第二自由锻及其工艺性
第二章 锻造
1.锤上模锻
动画演示
（一）锻模结构
（二）模膛的分类Leabharlann 模膛预锻模膛 模锻模膛
终锻模膛
拔长模膛
制坯模膛
摩擦压力机上模锻生产特点
4.胎模锻造
动画演示
1) 扣模 2) 筒模
3) 合模
§2-2 锻造工艺规程的制订
1. 锻件图的绘制 1）敷料、余量及公差的确定 2）分模面的选择 3）设计模锻斜度、圆角半径 4）确定冲孔连皮
b
a
a
c
d
cd
b
2. 坯料重量和尺寸的计算
3. 锻造工序的确定
G坯料 = G锻件+G料头+G烧损 模锻件的工序确定
自由锻的结构工艺性
模锻件结构工艺性
滚压模膛 弯曲模膛
切断模膛
根据模锻件的复杂程度，所需变形的模膛数 量不等，可将锻模设计成单膛锻模或多膛锻模。
单膛锻模：一副锻模上只具有一个终锻模膛。
多膛锻模：是在一副锻模上具有两个以上模膛的 锻模。
弯曲连杆零件
2. 曲柄压力机上模锻 动画演示
曲柄压力机上模锻生产特点
曲柄压力机上模锻所用模具 ⒊摩擦压力机上模锻
4、锻造工艺规程中的其它内容
材料种类 低碳钢 中碳钢 合金结构钢
始锻温度/℃ 1200~1250 1150~1200 1100~1180
终锻温度/℃ 800 800 850
温度(℃) 火色
1300 1200 1100 900 800 700 小于600 白色 亮黄 黄色 樱红 赤红 暗红 黑色
自由锻的工艺流程
自由锻的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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自由锻
a)工艺性差的结构b)工艺性好的结构
4．合理采用组合结构锻件的横截面积有急剧变化或形状较复杂时，可设计成由数个简单件构成的组合体，如图2-17所示。每个简单件锻造成形后，再用焊接或机械联接方式构成整体零件。
图2-17复杂件结构
a)工艺性差的结构b)工艺性好的结构
上一节下一节
3．锻件公差锻件公差是锻件名义尺寸的允许变动量，其值的大小与锻件形状、尺寸有关，并受生产具体情况的影响。
图2-11锻件余量及敷料
1—敷料2—锻件余量
自由锻件余量和锻件公差可查有关手册。钢轴自由锻件的余量和锻件公差，见表2-1。
表2-1钢轴自由锻件余量和锻件公差（双边）（mm）
零件长度
零件直径
<50
50~80
30CrMnSiA、50CrVA、18Cr2Ni4WA、20CrNi3A
1180
850
0.3～0.8
40CrMnA
1150
800
0.3～0.8
铜合金
800~900
650~700
—
铝合金
450~500
350~380
—
（六）填写工艺卡片
半轴的自由锻造工艺卡片见表2-5。
表2-5半轴自由锻工艺卡
锻件名称
半轴
自由锻工艺规程：根据零件图绘制锻件图、计算坯料的质量与尺寸、确定锻造工序、选择锻造设备、确定坯料加热规范和填写工艺卡片等。
（一）绘制自由锻件图
以零件图为基础，结合自由锻工艺特点绘制而成的图形，它是工艺规程的核心内容，是制定锻造工艺过程和锻件检验的依据。锻件图必须准确而全面反映锻件的特殊内容，如圆角、斜度等，以及对产品的技术要求，如性能、组织等。
第3章2-自由锻工艺
程
拔长并 留出台阶
1
锻出凹挡 及拔长端部 并修整
实际生产自由锻加工录像-圆柱件锻造
实际生产自由锻加工录像-大型锻件锻造
八、自由锻件的结构工艺性
避免锥体和斜面结构
几何体间的交接处 不应形成空间曲线
截面变 化大的 锻件， 采用组 合连接
自由锻件上不应设计 出加强筋、凸台、工字形截面
思考题
➣
➣ ➣
工艺性分析
坯料质量 加热规范
绘制锻件图
确定工序 锻后热处理
参数选择
选择设备
1. 绘制锻件图
锻件图 1. 敷料
为简化 锻件形状、 便于进行锻造 而增加的一部 分金属。
2. 锻件余量
3. 锻件公差
为保证 切削加工的 精度而增加 的尺寸。
允许锻件 尺寸的变化 范围。
锻件的余块
锻件图
2．制订变形工艺过程及选用工具
➣ ➣
D d
冲子扩孔
b.心轴扩孔
孔径大而壁厚较薄的环形锻件，通常采用芯轴扩孔。 芯轴扩孔的变形实质是相当毛坯沿圆周方向拔长。
心轴扩孔(马架扩孔）
冲孔和扩孔动画
3. 弯曲：将坯料弯成所规定外形的锻造工 序，用以锻造各种弯曲类锻件。如起重吊 钩，弯曲轴杆等。
4. 错移：将坯料的一部分相对另一部分相 互平行错移的锻造工序。用以锻造曲轴类 锻件，错移前坯料需要压肩。
空心冲子冲孔 1坯料 2冲垫 3冲子 4心料
c 在垫环上冲孔
这种方法只适用于高径比小于0.125的薄饼锻件。
在垫环上的冲孔 1冲子 2坯料 3垫环 4心料
2. 扩孔：减小空心坯料壁厚而增加其内外 径的锻造工序，用以锻造各种圆环锻件。
a.冲子扩孔
自由锻造工艺
L<0.5h时，坯料内部的变形也是不均匀的，上部和下部变形大， 中部变形小，中间部分锻不透，轴心部分沿轴向受附加拉应力，轴 心部分原有的缺陷进一步扩大，易产生内部横向裂纹。
综合考虑送进量对拔长效率和锻件质量两方面的影响，一般认 为，相对送进量L/h =0.5～0.8较为合适，或绝对送进量取L=（0.4～ 0.8）b，b为砧宽。
冲孔时，毛坯分成两部分：冲头下面的园柱体A和冲头以外的 园环区B。应力应变简图，
A区金属的变形相当于园环包围下的镦粗，冲孔时的单位压力比 自由镦粗时要大，环壁愈厚时单位冲孔力也愈大。
B区金属的变形主要是由于A区的变形引起的。总的变形趋势是： 径向压缩变形，切向伸长变形，轴向应变则可能是伸长，也可能是 缩短，主要取决于径向压应力的大小，即取决于环壁的厚度：
③、砧子形状的影响：
上下V形砧拔长时，毛坯的变形程度最大，又处于强烈的三向压应 力状态，能够很好锻合心部缺陷，且拔长效率也高，毛坯轴线不会 偏移。
上平下V形砧拔长时，最大的变形区不在毛坯中心，而在距中心 1/2～3/4半径处，锻透性比较差，还由于毛坯上下变形深入程度不 等，不断翻转后会使轴线变成螺旋线，其结果将造成中心缺陷区的 扩大。
放置一块温度不低于坯料温度的软金属垫板（一般用碳素钢），
变形金属不直接受到工具的作用，由于软垫的变形抗力较低，故先 变形并拉着坯料作径向流动，结果坯料的侧面内凹；当继续镦粗时 软垫直径增大，厚度变薄，温度降低，变形抗力增大，而此时坯料 明显地镦粗，侧面内凹消失，呈现园柱形，再继续镦粗时，最后获 得程度不太大的鼓形。
这是因为坯料被压缩时，沿横截面上金属流动的情况如下图所示，
A区（困难变形区）金属带着靠着它的a区金属向轴心方向移动，B 区金属带着靠着它的b区金属向增宽方向流动，a、b两区的金属向 着两个相反的方向流动，当坯料翻转90°再锻打时，a、b两区调换 了一下，但其金属的流动仍沿着两个相反的方向，因而DD1和EE1便 成为两部分金属最大的相对移动线，在DD1和EE1线附近金属的变形 最大，反复翻转锻打时，a、b两区的金属剧烈的变形产生很大的热 量，使两区温度剧升，很快过热，甚至发生局部融化现象，在剪应 力作用下，很快沿对角线产生破坏；坯料质量不好，加热时间较短， 内部温度较低，或打击过重时，由于沿对角线上金属流动过于剧烈， 产生严重的加工硬化现象，也促使金属很快地沿对角线开裂。
第二节 自由锻
透孔、不透孔（盲孔） 开式冲孔 闭式冲孔—反挤压 ※1 开式冲孔，先镦平端面 2 冲通孔时：薄件—面冲通：H/D＜0.125 实心单面 冲孔 厚件双面冲： 一面冲2/3δ
反面冲通。
为拔冲头方便，冲孔时洒煤粉。
四） 弯曲： 毛坯弯成一定角度。 外侧受拉 内侧受压 内侧起皱 ※ 弯曲角度不可太大，过大 外侧拉裂
四） 选择锻造设备
根据锻件的尺寸、形状、材料等条件来选择设备种类及 其规格，既保证锻透工件、有较高的生产率，又不浪费 动力，并使操作方便 。
镦粗：G=（0.002～0.003）kF（kg） k为系数，与σb有关，F为锻件镦粗后与工具接触面水平 投影.(mm2) 拔长: G=2.5F （kg） F—坯料横截面面积（cm2） Nhomakorabea2、分类
1）手工锻：砧子，大、小锤，炉子等，小型件。 2 ）机器锻：空气锤、蒸汽—空气锤，冲击力 液压机、水压机，吨位大，静压力
（1）锻锤自由锻 利用冲击力使坯料产生塑性变形，只能锻造中小锻件。有 震动。常用设备有： a)空气锤； 其原理是利用压缩空气推动锻锤进行工作；以落下部分质 量来表示锻造能力 ；常用吨位为65~750千克，用于锻造小 型锻件，锻件重量范围是50-1000公斤。 b)蒸汽-空气锤: 其原理是利用一定蒸汽或压缩空气推动锻锤进行工作；常用吨 位为1~5吨，用于锻造中型锻件，锻件重量范围是20-1500公斤。 也是模锻的主要设备（结构略有不同）。
2） 绘制锻件图
锻件图 1. 敷料(余块) 为简化 锻件形状、 便于进行锻造 而增加的一部 分金属。 2. 加工余量 3. 锻件公差
为保证 切削加工的 精度而增加 的尺寸。
允许锻件 尺寸的变化 范围。
锻件图
2-自由锻模锻工艺
弯曲连杆旳模锻过程
三 锤上模锻工艺规程（锻件图）旳制定
1 绘制锻件图： 设计和制造锻模旳根据；计算坯料旳根据；检验锻件旳根据。 工艺参数旳拟定： (1)分模面： 即锻模上、下模或凸、凹模旳分界面。
选择分模面旳原则： 要确保锻件能从模膛中取出；
d
有利于发觉上下模错移，预防出废品；
a b
a 使模膛有最浅旳深度，便于充斥； b
四 模锻件旳构造工艺性
具有合理旳分模面、斜度和圆角半径，以便于从模膛中取出锻件； 非配合表面设计成不加工表面； 使模锻成形轻易，降低工序：
零件力求简朴、平直、对称； 截面差不要过大，Fmax/Fmin≤2 不宜过于扁薄； 应防止高旳凸起和深凹。 防止小孔、多孔构造，防止窄沟、深槽构造；
4 -φ20
c
c 分模面最佳是平面；
降低余块，节省金属。 d
a-a
b-b
c-c
d-d
(2)加工余量和铸造公差： 余量1～4mm，公差±0.3～3mm, 冲孔连皮4～8mm。 (3) 斜度： 斜度一般为5～12° (4) 圆角半径：在锻件上全部两平面交角处都需做成圆角，
目旳是降低模具旳磨损和便于金属旳充填。
2 拟定模锻工步 3 算料 4 选择模锻设备 5 模锻旳后续工序
（六）填写工艺卡
三 自由锻零件构造工艺性
1 尽量防止锥面和斜面以及不规则曲面；
2 两部分连接处不用弧面（采用截柱体）；
3 锻件上不得有加强筋和小凸台； 4 形状复杂件可分几种部分锻出。
§2-4 模锻
将金属坯料放在锻模旳模膛内，在锻压力旳作用下，迫 使金属料依模膛旳形状而变形旳一种铸造措施。
一 锻模和模膛
样旳要求。 如精整表面外形、鼓形滚圆、弯曲矫正等。
3-2 锻造
低表面粗糙度。常用有滚圆、平整和调直。
园盘形零件通常要通过滚圆、平整这两个精整 工序对锻件进行修整。 轴杆类锻件主要通过修光表面和调直来进行最 后的精整。
7
3.锻件分类及基本工序方案
8
4. 特点
设备投资费用低，工序比较简单，不需要造价 高的模具。 生产率较低，劳动条件差。 关键尺寸精度比较低，材料利用率低，不利于 批量生产。
30
2.分模面
分模面是指上下锻模在模锻件上的分界面，相当于 铸造中的分型面。 确定原则
应保证模锻件能从模膛中取出来。分模面应选在模锻件的最 大截面处。 应使上下两模沿分模面的模膛轮廓一致．以便在安装锻模和 生产中容易发现错模现象，及时而方便地调整锻模位置。 分模面应选在能使模膛深度最浅的位置上。
2. 曲柄压力机上模锻
曲柄压力机是一种机械式压力 机，其传动系统如图3-19所示。 离合器处在脱开状态时， 带轮3(飞轮)空转，制动器15使 滑块停在确定的位置上。锻模 分别安装在滑块10和工作台11 上。顶杆12用来从模膛中推出 锻件，实现自动取件。
曲柄压力机的吨位一般是 2000～120000 kN
适用范围 5.应用实例
适用于单件小批量生产。 盘套类锻件
轴类锻件
9
二、模锻
适用于批量生产
使金属坯料在冲击力或压力作用下，在锻模模膛 内变形，从而获得锻件的工艺方法。
坯料只能在模具的模膛所限定的空间范围内变形，不是自由变 形，而是有约束地变形，因而锻件尺寸精确、加工余量小，结 构可以比较复杂，生产率高。
33
4.圆角半径
锻件上面和面相交的部位都要有圆角过渡。 锻件上外圆角在模膛上是个凸圆角r，作 用是减小金属流动的阻力，减少模具的磨 损，避免模膛的尖角在锻造时发生崩裂； 锻件上的内圆角在模膛上是一个凹圆角R， 作用是保证坯料金属能充满模膛，且减小 模膛凹角处的应力集中，防止锻模的开裂。 圆角半径的数值也有具体的规定，通常外 圆角r＝1.5～3㎜,内圆角R＝（2～3）r。
工程材料-(自由锻)
（2）避免锥体或斜面结构。
（3）避免非平面相交的结构
相贯线
（4）避免加强肋，凸台。
加强肋
凸台
（5）合理采用组合结构。防止 横截面急剧变化或形状复杂体。
螺纹联接 焊接
整体锻件
组合结构
（6）避免工字形，椭圆形，或 其它不规则截面及外形。
叉形件内部台阶
自由锻生产工艺实例
盘套件 齿轮坯冲、扩孔 叉杆件 圆轴件 大型锻件（轴）
锻件 名称
半轴
图例
坯料 质量
25kg
坯料 尺寸
φ130×240
材料
18CrMnTi
火次
工序
图例
锻出头部
拔长
拔长及修整台阶 1
拔长并留出台阶
锻出凹档及 拔长端部并修整
5. 编制工艺卡
四、自由锻件结构工艺性
设计原则： 在满足使用性能的前提下，便于锻造，节 约金属，提高生产率。
（1）锻件形状尽量简单、对称、平直。
2. 坯料质量及尺寸计算
坯料质量 G坯料=G锻件+G烧损+G料头
G烧损 取决于加热次数（火次），
首次加热取被加热金属质量的2-3% ；以后每次取1.5-2%。
G料头 冲孔、修切端部等去除的那
部分金属的质量。
3. 选择锻造工序与设备：
工序选择应考虑： 锻件形状、工序特点、火次与变形度。
锻造设备
按锻件大小、质量、形状以及基本工 序，结合生产实际条件来确定。
上砧铁
V形砧铁
下砧铁
冲孔
用于孔径25 的齿轮，套筒， 圆环等空心件。
冲头
其它基本工序
弯曲、切割、扭转、错移 等。
2. 辅助工序
预变形工序，如 倒棱、压钳口、切肩等。
自由锻造和模型锻造的工艺过程
自由锻造和模型锻造的工艺过程自由锻造是一种常用的锻造工艺，它采用锻造机械或锻造设备对工件进行锤击、挤压或剪切等操作，将金属坯料加热至塑性状态后进行塑性变形，最终获得所需形状的工件。
自由锻造工艺具有以下几个主要步骤：1.材料准备：根据工件的要求，选择合适的材料，如钢、铝、铜等。
材料必须具备良好的塑性和可锻性。
2.加热：将所需锻造材料放入锻造炉中进行加热，通常采用电阻加热或气体燃烧器进行加热。
加热的目的是使材料达到塑性状态，方便进行塑性变形。
3.锻造：加热至适宜温度后，将材料放入锻造机械或锻造设备中进行锻造操作。
锻造操作可以通过压力，例如锤击或挤压，或通过剪切使工件变形。
锻造操作需要根据工件形状和尺寸进行精确控制，以确保最终获得所需形状的工件。
4.温度控制和冷却：在锻造过程中，材料会受到高温影响。
为了保证工件的质量和性能，需要对温度进行控制。
一般情况下，可以通过水冷却或自然冷却的方式快速降低工件温度。
5.后处理：完成锻造后，工件可能需要进行热处理、机械加工或表面处理。
这些处理可以改善工件的性能和外观。
模型锻造是一种常见的塑性加工工艺，它以模具为基础，通过压力和热力对金属坯料进行塑性变形，从而得到所需要的形状。
模型锻造的主要步骤如下：1.模具制造：首先需要根据工件的形状和尺寸，制作合适的模具。
模具可以用金属或其他材料制造而成。
2.材料准备：根据工件的要求，选择合适的材料坯料。
材料必须具备良好的塑性和可锻性。
3.加热：将材料加热至塑性状态，使其易于塑性变形。
加热的方式可以采用电阻加热或气体燃烧器进行。
4.锻造：将加热至塑性状态的材料放入模具中，施加适当的压力和热力，使材料变形。
锻造过程中需要精确控制温度和压力，以确保获得所需的形状。
5.冷却和后处理：完成锻造后，需要对工件进行冷却，使其恢复到室温，并可能需要进行热处理、机械加工或表面处理等后处理。
自由锻造工艺课件
★ 空气锤的吨位较小，只有0.5～10kN，用于锻100kg以 下的锻件；蒸汽—空气锤的吨位较大，可达10～50KN , 可锻1500kg以下的锻件。
2.液压机：油压机、水压机
液压机是以液体产生的静压力使坯料变形的，设备规 格以最大压力来表示。
区域Ⅰ：难变形区； 区域Ⅱ：大变形区； 区域Ⅲ：小变形区，变形程度介于Ⅰ与Ⅱ之间。
平砧镦粗
平砧镦粗变形与应力状态分析
2) 坯料尺寸的影响
Ⅰ—难变形区 Ⅱ—大变形区 Ⅲ—小变形区 Ⅳ—均匀变形
不同高径比坯料镦粗时鼓型情况与变形分布
28
4 镦粗的质量问题及控制
质量问题： 侧表面产生纵向或45º裂纹；
例：圆环及圆筒的锻造工艺过程
3 轴杆类锻件
这类锻件为实心轴杆，轴向尺寸远远 大于横截面尺寸，可以是直轴或阶梯轴， 如传动轴、轧辊、立柱、拉杆等，也可以 是矩形、方形、工字形或其他形状截面的 杆件如连杆、摇杆、杠杆、推杆。
锻造基本工序：拔长，或镦粗+拔长
例：传动轴的锻造过程
4 曲轴类锻件
这类锻件为实心长轴，锻件不仅沿轴线 有截面形状和面积的变化，而且轴线有多 方向弯曲，包括各种形式的曲轴。
②工艺规程的作用 指导生产 生产准备工作的依据 新厂（车间）扩建的依据
③制定原则 保证产品质量 提高劳动生产率、降低成本 降低劳动强度，保证生产安全。
④必备原始资料
零件图 产品验收质量标准 年生产纲领（产量） 制造厂的生产条件：设备、工装、技术水平等 设计手册及有关标准 国内外有关制造技术资料
2 自由锻工艺规程制定的内容
最后摔圆；
★ 应选用适当的送进量,以提高拔长效率，一般取
锻造工艺与模具设计-自由锻
锻造工艺与模具设计自由锻是一种用来进行单件、小批量锻件和大型锻件生产的锻造方法。
它是将加热到锻造温度的坯料，在自由锻设备和简单通用工具的作用下，通过人工操作或操作机操作，控制其金属流动以获得所需形状和尺寸的锻件。
自由锻件是由坯料逐步变形而成，变形过程中，仅局部与工具接触，故所需锻造设备的吨位比模锻要小得多:如10万KN自由锻水压机可锻造重达百吨以上的大型锻件，而10万KN模锻水压机只能模锻几百公斤重的锻件，所以大型锻件的锻造只能采用自由锻工艺。
但，锻件的精度差，锻造生产效率低，劳动强度也大。
z自由锻的主要研究内容是：锻件成形规律和锻件质量两个方面。
z一般碳钢与低合金钢中、小锻件，通常采用轧材或锻坯，自由锻时，主要是成形问题。
要求锻造时要掌握金属的流动规律，灵活运用各种变形工序，以获得合格锻件。
z对于大型锻件或高合金钢锻件，一般是以钢锭为坯料，其自由锻关键是质量问题，为了保证达到锻件的技术要求，除了要提高钢锭的冶金质量外，还应从锻造工艺方面采取措施。
2-1 自由锻工序分类及锻件分类一、自由锻工序分类自由锻件的锻造成形过程是由一系列变形工序所组成的。
根据变形性质和变形程度的不同，自由锻工序一般可分为基本工序、辅助工序和修整工序三类。
(1)基本工序能够较大幅度地改变坯料形状和尺寸的工序，也是自由锻造过程中主要变形工序。
如镦粗、拔长、冲孔、扩孔、芯轴拔长、弯曲、错移、扭转、切割等。
2-1 自由锻工序分类及锻件分类2-1 自由锻工序分类及锻件分类一、自由锻工序分类(2)辅助工序指在坯料进入基本工序前预先变形的工序。
如预压夹钳把、钢锭倒棱、分段压痕（阶梯轴）等。
2-1 自由锻工序分类及锻件分类一、自由锻工序分类(3)修整工序指用来精整锻件尺寸和形状使其完全达到锻件图要求的工序。
一般是在某一基本工步完成后进行。
如镦粗后的拔长后的弯曲校直、鼓形滚圆、端面平整等。
二、自由锻件分类1. 饼块类锻件这类锻件外形横向尺寸大于高度尺寸，或两者相近，如圆盘、叶轮、齿轮、模块、锤头等。
5.2 第三篇 第二章 锻造成形
第三篇 金属塑形加工
第二章
锻造成形
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
第二章 锻造成形
目
录
第一节
锻造方法
第二节
第三节
锻造工艺规程制定
锻件结构工艺性
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
第一节 锻造方法
在加压设备及工（模）具作用下，使坯料、铸锭产生局部或全部
的塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法，
第二节 锻造工艺规程制定
一、绘制锻件图
3. 模锻斜度
（1）对于锤上模锻，模锻斜度一般为5o~15o；
（2）模锻斜度与模腔的深度(h)和宽度(b)有关，
h/b越大时，取较大的斜度值；
（3）内壁斜度α2比外壁斜度α1 大2⁰ ~5⁰
4. 模锻圆角半径
模锻件的外圆角半径r取1.5~12mm，内圆角 径R比r大2~3倍。
（1）扣模
用来对坯料进行全部或局部扣形，以生产长杆非回转体锻件。
(a) 扣模
(b) 筒模
(c) 合模
扣模
（2）筒模
主要用于锻造齿轮、 法兰盘等盘类零件。
筒模
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
第一节 锻造方法
4. 胎模锻
（3）合模 可锻制形状复杂、精度较高的非回转体锻件。
合模
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
2. 曲柄压力机上模锻
曲柄压力机是采用曲柄连杆系统作为工作机构的压力机。
1—电动机； 2—小带轮； 3—大带轮； 4—传动轴；
5 —小齿轮； 6 —大齿轮；
7 —离合器； 8 —曲柄； 9 —连杆； 10 —滑块； 11 —楔形工作台； 12 —下顶杆；13 —楔铁； 14 —顶料连杆； 15 —制动器；16 —凸轮
自由锻造工艺分析
自由锻造工艺分析自由锻造是使用冲击力或使用压力将放置在上下砧面之间金属无论处于任何方向都会自由变形，没有任何限制能够获取所需要形状和尺寸及一定机械性能的锻造零件的一种加工方法。
使用工具和机械设备简单，良好的通用性，费用低是自由锻造的特点。
与铸造毛坯比较，自由锻造去除了缩孔、缩松、气孔等缺点，这样使毛坯提高了力学性能。
锻造零件外观简单，操控灵活，所以在制造重要零件和重型机器方面具有十分重要的意义。
标签：自由锻造；基本工序；特点1 自由锻造的基本工序1.1 基本工序为了达到所需要的形状和尺寸，必须使金属在一定程度范围内发生属性变形。
比如，镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转等。
1.2 辅助工序为使基本工序操控方便，因而进行的某些事先变形的工序。
比如压钳口、压肩等。
1.3 精整工序应该在终端温度以下进行。
例如清理锻件表面的凸凹不平部位和整形等，主要目的是减少锻件表面存在的缺陷。
文章将重点介绍基本工序：（1）拔长。
也称延伸。
这道工序能使坯料横断面积减小，但是长度却增加。
锻造杆、轴类零件经常使用此工序。
其方法主要分两种。
一种是拔长工序在平砧上。
另一种是拔长工序在芯棒上。
进行锻造时，首先将芯棒放入冲好孔的坯料里，之后作为实心坯料进行拔长。
进行拔长时，多数情况不是一次拔成。
首先把坯料拔成六角形，锻造到需要长度后，然后倒角滚圆，拿出芯棒。
为了方便拿出芯棒，芯棒的工作部分应该具有1：100左右的斜度。
应用这种拔长方法能够使空心坯料增加长度，减少壁厚，内径保持原状，锻造套筒类长空心锻造零件经常采用才方法。
（2）镦粗。
镦粗是将毛坯高度减少，横截面积增加的锻造工序。
主要应用在锻造齿轮坯、圆饼式锻件上。
镦粗工序能够有效改善坯料组织，减小力学性能的变异。
反复进行镦粗与拔长能够改善高合金工具钢中碳化物的形态和状态的分布。
镦粗主要有以下三种形式：一是完全镦粗。
把坯料垂直放置在砧面上。
由于上砧的锤击，坯料高度发生减小，横截面积增加，从而发生塑性变形。
锻造工艺
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(1)扣模 扣模 扣模用来对坯料进行全部或局部扣 以生产长杆非回转体锻件。 形，以生产长杆非回转体锻件。也可以为合模锻 造进行制坯。用扣模锻造时,坯料不转动 坯料不转动。 造进行制坯。用扣模锻造时 坯料不转动。
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(2)筒模 筒模主要用于锻造齿轮、 (2)筒模 筒模主要用于锻造齿轮、法兰盘等 盘类锻件。组合筒模由于有两个半模的结构， 盘类锻件。组合筒模由于有两个半模的结构，可 以锻出形状更复杂的胎模锻件， 以锻出形状更复杂的胎模锻件，扩大了胎模锻的 应用范围。 应用范围。
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胎模锻的特点
由于胎模结构较简单， 由于胎模结构较简单，可提高锻件的 精度，不需昂贵的模锻设备，扩大了自由 精度，不需昂贵的模锻设备，扩大了自由 锻生产的范围。 锻生产的范围。 但胎模易损坏， 但胎模易损坏，较模锻方法生产的锻 件精度低，劳动强度大， 件精度低，劳动强度大，故胎模锻只适用 没有模锻设备的中小型工厂中生产中小 于没有模锻设备的中小型工厂中生产中小 批量的锻件。 批量的锻件。
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空气-蒸汽锤 自由锻设备之二 —— 空气 蒸汽锤
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自由锻设备之三 —— 水压机
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自由锻的基本工序之一 —— 拔长
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自由锻的基本工序之二 —— 镦粗
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自由锻的基本工序之三 —— 冲孔
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自由锻的基本工序之四 —— 扩孔
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锻 件 的 基 本 工 序 方 案
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自由锻的结构工艺性分析
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(3)合模 合模由上模和下模组成， (3)合模 合模由上模和下模组成，并有导 向结构，可以生产形状复杂、 向结构，可以生产形状复杂、精度较高的 非回转体锻件。 非回转体锻件。