(完整word版)自由锻工艺设计
自由锻的工艺流程
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第4章 自由锻造工艺
3.局部镦粗
图4-19
局部镦粗
图4-20
头大杆细类锻件的局部镦粗
4.3.2 拔长
1.拔长类型
2.拔长变形过程分析 3.坯料拔长时易产生的缺陷与防止措施 4.拔长操作方法 5.压痕与压肩
1.拔长类型
(1)平砧拔长 平砧拔长是生产中用得最多的一种拔长方法。
(2)型砧拔长 型砧拔长是指将坯料放在V型砧或圆弧型砧中进 行的拔长。 (3)芯轴拔长 芯轴拔长也称空心件拔长，空心件通常为管件， 这类坯料拔长时，在孔中穿一根芯轴。
图4-8
平砧镦粗
图4-9 平砧镦粗时变形分布与应力状态
图4-10
侧凹坯料镦粗时的受力情况
图4-11
铆镦与端面辗压
图4-12
软金属垫镦粗
图4-13
铆镦
图4-14 叠料镦粗过程
图4-15
套环内镦粗
图4-16
不同高径比坯料镦粗时
图4-17
不同高径比坯料镦粗过
2.垫环镦粗
图4-18
垫环镦粗
4.3.1 镦粗
使坯料高度减小而横截面增大的成形工序称为镦粗。
镦粗的目的在于：
1)由横截面积较小的坯料得到横截面积较大而高度较小的坯料或
锻件。 2)增大冲孔前坯料的横截面积以便于冲孔、平整端面。 3)反复镦粗、拔长，可提高下一步坯料拔长的锻造比。 4)反复镦粗和拔长可使合金钢中碳化物破碎，达到均匀分布。 5)提高锻件的力学性能和减小力学性能的异向性。
2.经验类比法
(1)镦粗时
(2)拔长时
表4-10 自由锻锤锻造能力
4.4.5 制订自由锻工艺规程举例
1.设计、绘制锻件图
2.确定变形工序及中间坯料尺寸
3.计算原坯料尺寸
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。
自由锻造工艺规程编制(DOCX 34页)
自由锻造工艺规程编制(DOCX 34页)当用钢锭作原毛坯时，上式中还应加上冒口重量G 冒口和底部重量G 底部。
锻件重量G 锻件根据锻件图决定。
对于复杂形状的锻件，一般先将锻件分成形状简单的几个单元体，然后按公称尺寸计算每个单元体的体积，G 锻件可按下式求得； G 锻件=γ（V 1+V 2+…+V n ）式中 γ----金属的密度；V 1+V 2+…+V n-----各单元体体积。
对轴类锻件需考虑台阶处之余面（图8.3、8.4）所需的重量。
图8.3 台阶轴类锻件余面其计算公式为：G 余面=0.2（D-d ）2（D+2d ）(尺寸以dm 计算);图8.4 曲轴类锻件余面其计算公式为：G 余面=h 2B(尺寸以dm 计算)。
G 切头包括修切锻件端部时的料头重量和冲孔芯料等，端部料头重量的计算方法见表8.1。
表8.1是一种最简单的端部切料情况的计算方法，而实际上切料的数值与锻件的复杂程度有关。
例如锻造台阶时，为防止内凹和夹层现象，压痕和压肩时端部所留的最短长度应大于0.3D。
如果台阶轴的轴颈较短时，则切区的料头重量便要较多。
因此，复杂件切料的数值根据具体工艺来定。
表8.1 端部料头的计算公式冲孔芯料决定于冲孔方法和锻件尺寸，计算方法见表8.2.表8.2冲孔芯料的计算注：表中d --------实心孔之直径（mm）H --------冲孔前坯料的高度（mm）表8.3 火耗与加热次数所占锻件重量的百分比烧损的重量G 烧损与炉子的类型，毛坯的性质和加热次数等有关，一般用所占的百分数表示。
见表8.3。
钢锭冒口和底部切区的重量G 冒口和G 底部占整个钢锭重量百分比见表8.4。
8.2.2.毛坯尺寸的确定毛坯尺寸的确定与所采用的第一个基本工步（镦粗或拔长）有关，所采用的工步不同，确定的方法也不一样。
表8.4钢锭冒口和底部切去的重量百分比（％）（1）采用镦粗法锻制锻件时，毛坯尺寸的确定对于钢坯，为避免镦粗时产生弯曲，应使毛坯高度H 不超过其直径D（或方形边长A）的2.5倍，但为了在截料时便于操作，毛坯高度H不应小于1.25D（或A），即1.25D（A）≤H≤2.5D（A）对圆毛坯；D=（0.8～1）3坯V对方毛坯；A=（0.75～0.8）3坯V初步确定了D（或A）之后，应根据国家标准选用标准直径或边长。
自由锻造工艺规程的编制与举例(doc 12页)
自由锻造工艺规程的编制与举例(doc 12页)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/ ρρ——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。
（三）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。
（四）自由锻件的锻造工艺规程举例。
自由锻件的锻造工艺规程举例见下表。
锻件名称齿轮坯工艺类别自由锻造材料45设备65kg空气锤加热火次１锻造温度范围1200～800℃锻件图坯料图序号工序名称变形简图１墩粗２冲孔３修整外圆４修整平面齿轮坯自由锻工艺过程锻件的结构工艺性绘制锻件图等工艺设计工作是解决如何锻造出合格锻件的问题，而锻件的结构工艺性，则是考虑什么样的结构容易优质高产地锻造出来的问题。
锻造方法不同，对零件的结构工艺性的要求也不同。
下面分别讨论自由锻、胎模锻和锤上模锻的零件结构工艺性。
( 一 ) 自由锻件的结构工艺性1、自由锻零件的特点自由锻主要生产形状简单、精度较低和表面粗糙度较高的毛坯。
这是设计锻件结构时要首先考虑的因素。
同时，还要在保证零件使用性能的前提下，考虑如何便于锻打，如何才能提高生产效率。
2、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。
结构工艺性要求不合理合理锻件上应避免有锥形和楔形表面应避免出现加强肋，工字形截面等复杂结构应力求简化两球形面的交接应避免出现形状复杂的凸台及叉形件的内凸台等自由锻件的结构工艺性(二) 胎模锻件和模锻件的结构工艺性1. 胎模锻和模锻件的特点胎模锻和模锻允许零件上有较复杂的曲面、肋条和小凸台，甚至可以在锻件上制出花纹和文字。
第三章自由锻造工艺
46
47
48
平砧镦粗
平砧镦粗变形与应力状态分析
49
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
50
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；
侧表面出现鼓形； 上下端存留铸态组织； 高坯料镦粗易失稳弯曲；。 质量控制措施： a 采用润滑、预热工具
基本锻造工序：拔长、弯曲
31
例：卡瓦的锻造过程
32
非洲菊
33
★
圆自
轴由
锻锻
锻 件 锻 造
35
叉 杆 锻 件 锻 造
36
大 型 锻 件 锻 造
37
42
全纤维自由锻造
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第三节 自由锻基本工序分析
39
一、 镦粗
使坯料整体或一部分高度减小截面积增大的工序 锻造比为：Y镦=H0/H 镦粗比为：H0/D0
3精整工序
在完成基本工序之后，用以提高锻件 尺寸及位置精度的工序。
18
辅助工序
预压钳把
钢锭倒棱
分段压痕
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修整工序
鼓形滚圆
端面平整
弯曲校正
20
21
二、自由锻件分类
饼块类 、空心类、轴杆类、 曲轴类、弯曲类、复杂形状类
22
1 饼块类锻件
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。
97
八 切割 将毛坯一部分或几部分切掉以获得所需形状的锻件的工序
98
第四节 自由锻工艺规程的制定
一、概述 二、自由锻件的结构工艺性 三、自由锻工艺规程的制定
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。
传动轴自由锻工艺设计
传动轴自由锻工艺设计目录一、加工方法选择与分析 (3)1.1铸造与锻造的选择1.2具体锻造方法的选择二、锻件图的绘制 (3)2.1锻件加工余量、余块、公差的含义2.2锻件加工余量、余块、公差的计算三、确定毛坯的重量和尺寸 (5)3.1计算坯料质量3.2坯料尺寸的确定四、确定变形步骤、温度和冷却方式 (8)4.1变形工艺步骤4.2锻造温度4.3冷却方式五、确定锻造设备 (10)六、确定锻造加热时间 (11)七、参考文献 (12)一．加工方法选择与分析1.1铸造与锻造的选择该传动轴零件为阶梯轴类零件，材料为45号钢，由于阶梯轴类零件在工作时，某些部位譬如与滑动轴承配合的轴颈往往要承受摩擦、磨损，严重时可能发生咬死现象，同时使轴类零件运转精度下降。
为使阶梯轴承受多种载荷的作用，必须增强其强度和冲击韧度，所以毛坯选用锻件以获得纤维组织，满足使用要求。
1.2具体锻造方法的选择自由锻：所用工具简单，并具有很强的通用性，生产准备周期短，锻件力学性能好；但自由锻件精度低，加工余量大，劳动强度大，生产率低，适合单件、小批量生产。
模锻：生产效率高，尺寸精度高，加工余量小，操作简单，劳动强度低，适合锻造形状复杂的锻件及大批量生产150kg以下的小型锻件。
综合分析零件特点与自由锻和模锻的优缺点，此零件外形结构单一无复杂加工面，且为小批量生产，要求力学性能好，所以选择其加工方法采用自由锻。
二、锻件图的绘制2.1锻件加工余量、余块、公差的含义：锻件图是工艺拟定的基础和工艺规程的核心内容，它是以零件图样为基础，结合自由锻工艺特点考虑余块与锻件形状、锻件加工余量和锻造公差等因素绘制而成。
（1）锻造余块:在零件上难以锻出的部位添加一些大于余量的金属，以简化锻件外形、便于直接锻造成形，这些多余的金属称为锻造余块。
（2）锻件加工余量:为保证零件机械加工尺寸和表面粗糙度，在零件外表面需要加工部分增加供切削加工的金属，称为锻件余量。
（3）锻造公差:零件基本尺寸加上加工余量为锻件基本尺寸。
2.4.1 自由锻工艺设计
基本工序简图
二、自由锻件分类 饼块类 锻件外形横向尺寸大于高度尺寸，或两者 相近的锻件．
空心类 锻件有中心通孔，一般为圆周等壁厚锻件．
按锻件形状 成形方法
分为六大类
轴杆类 沿轴向尺寸远大于径向尺寸的锻件．
曲轴类 锻件为实心长轴，一般沿轴线有截面积和形 状的变化及轴线多向弯曲．
弯曲类 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 锻件．
增加锻造比锻件的力学性能得到明显提高。
锻造比过大，形成纤维组织后，增加各向异性。
用钢厂的棒材锻制锻件时，由于材料经过轧制，组织和力 学性能已经得到改善，可以不考虑锻造比。钢锭锻制锻件 时，必须考虑锻造比。
锻造比及其计算方法
典型锻件锻造比
五、自由锻设备吨位计算与选择 计算方法：理论计算法和经验类比法确定，一般用经验类 比法确定
6）复杂形状锻件：如阀体、叉杆、吊环体、十字轴等，根据上述 的锻件工序进行组合，锻造是应合理的选择锻造工序。
基本工序
3－3 自由锻基本工序
镦粗 拔长 冲孔 扩孔 弯曲 错移
等六种工序。
3－4 自由锻工艺规程的制定
一、自由锻锻件图的制订与绘制
自由锻锻件图是在
零件图基础上考虑加工
余量、锻件公差、锻造
确定锻造工艺过程：下料－镦粗－垫环局部镦粗－冲孔－扩孔－ 修整。
锻造工艺过程
40
3.计算原坯料尺寸： 通过计算得出圆坯料尺寸D0=120mm ，H0=220mm. 4.选择设备吨位： 查表2－7，选则设备吨位为0.5t 5.确定锻造温度范围 查表2－8，确定锻造的始锻温度1200℃，终锻温度800 ℃ 6.填写工艺卡片
2.4 自由锻工艺设计
自由锻工艺
图2- 6传动轴简化后的形状自由锻工艺编制如图2-5 所示轴的锻造工艺规程。
轴材料为45钢，数量20件。
图2-5轴零件简图1. 简化锻件形状为简化锻件形状与锻造工序，故键槽，退刀槽，销，小孔均加余块，不予锻出：同时考虑减少轴的 台阶数。
按表2-1来确定是否加余块,即台阶是否锻出。
零件总长度: L =400mm各部分长度:由左向右分别设各段长度为l 1﹑l 2﹑l 3﹑l 4, l 5, l 6,及l 7；则l 1=55mm l 2=34mm l 3=22mm l 4=194mm l 5=20mm l 6=45mm l 7=32mm各部分直径: 相应的直径分别设为D 1、 D 2、D 3、D 4、D 5 ,D 6, D 7, 则 D 1=φ28mm D 2=φ36mm D 3=φ40mm D 4=φ48mm D 5=φ40mm D 6=φ36mm D 7=φ25mm各部分台阶高度:由左向右台阶高度分别设为h 1、h 2、h 3、h 4、h 5、h 6，则h 1 = mm=4mm22836212-=-D D h 2 = mm=2mm 23640223-=-D D h 3 = mm=4mm 24048234-=-D D h 4 = mm=4mm 24048254-=-D D h 5= mm=2mm 23640265-=-D D h 6= mm=5.5mm 22536276-=-D D查表2-1,根据各部分台阶高度h 1、h 2、h 3、h 4、h 5、h 6),零件总长(L)及相邻台阶直径(D 2、D 3、D 4、D 5 ,D 6, D 7,),查得各部分锻出的最小长度。
因为除h 6=5.5mm>5mm 外,其余h 均小于5mm,故l 1 至 l 6为锻不出部分，应加余块。
右端台阶（l 7段）：根据h 6=5.5mm,L=400mm,相邻直径D 6=36mm,查表2-1得锻出台阶的最小长度l =32mm<140mm ，故不需锻出。
传动轴自由锻工艺设计说明书
传动轴自由锻工艺设计说明书设计题目：传动轴自由锻工艺设计目录一、毛坯的选择与获得 (2)1.锻件毛坯类型： (2)2.选择毛坯获得方法： (3)二.锻件加工余量、余块、公差的计算 (3)三．毛坯重量、尺寸的计算 (5)1.毛坯质量的计算： (5)2.坯料尺寸的计算： (6)四.确定变形步骤、温度和冷却 (7)1.确定变形步骤： (7)2.确定锻造温度 (9)五.设备的选择 (9)参考文献 (10)一、毛坯的选择与获得毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一，也是一个比较重要的阶段，毛坯的形状和特征（硬度，精度，金相组织等）对机械加工的难易，工序数量的多少有直接影响，因此，合理选择毛坯在生产占相当重要的位置，同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题。
1.锻件毛坯类型：毛坯种类的选择决定与零件的实际作用、材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性。
该零件为台阶轴类零件，主要用于传动和支撑，在工作当中需要承受较大的载荷和强度。
45号钢为常用中碳调质结构钢，该钢冷塑性一般，退火、正火比调质时要稍好，具有较高的强度和较好的切削加工性，经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性，材料来源方便。
2.选择毛坯获得方法：毛坯的制造方法主要有以下几种：1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5、其他毛坯。
根据零件的材料45钢，用型材或锻件，但从经济方面着想，如用型材中的棒料，对于输出轴来说加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。
该零件为台阶轴类零件，主要用于传动和支撑，在工作当中需要承受较大的载荷和强度，因此需要用热变形工艺锻造进行加工，使其纤维方向和应力方向一致，提高零件性能。
本零件生产批量为中批量，所以综上所叙选择锻件中的自由锻。
二.锻件加工余量、余块、公差的计算机械加工余量：为保证零件机械加工尺寸和表面粗糙度，在零件外表面需要加工部分，留一层作机械加工的金属，这部分称为机械加工余量。
第5章自由锻工艺
5. 绘制锻件图
• 在余量、公差和各种余块确定后，便可 绘制锻件图。 • 锻件图中，锻件形状用粗实线描绘。 • 为了便于了解零件的形状和检验锻后的 实际余量，在锻件图内，用假想线(双点 划线)画出零件形状。 • 锻件尺寸和公差标注在尺寸线上面，零 件的公称尺寸要加上括号，标注在相应 尺寸线下面。
• 如锻件带有检验试样、热处理夹头时， 在锻件图上应注明其尺寸和位置。 • 在图形上无法表示的某些技术要求， 以技术条件的方式加以说明。
曲轴类锻件的锻造过程
5. 弯曲类锻件
• 外形特征是轴线有一处或多处弯曲，沿 弯曲轴线，截面可以是等截面，也可以 是变截面。弯曲可以是对称弯曲和非对 称弯曲。
弯曲类锻件的锻造过程
• 锻造弯曲锻件的基本工序是拔长、弯曲； 辅助工序和修整工序是分段压痕、滚圆 和平整。
(1)—下料(120kg) (2)—压槽卡出两端 (3)—拔出中间部分 (4)—弯曲左端圆弧 (5)—弯曲右端圆弧 (6)—弯曲中间圆弧
5.1 自由锻件的分类
按外形特征及其成形方法，为6 类： • 饼块类、 • 空心类、 • 轴杆类、 • 曲轴类、 • 弯曲类、 • 复杂形状类。
1. 饼块类锻件
• 外形特征为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。
块类锻件的自由锻过程
• 所用基本工序为镦粗。随后的辅助工序 和修整工序为倒棱、滚圆、平整等。
轴类锻件的自由锻过程
• 基本工序是拔长，或镦粗加拔长；辅助 工序 和修整工序为倒棱、滚圆和校直。
4. 曲轴类锻件
• 外形特征不仅沿轴线有截面形状和面积 变化，而且轴线有多方向弯曲的实心长 轴，包括各种形式的曲轴，如单拐曲轴 和多拐曲轴等。
曲轴类锻件的锻造过程
(完整word版)自由锻工艺设计
制定自由锻工艺规程零件图图示的为一轴类零件，制定自由锻工艺规程。
该零件使用材料为45钢，采用自由锻制坯，设计过程如下：（1）绘制锻件图，根据零件图并考虑余量和公差绘出锻件图（参考李尚建—《锻造工艺及模具》）ⅠⅡⅢⅣⅤ（2）制定变形工艺（3）由锻件图可知，该轴最大轴径D2=296mm，轴向长度L=1425mm。
参照类似锻件锻造工艺确定工艺方案如下：坯料——预拔长——压肩——拔长制成品（4）工序尺寸的计算①预拔长：考虑拉缩问题，取保险量△=30mm，因此预拔长直径D拔=296+30=326mm②分段压痕压肩：轴Ⅰ，Ⅴ段，考虑到拔长后端面不平，切除料头质量，下料体积VⅠ0=1/4xπDⅠ2xL1+0.21D3 =12585218mm3下料长度LⅠ0= 4VⅠ0/(πD2拔)=150mm轴ⅡⅣ段，根据经验应按大于工程尺寸并小于正公差下料VⅡ0=1/4xπDⅡ2xLⅡ=8772435mm3下料长度LⅡ0= 4VⅡ0/(πD2拔)=105.2mm轴Ⅲ段VⅢ0=1/4xπDⅢ2xLⅢ=20286598mm3下料长度LⅢ0= 4VⅢ0/(πD2拔)=243.2mm压肩深度按下时确定h=（1/3~1/4）x（D-d）=（1/3~1/4）x（296-212）=21~28mm ⑸计算坯料尺寸原坯料尺寸包括锻件尺寸及烧损，即V0=(V锻+V切)x（1+δ）V锻=59000168 mm3V切=4001813 mm3取烧损率δ=3.5%得V0=65207051 mm3选择圆柱坯料Φ340，即D0=340mmH0=4V0/(πD20)=718mm锻件重量G坯=ρx V0=515Kg⑹选择设备吨位根据锻件形状尺寸，查表3—10，选用3.0吨自由锻锤⑺确定锻造火次及温度范围45钢始锻温度为1200℃终锻温度为800℃㈧热处理为方便机加工，锻件热处理定为退火，随炉冷却工艺卡片。
自由锻工艺过程
5.2 自由锻件变形工艺过程的确定
制定工艺过程规程是编制自由锻规程 最重要的一部分。
自由锻件变形工艺过程的确定就是确 定基本工序、辅助工序、修整工序，以及 确定各变形工序顺序和中间坯料尺寸等。
5.3 自由锻件工艺过程规程的制定
1．根据零件图绘制锻件图； 2．决定坯料的质量和尺寸； 3．制订变形工艺过程及选用工具； 4．选择锻压设备； 5．确定锻造温度范围、加热和冷却规范； 6．确定热处理规范； 7．提出锻件的技术条件和检验要求； 8．填写工艺过程卡片等。
工序： 基本工序： 墩粗、冲 孔、扩孔或芯轴拔长
辅助和修整工序：倒棱、滚 圆、校正等工步
轴杆类锻件
主要有传动轴、轧辊、立柱、拉 杆等零件。 工序： 基本工序：拔长或 墩粗+ 拔长工步
辅助和修整工序：倒棱、滚圆 工步
曲轴类锻件
工序： 基本工序：拔 长、错移和扭转等工 步
辅助和修整工序： 分段压痕、局部倒棱、 滚圆和校正等工步
锻件余量
绘制锻件图
(2)锻造公差：实际锻造生产中，如锻时测量误差． 终锻温度的差异，工人技术水平等，锻件实际尺寸 不可能达到锻件的公称尺寸，允许有一定的误差， 叫做锻造公差。锻造公差约为加工余量的 1/4~1/3.
锻件公差
120±3 ( 110) 142+-34 ( 130) 230±4 ( 190)
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单拐曲轴的锻造过程
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三拐曲轴的锻造过程
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1-下料 2-镦粗 3-垫环局部镦粗 4-冲孔 5-冲子扩孔 6-修整
（3）计算坯料尺寸 坯料体积要考虑锻件体积、冲孔
心料体积和烧损体积。
（4）选择设备吨位 根据锻件形状尺寸查有关手册
自由锻工艺
您当前的位置：第四章>>第四节返回4.4 自由锻工艺4.4.1 自由锻的工艺特点一．应用设备和工具有很大的通用性，且工具简单，所以只能锻造形状简单的锻件，操作强度大，生产效率低。
二．自由锻可以锻出质量从不到1kg到200～300t的锻件。
对大型锻件，自由锻是唯一的加工方法，因此自由锻在重型机械制造中有特别重要的意义。
三．自由锻依靠操作者控制其形状和尺寸，锻件精度低，表面质量差，金属消耗也较多。
所以，自由锻主要用于品种多，产量不大的单件小批量生产，也可用于模锻前的制坯工序。
4.4.2 自由锻的基本工序无论是手工自由锻、锤上自由锻以及水压机上自由锻，其工艺过程都是由一些锻造工序所组成。
所谓工序是指在一个工作地点对一个工件所连续完成的那部分工艺过程。
根据变形的性质和程度不同，自由锻工序可分为：基本工序，如镦粗、拔长、冲孔、扩孔、芯轴拔长、切割、弯曲、扭转、错移、锻接等，其中镦粗、拔长和冲孔三个工序应用得最多；辅助工序，如切肩、压痕等；精整工序，如平整、整形等三类。
一．镦粗镦粗是使坯料的截面增大，高度减小的锻造工序。
镦粗有完全镦粗如图4-15所示和局部镦粗。
局部镦粗按其镦粗的位置不同又可分为端部镦粗和中间镦粗两种，如图4-16所示。
图4-16完全镦粗镦粗主要用来锻造圆盘类（如齿轮坯）及法兰等锻件，在锻造空心锻件时，可作为冲孔前的预备工序。
镦粗的一般规则、操作方法及注意事项如下：1．被镦粗坯料的高度与直径（或边长）之比应小于2.5～3，否则会镦弯，如图4-17a所示。
工件镦弯后应将其放平，轻轻锤击矫正，如图4-17b所示。
局部镦粗时，镦粗部分坯料的高度与直径之比也应小于2.5～3。
2．镦粗的始锻温度采用坯料允许的最高始锻温度，并应烧透。
坯料的加热要均匀，否则镦粗时工件变形不均匀，对某些材料还可能锻裂。
图2-17 局部镦粗a)漏盘上镦粗 b)胎膜内镦粗 c)中间镦粗图4-17 镦弯的产生和矫正（a）镦弯的产生 b)镦弯的矫正3．镦粗的两端面要平整且与轴线垂直，否则可能会产生镦歪现象。
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制定自由锻工艺规程
零件图
图示的为一轴类零件，制定自由锻工艺规程。
该零件使用材料为45钢，采用自由锻制坯，设计过程如下：
（1）绘制锻件图，根据零件图并考虑余量和公差绘出锻件图（参考李尚建—《锻造工艺及模具》）
ⅠⅡⅢⅣⅤ
（2）制定变形工艺
（3）由锻件图可知，该轴最大轴径D2=296mm，轴向长度L=1425mm。
参照类似锻件锻造工艺确定工艺方案如下：
坯料——预拔长——压肩——拔长制成品
（4）工序尺寸的计算
①预拔长：考虑拉缩问题，取保险量△=30mm，因此预拔长直径D拔=296+30=326mm
②分段压痕压肩：
轴Ⅰ，Ⅴ段，考虑到拔长后端面不平，切除料头质量，
下料体积
VⅠ0=1/4xπDⅠ2xL1+0.21D3 =12585218mm3
下料长度
LⅠ0= 4VⅠ0/(πD2拔)=150mm
轴ⅡⅣ段，根据经验应按大于工程尺寸并小于正公差下料
VⅡ0=1/4xπDⅡ2xLⅡ=8772435mm3
下料长度
LⅡ0= 4VⅡ0/(πD2拔)=105.2mm
轴Ⅲ段
VⅢ0=1/4xπDⅢ2xLⅢ=20286598mm3
下料长度
LⅢ0= 4VⅢ0/(πD2拔)=243.2mm
压肩深度按下时确定
h=（1/3~1/4）x（D-d）=（1/3~1/4）x（296-212）=21~28mm ⑸计算坯料尺寸
原坯料尺寸包括锻件尺寸及烧损，即
V0=(V锻+V切)x（1+δ）
V锻=59000168 mm3
V切=4001813 mm3
取烧损率δ=3.5%
得V0=65207051 mm3
选择圆柱坯料Φ340，即D0=340mm
H0=4V0/(πD20)=718mm
锻件重量G坯=ρx V0=515Kg
⑹选择设备吨位
根据锻件形状尺寸，查表3—10，选用3.0吨自由锻锤
⑺确定锻造火次及温度范围
45钢始锻温度为1200℃终锻温度为800℃
㈧热处理
为方便机加工，锻件热处理定为退火，随炉冷却
工艺卡片。