自由锻造工艺规程

自由锻造工艺规程

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1.目的：明确自由锻造工艺规程，确保其持续受控；

2.范围：适合于自由锻造的工艺规程。

3.职责：

3.1锻造工艺员制订各锻件的工艺规程，锻造责任人负责工艺审批。

3.2部分重要锻件和所有的重大关键锻件，以及公司专项产品和重点产品的试制件、关键件等的自由锻造工艺、专用工艺，需召开专项技术会议，由技术人员、生产人员、操作人员、公司技术和生产负责人共同参加，进行工艺评审及技术交流等。

4.程序：

4.1 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 :

4.1.1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。

表1

4.1.2确定加工余量和锻件公差

4.1.2.1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，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)。

4.1.2.2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)。

4.1.2.3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。

4.1.2.4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，如表1b。

4.2计算坯料质量与尺寸

4.2.1坯料质量可按下式计算

G 坯料 =G 锻件 +G 烧损 +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

2~3%，以后每次加热取1.5~2.0%

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。

4.2.2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、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 / ρ

ρ——金属密度。对于钢铁ρ =7.85kg/dm 3 。

然后，求出坯料横截面积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2.3～3.0；坯料为轧材时， R d 取l.3～1.5)，最后可求出坯料直径或边长。

4.3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。

自由锻工序的选择与整个锻造工艺过程中的火次（即坯料加热次数）和变形程度有关。所需火次与每一火次中坯料成形所经历的工序都应明确规定出来，写在工艺卡片上。

4.4确定锻造温度范围

锻造温度范围是指始锻温度和终锻温度之间的温度范围。

锻造温度范围应尽量选宽一些，以减少锻造火次，提高生产率。加热的始锻温度一般取固相线以下100~200℃，以保证金属不发生过热与过烧。终锻温度一般高于金属的再结晶温度50~100℃，以保证锻后再结晶完全，锻件内部得到细晶粒组织。碳素钢和低合金结构钢的锻造温度范围，一般以铁碳平衡相图为基础，且其终锻温度选在高于Ar3点，以避免锻造时相变引起裂纹。高合金钢因合金元素的影响，始锻温度下降，终锻温度提高，锻造温度范围变窄。部分金属材料的锻造温度范围见表2-4。此外，锻件终锻温度还与变形程度有关，变形程度较小时，终锻温度可稍低于规定温度。

4.5自由锻件的锻造工艺规程

表4

4.6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下表。

表5