎模锻的特点：
胎模锻兼有自由锻和模锻的特点。 与自由锻比有如下特点： ① 操作简单，生产率较高； ② 形状精确、尺寸精度较高； ③ 锻件组织致密，纤维分布更符合性能要求。 与模锻比有以下特点： ① 不需采用昂贵设备，并扩大了自由锻设备的生产范围； ② 工艺操作灵活，可以局部成形； ③ 胎膜结构较简单，制造容易，且周期短。
1.5 5～ ～5 12
§3.3 锻造方法
二.模 锻 (一)锤上模锻
§3.3 锻造方法
1. 锻 模
二.模 锻 (一)锤上模锻
锤上模锻的锻模结构如图3-29。模膛根据其功用的不 同可分为制坯模膛和 模锻模膛两大类。 模膛又根据模膛数 量分为单膛模膛和多 膛模膛(图3-39)
§3.3 锻造方法
二.模 锻 (一)锤上模锻
(1) 制坯模膛 对于形状复杂的锻件，为使坯料形状更为接近锻 件形状，需预先制坯。制坯模膛有以下几种：
① 拔长模膛 (图3-30)
§3.3 锻造方法
② 滚压模膛 (图3-31)
二.模 锻 (一)锤上模锻
§3.3 锻造方法
③ 弯曲模膛 (图3-32) ④ 切断模膛 (图3-32)
二.模 锻 (一)锤上模锻
§3.3 锻造方法
二.模 锻 (一)锤上模锻 (5) 锻件上的孔不宜过深，当孔径小于30mm、孔深大 于孔径两倍时，不宜采用模锻。 (6) 对复杂形状零件用模锻制坯困难时，可采用锻－ 焊或锻造－螺钉联结等组合结构(图3-43)。
§3.3 锻造方法
二.模 锻 (二)胎模锻
胎模锻是在自由锻锤上采用活动锻模(胎膜)
3.模锻件结构工艺性
⑴ 模锻零件应有一个合理的分模面，以保证模锻 件易于取出、敷料最少、锻模容易制造； ⑵ 使金属易充满模膛和减少工序，零件外形力求 简单、平直和对称(图3-42)。尽量避免零件截面间 差别过大，或具有薄壁、高筋、凸起等结构。
§3.3 锻造方法
二.模 锻 (一)锤上模锻
(3)在零件结构允许时，尽量避免多孔、深孔、窄沟 和深槽等结构。 (4)与分模面垂直的表面上应尽可能避免有凹槽和孔。
一.自由锻
实
例
工作轴、 传动轴、 立柱、 轧辊、 拉杆等
传动轴的锻造过程 a) 下料 b) 拔长 c) 镦出发兰 d) 拔长锻件
§3.3 锻造方法
③ 空心类锻件 表3-3 空心类锻件的基本工序 典型锻件图例 基 本 工 序
一.自由锻
实
例
圆环、 圆筒、 齿圈、 轴承环、 空心轴、 缸体等
圆筒的锻造过程 a) 下料 b) 镦粗 c) 冲孔 d) 芯料拔长 e) 锻件
模锻锤的吨位(落下部分的质量)为10～160kN。不同吨位 模锻锤能锻造的模锻件质量如表3-9。
表3-9 模锻锤吨位选择的概略数据 模锻锤吨位 (kN) 锻件质量 (kg) 5～ 7.5 ＜ 0.5 10 0.5 ～ 1.5 15 20 30 12 ～ 25 50 25 ～ 40 70 ～ 100 40 ～ 100 50 ＞ 100
§3.3 锻造方法
(2) 确定模锻工步
① 长轴类模锻件 (图3-38)
二.模 锻 (一)锤上模锻
§3.3 锻造方法
二.模 锻 (一)锤上模锻 如锻造弯曲连杆模 锻件，坯料经过拔 长、滚压、弯曲等 三个工步，形状接 近于锻件，经预锻 及终锻两个模膛制 成带有飞边的锻件 (图3-39)。
§3.3 锻造方法
§3.3 锻造方法
二. 模 锻
模锻: 是将加热后的坯料放置在金属锻模模膛内 , 在冲击力或压力作用下，使坯料在模膛内 产生塑性变形，以获得锻件的生产方法。
模锻的特点 (与自由锻比)： ① 生产率较高； ② 可以锻出形状比较复杂的锻件(图3-27)； ③ 模锻件尺寸精确，加工余量小，强度高， 使用寿命长； ④ 节省金属材料，减少切削加工工作量； 大批量生产时能降低成本； ⑤ 模锻件质量一般小于150kg，制造锻模 周期长，成本高。
一.自由锻
材料种类 碳素结构钢 碳素工具钢 合金结构钢 合金工具钢 高速工具钢 弹 簧 钢 铜 合 金 铝 合 金
始 锻 温 度 终 锻 温 度 锻造温度范围 450 1200～1250 700～800 1050～1150 800～870 300～350 350 1100～1200 800～850 1050～1150 800～900 250～350 900 1100～1150 200～250 300 1100～1150 800～850 800～900 650～700 150～200 400～500 350～380 100～120
基
本
工
序
实
例
椐锻件形状特点， 采用适当的工序 组合
阀体、 叉杆、 十字轴 等
§3.3 锻造方法
3. 自由锻工艺规程的编制 ① 绘制锻件图 a) 余块(敷料)图3-20 目的：简化锻件形状、 便于锻造 b) 加工余量(锻件余量)
具体数据查锻压手册
一.自由锻
c) 锻件公差 一般锻件公差为加工 余量的1/4～1/3, 具体
Ⅰ基本工序：使坯料产生变形，并使之逐步接近 锻件最终形状和尺寸的工序。如镦粗、拔长、 冲孔、芯轴扩孔、芯轴拔长、弯曲、切割、错 移、扭转、锻接等，其中前三个用得最多。 Ⅱ辅助工序：为完成基本工序而使坯料预先产生 少量变形的工序。如钢锭倒棱、压钳把、分段 压痕等。 Ⅲ整形工序：为使最终平整成形, 消除锻件不平、 歪扭，使锻件完全符合图样要求的工序。如鼓 性滚圆、弯曲校直、断面平整等。
§3.3 锻造方法
2. 胎膜结构
胎膜有以下三种类型：
二.模 锻 (二)胎模锻
(1) 扣 模 扣模用来对坯料进行全部或局部扣形，生产长 杆非回转体锻件或为合模锻造制坯, 如图3-44 所示 .
§3.3 锻造方法
二.模 锻 (二)胎模锻
(2) 套 模 (或筒 模)及其分类 (a) 套模可分为开式套模和闭式套模(图3-45 ) .
模锻的特点与自由锻比生产率较高可以锻出形状比较复杂的锻件图327模锻件尺寸精确加工余量小强度高使用寿命长节省金属材料减少切削加工工作量大批量生产时能降低成本模锻件质量一般小于150kg制造锻模周期长成本高
§3.3 锻造方法
一.自由锻
定义: 自由锻是利用冲击力或压力使金属坯料 在上、下砥铁(或砧铁)之间产生变形， 以获得所需形状及尺寸锻件的方法。 分类: 手工自由锻和机器自由锻。
§3.3 锻造方法
2. 自由锻件分类及基本工序选用
① 饼块类锻件 表3-1 饼块类锻件的基本工序 典型锻件图例 基 本 工 序
一.自由锻
实 例
齿轮的锻造过程 a) 下料 b) 镦粗 c) 镦挤平台 d) 冲孔 e) 滚圆 f) 平整
圆盘、 齿轮、 锤头、 叶轮、 饼块 等
§3.3 锻造方法
② 轴杆类锻件 表3-2 轴杆类锻件的基本工序 典型锻件图例 基 本 工 序
特点： ① 工艺灵活, 设备通用性好, 适应性强； ② 工具简单，成本低； ③ 生产率较低，操作强度大； ④ 锻件精度低，加工余量较大； ⑤ 适合于单件、小批生产, 锻件形状要 简单, 尺寸和表面质量要求不能高； ⑥自由锻是生产大型锻件的唯一锻造方法。
§3.3 锻造方法
1. 自由锻的工序分析
一.自由锻
§3.3 锻造方法
二.模 锻 (一)锤上模锻
④ 模锻件圆角半径 (图3-36 ) 外圆角(凸角)半径r，内圆角(凹角)半径R。
§3.3 锻造方法
二.模 锻 (一)锤上模锻
⑤ 冲孔连皮 (图3-33) 孔径为30～80mm时，连皮厚度为4～8mm；孔径小 于30mm时，一般不锻出。 以上参数确定后，绘制模锻锻件图(如图3-37).