自由锻工艺规程卡的作用、内容及锻件图的绘制.
最新自由锻造工艺规程的编制及举例资料
自由锻造工艺规程的编制及举例制定自由锻工艺规程的过程就是自由锻工艺设计的过程。
主要有以下内容：(一)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：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岀，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。
2.确定加工余量和锻件公差(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，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）。
（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，种加添的金属称作余块（见上图a）。
（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、寸并考虑生产的具体情况而定的。
3．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，如图10-27b 。
（二）计算坯料质量与尺寸【坯料质量】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。
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。
锻压工艺学-锻造-自由锻造
(4) 上、下砧的边缘应作出圆角，以防锻件表面裂 纹，同时减少产生夹层的危险。
（ 5 ）拔长锻件端部，为防止端部内凹和夹层现 象，端部压料长度的最小值应满足下列规定： 1)对圆形断面：A>0.3D 2)对矩形断面： 当B/H>1.5时，A>0.4B; 当B/H《1.5时，A>0.5B。
（6）拔长台阶轴锻件时
五、扩孔
减小空心毛坯壁厚而增加其内外径的工序。
冲头扩孔前坯料的高度尺寸按下式计算： Hl=1.05H 式中 H1—扩孔前坯料高度； H—锻件高度； 1.05—考虑端面修整的系数。
马杠上扩孔前坯料的高度按下式计算： H0=1.05KH 式中 H0—扩孔前坯料高度；
H—锻件高度；
K—考虑扩孔时高度(宽度)增大的系数；
三、芯轴拔长 一种减小空心毛坯外径(壁厚)而增加其长度的锻 造工序。
图1-30 用芯轴拔长
图1-31 长筒类锻件的锻造变形过程
预冲孔的直径 dl 如小于芯轴的直径，则 拔长前需进行扩孔，坯料尺寸取 H0D0 为 宜。
芯轴上拔长的主要质量问题：内孔壁易产生裂 纹，尤其是在两端。 方法和工具： 1)对薄壁的空心件应在型砧内拔长。 2)对厚壁空心件，可用平砧，但必需先锻成六角 形再进行拔长，达到一定尺寸后再锻成圆形。 3)对H/d≤1.5的空心件，可不用芯轴，直接用冲 头拔长。 温度要求：
H
。
图1-1 平砧镦粗
图1-2 平砧镦粗时坯料子 午面的网格变化
图l—3 镦粗时变形程度沿轴向和径 向的分布 h—高度方向变形程度
第I区：困难变形区。 原因： （1）；（2）。
后果：铸态组织不易破 碎和再结晶的结果，仍 保留粗大的铸态组织。
第Ⅱ区变形程度最大 ，温度最高。 组织状态：铸态组织被破碎和再结晶，形成细小晶粒 的锻态组织，锭料中部的原有孔隙也被焊合了。 第Ⅲ区变形程度居中 。
自由锻
自由锻工艺规程的制订工艺：将原材料或半成品加工成产品的工作、方法、技术等。
规程：将某种政策、制度等所做的分章分条的规定。
（1）锻件图的绘制在零件图的基础上，考虑加工余量、锻造公差、余块等因素后绘制的工艺图。
a）加工余量锻件表面留有供机械加工的金属层，5-20mm。
b）锻造公差锻件尺寸相对于公称尺寸所允许的变动量。
c）余块为便于锻造而增加的那一部分金属。
如较小孔、槽等。
（2）确定坯料的重量和尺寸1）坯料重量计算m坯=m锻件+m损m损=m烧+m芯+m切其中：m烧——火耗损失m芯——冲孔冲掉的芯料m切——修切端部的损失2）坯料尺寸、锻造比锻造比：锻件在锻造成形时的变形程度。
锻造比过小，达不到性能要求，过大则增大工作量，引起各向异性。
只有锻造比选择合适时，则毛坯内部缺陷被压合，树枝晶被打碎，晶粒显著细化，力学性能得到提高。
a）锻造比的计算方法:拔长时，B拔=A0/A镦粗时，B镦=H0/H一般情况下，铸锭作为坯料时，锻造比不小于2.5—3；轧制型材作为坯料时，锻造比选择1.3—1.5。
b）坯料尺寸：根据坯料重量和锻造比确定。
（3）选择自由锻工序（4）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。
（5）填写工艺卡自由锻的基本工序1. 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、局部镦粗和垫环镦粗等三种方式。
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3-1所示。
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，镦粗可作为提高锻造比的预备工序。
镦粗的一般规则、操作方法及注意事项如下：⑴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（图3-2a）。
工件镦弯后应将其放平，轻轻锤击矫正（图3-2b）。
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。
2.4.1 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
自由锻造工艺规程的内容
自由锻造工艺规程的内容自由锻造工艺规程是一项重要的制造工艺，旨在生产高质量的锻件。
下面是关于自由锻造工艺规程的内容要点：1.工艺介绍：自由锻造是一种传统的金属加工工艺，通过对金属材料的加热和塑性变形，将其形成所需的形状。
自由锻造工艺具有高度的灵活性，适用于生产各种尺寸和形状的零件。
2.工艺参数：在进行自由锻造过程中，需要控制以下几个重要的工艺参数：- 锻造温度：根据金属材料的特性，确定适当的锻造温度，以保证良好的塑性变形。
- 锻造压力：根据锻件的尺寸和形状，选择合适的锻造压力。
过高的压力可能造成材料的过度变形或开裂，而过低的压力则可能导致缺陷。
- 锻造速度：控制锻造速度，确保均匀的金属流动和形状精度。
3.设备和工具：自由锻造过程中需要使用以下设备和工具：- 锻造机械：选择合适的锻造设备，如锤式锻造机、压力机等。
- 锻模：根据所需的锻件形状，设计和制造相应的锻模。
- 辅助设备：包括加热炉、冷却装置、润滑剂等。
4.材料选择：在自由锻造过程中，材料的选择十分重要。
应根据锻件使用环境和要求，选择合适的金属材料，如碳钢、合金钢、铜合金等。
要确保材料具有良好的塑性和机械性能，以便顺利进行锻造过程。
5.质量控制：在自由锻造过程中，应进行严格的质量控制，以确保所生产的锻件符合要求。
包括对材料、工艺参数和设备的监控，以及对成品锻件的检验和评估。
综上所述，自由锻造工艺规程是一项重要的制造工艺，通过控制工艺参数、选择合适的设备和材料，可以生产出高质量的锻件。
严格遵守规程要求，进行质量控制，将确保锻造过程的成功和最终产品的可靠性。
锻造工艺与模具设计
1.自由锻工艺规程一般包括以下内容：（1)根据零件图绘制锻件图（2）确定坯料的质量和尺寸(3)制定变形工艺和确定锻造比（4)选择锻造设备(5)确定锻造温度范围，制定坯料加热和锻件冷却规范(6）制定锻件热处理规范（7）制定锻件的技术条件和检验要求(8）填写工艺规程卡片等。
2。
冷锭加热规范：加热过程分为预热、加热、均热。
保温目的(1)低温装炉温度下保温目的是减小坯料断面温差，防止因温度应力而引起破裂（2）中温800～810°C保温的目的是减小前段加热后坯料断面上的温差，减小温度应力,并缩短坯料在锻造温度下的保温时间，以减小氧化，脱碳，甚至过热过烧.（3）锻造高温下的保温，是为了防止坯料中心温度过低,引起锻造变形不均，还可以通过高温扩散作用，使坯料组织均匀化，以提高塑性,减少变形不均.3。
确定锻造比:锻造比是表示锻件变形程度的指标，它是指在锻造过程中,锻件镦粗或拔长前后的截面积之比或高度之比，即（Ao，Do，Ho，和A，D，H，分别为锻件锻造前后的截面积，直径和高度）4.三拐曲轴的锻造过程：锻造曲轴类锻件的基本工序是拔长错移和扭转。
锻造曲轴时应尽可能采用那些不切断纤维和不使用钢材心部材料外露的工艺方案，当生产批量较大且条件允许时，应尽量采用全纤维锻造。
另外，扭转时，尽量采用小角度扭转。
过程：（1)下料(2)压槽<卡出II段>(3）错移<压出II拐扁方>（4）压槽〈I，III 分段〉(5）压出<I，III扁方>（6）压槽〈I，III与轴端分段>（7)摔出中间，两端轴颈（8)扭转I，III拐各扭30°5。
弯曲类锻件的锻造过程:锻造该类锻件的基本工序是拔长和弯曲.当锻件上有多处弯曲时，其弯曲的次序一般是先弯端部及弯曲部分与直线部分的交界处,然后再弯其余的圆弧部分。
对于形状复杂的弯曲件，弯曲时最好采用垫模或非标累工装等，以保证形状和尺寸的准确性并且提高生产效率.过程〈a〉20t吊钩的锻造过程：1）下料2）拔杆部及两端头部3)弯头部4）弯曲根部5）旋转180°弯根部6)弯曲端部7）弯曲中部8）直立墩弯9)锻出斜面〈b>卡瓦的锻造过程：1）下料2）压槽卡出粮囤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.6。
自由锻工艺
自由锻工艺
自由锻工艺规程的主要内容：自由锻造工艺规程是指导锻造生产的依据，也是生产管理和质量检验的依据。
其内容包括：
1根据零件图绘制锻件图；
2确定坯料的质量和尺寸；
3选择锻造工序，决定变形工艺过程；
4选择锻造设备，确定设备能力；
5确定锻造温度范围、冷却方式和热处理规范；
6规定锻件的技术要求和检验要求；
7编制劳动组织和确定锻造工时定额。
由上述内容所组成的工艺文件称为锻造工艺卡片，锻造车间根据工艺卡片中的各项规定进行生产。
绘制锻件图：零件图不能直接用于锻造生产，必须按照自由锻造工艺特点绘制锻件图。
锻件图是在零件基础上，并考虑余块、机械加工余量和锻造公差等因素绘制而成的。
8余块：
9机械加工余量：
10锻造公差：
零件图
确定坯料的质量与尺寸：
1、坯料质量的计算：根据锻件的形状和尺寸，可计算出锻件的质量，再考虑加热时的氧化损失，冲孔时冲掉的料芯以及切头损失等，就可以计算出坯料的质量。
当锻造中小型锻件用
轧制钢材（圆钢或方钢）。
作坯料时，可按下式计算：
M坯料=M锻件十M烧损十M切除2、坯料尺寸的确定：查阅锻造工艺手册。
自由锻造工艺规程的编制及举例
自由锻造工艺规程的编制及举例制定自由锻工艺规程的过程就是自由锻工艺设计的过程。
主要有以下内容 :（一）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 :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。
ａ）ｂ）a) 机械加工余量、台阶、法兰、凹挡b)锻件图锻件2. 确定加工余量和锻件公差(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)。
(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)。
(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。
3．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，如图10-27b。
（二）计算坯料质量与尺寸【坯料质量】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。
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。
自由锻工艺规程卡的作用、内容及锻件图的绘制.
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2
3
4
图3 锻件图绘制实例
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一、自由锻工艺规程卡的作用
作
自由锻工艺过程规程是指导、组织锻造
用 生产，确保锻件品质的技术文件，在生产组
织与管理中具有重要作用。
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二、自由锻工艺规程卡的内容
1
根据零件图确定加工余量、锻造公差、锻造 余块、检验试样等最终绘制锻件图。
2
制定变形工艺过程及选用工具。
定
非加工面则无须加余量。
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锻件 公称 尺寸
零件公称尺寸加上余量，即为锻件公称尺寸。
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3.锻件公差的确定 锻件公差的概念
锻造生产中，由于各种因素的影响，如终锻 温度的差异、锻压设备、工具的精度和工人操作技 术水平的差异，锻件实际尺寸不可能达到公称尺寸， 允许有一定的偏差，这种偏差称为锻件公差。
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根据加热方式和锻造的火次确定加热损耗；
3 根据变形工序确定工艺用量，最终计算出坯
料的重量，并确定其规格和尺寸。
4
确定设备吨位。
5
选择锻造温度范围，制定坯料加热和锻件冷
却规范。
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2
查阅相关手册 确定，或按工 厂标准确定。
3
在特殊情况下 也可与机加工 技术人员商定。
(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。
齿轮自由锻工艺规程的制定
齿轮自由锻工艺规程的制定齿轮锻造工艺规程的制定1.设计、绘制锻件图图—1 齿轮零件图因采用自由锻，所以应简化锻件外形以便锻造。
根据《锻造手册》——《圆环类自由锻件机械加工余量与公差（GB/T 15826-1995）》查得：锻件水平方向的双边余量和公差为a=(12±5)mm,锻件高度方向双边余量与公差为b=(7±2)mm,内孔双边余量和公差为：c=(16±7)mm,因此绘制齿轮的锻件图2。
图—2齿轮锻件图2.确定变形工步及中间坯料尺寸由锻件图—2知D=292mm,凸肩部分D肩=198mm，d=104mm,H=57mm.凸肩部分高度H肩=30mm,得到D肩/d=1.9,H/d=0.548.参照课本图3—48变形工序为：镦粗—冲孔—冲子扩孔。
根据锻件形状特点，各工步坯料尺寸如下：（1）镦粗由于锻件带有单面凸肩，需用垫环镦粗，如图—2，则应确定垫环尺寸。
垫环孔腔体积V垫应比锻件凸肩体积V肩大10%～15%，取13%，由式V肩=π（D肩2- d2）.H肩/4计算得V 肩=668876.5mm3.于是V垫=1.13×668876.5=755830.4mm3因冲孔时会使坯料产生拉缩，所以H垫应比锻件凸肩高度H肩增大15%～35%，取20%为宜。
H垫=1.2H肩=1.2×30=36mm垫环内径d垫根据体积不变原则得：d垫=1.13√（V垫/H垫）=163.7mm垫环内壁应有斜度（7'），上孔直径定为164mm，下端孔定位为155mm.为除去氧化皮，在垫环镦粗之前应进行自由镦粗，工艺过程如图—3所示。
自由镦粗后坯料的直径应略小于垫环内径，而经垫环镦粗后上端法兰部分应比锻件最大直径略小。
（2）冲孔冲孔时应注意两个问题，1、冲孔芯料损失小2、扩孔次数不能太多。
冲孔直径d冲应小于D/3,即d冲≤D/3=198/3=66mm.实际选用d冲=60mm。
（3）扩孔总扩孔量为锻件孔径减去冲孔直径，即104—60=44mm.按课本表3—4每次扩孔量为25～30mm，分配各次扩孔量，各次扩孔为20mm,24mm。
2-自由锻模锻工艺
（六）确定加热火次：加热次数 锻造一个锻件所需时间
只需 加热
P93 图2-17
确定从始锻温度降到终锻温度所需时间
一次
从始锻温度降到终锻温度所需时间 ＞ 锻造一个锻件所需时间
（六）填写工艺卡
二 自由锻零件结构工艺性
1 尽量避免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 形状复杂件可分几个部分锻出。
3 自由锻的特点和应用： 特点：
工具简单，费用少； 各种重量的锻件都能适应，尤其它是锻造大型锻件的唯一方法； 生产率低 ，劳动条件差； 只能锻形状简单件，精度低加工余量大。
应用： 单件、小批最经济； 锻造大型锻件的唯一的方法。
§2-4 模锻
将金属坯料放在锻模的模膛内，在锻压力的作用下，迫 使金属料依模膛的形状而变形的一种锻造方法。
一 锻模和模膛
1 锻模：采用高强度金属制成，如5CrNiMo等模具钢。 组成：上模和下模。 分类：单模膛锻模、多模膛锻模。
2 模膛：上下模接触时所形成的空腔。 模膛分类：制坯模膛和模锻模膛。
a-a
b-b
c-c
d-d
(2)加工余量和锻造公差： 余量1～4mm，公差±0.3～3mm, 冲孔连皮4～8mm。 (3)模锻 斜度： 斜度一般为5～12°
(4) 圆角半径：在锻件上所有两平面交角处都需做成圆角， 目的是减少模具的磨损和便于金属的充填。
锻件图用粗实线表示，双点化线表示零件的形状。分模面
浅谈自由锻造
浅谈自由锻造摘要:自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自由锻。
自由锻造所用工具和设备简单，通用性好，成本低。
同铸造毛坯相比，自由锻消除了缩孔、缩松、气孔等缺陷，使毛坯具有更高的力学性能。
锻件形状简单，操作灵活。
因此，它在重型机器及重要零件的制造上有特别重要的意义。
关键词: 自由锻，基本工序，特点自由锻造的基本工序自由锻工序分：基本工序，辅助工序，精整工序。
一、基本工序:主要是使金属产生一定程度的属性变形，以达到所需要的形状及尺寸。
如，镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转等.【拔长】也称延伸，它是使坯料横断面积减小、长度增加的锻造工序。
拔长常用于锻造杆、轴类零件。
拔长的方法主要有两种： 1、在平砧上拔长。
2、在芯棒上拔长。
锻造时，先芯棒插入冲好孔的坯料中，然后当作实心坯料进行拔长。
拔长时，一般不是一次拔成，先将坯料拔成六角形，锻到所需长度后，再倒角滚圆，取出芯棒。
为便于取出芯棒，芯棒的工作部分应有1：100 左右的斜度。
这种拔长方法可使空心坯料的长度增加，壁厚减小，而内径不变，常用于锻造套筒类长空心锻件。
【镦粗】是使毛坯高度减小，横断面积增大的锻造工序。
镦粗工序主要用于锻造齿轮坯、圆饼类锻件。
镦粗工序可以有效地改善坯料组织，减小力学性能的异向性。
镦粗与拔长的反复进行，可以改善高合金工具钢中碳化物的形态和分布状态。
镦粗主要有以下三种形式： 1、完全镦粗。
完全镦粗是将坯料竖直放在砧面上，在上砧的锤击下，使坯料产生高度减小，横截面积增大的塑性变形。
2、端部镦粗。
将坯料加热后，一端放在漏盘或胎模内，限制这一部分的塑性变形，然后锤击坯料的另一端，使之镦粗成形。
用漏盘的镦粗方法，多用于小批量生产；胎模镦粗的方法，多用于大批量生产。
在单件生产条件下，可将需要镦粗的部分局部加热，或者全部加热后将不需要镦粗的部分在水中激冷，然后进行镦粗。
第四节 自由锻工艺规程的制订
2．确定坯料尺寸 根据塑性加工过程中体积不变原则和 采用的基本工序类型（如拔长、镦粗等） 的锻造比、高度与直径之比等计算出坯料 横截面积、直径或边长等尺寸。
V坯=G坯/ρ
典型锻件的锻造比见表
锻件名称 碳素钢轴类 锻件 合金钢轴类 锻件 热轧辊 计算部位 最大截面 锻造比 2.0~2.5 锻件名称 锤 头 计算部位 最大截面 锻造比 ≥2.5
1180
850
0.3～0.8
1150 800~90 0 450~50 0
800 650~70 0 350~38 0
0.3～0.8 — —
（六）填写工艺卡片
半轴的自由锻造工艺卡片见表。 半轴自由锻工艺卡
锻件名称 坯料质量 坯料尺寸 材 火 料 次 半 轴 25kg φ130×240 18CrMnTi 工 序
液压机产生静压力使金属坯料 变形。目前大型水压机可达万吨以上， 能锻造300吨的锻件。由于静压力作 用时间长，容易达到较大的锻透深度， 故液压机锻造可获得整个断面为细晶 粒组织的锻件。液压机是大型锻件的 唯一成形设备，大型先进液压机的生 产常标志着一个国家工业技术水平发 达的程度。另外，液压机工作平稳， 金属变形过程中无振动，噪音小，劳 动条件较好。但液压机设备庞大、造 价高。 • 自由锻设备的选择应根据锻件大 小、质量、形状以及锻造基本工序等 因素，并结合生产实际条件来确定。 例如，用铸锭或大截面毛坯作为大型 锻件的坯料，可能需要多次镦、拔操 作，在锻锤上操作比较困难，并且心 部不易锻透，而在水压机上因其行程 较大，下砧可前后移动，镦粗时可换 用镦粗平台，所以大多数大型锻件都 在水压机上生产。 •
（四）选择锻造设备
根据作用在坯料上力 的性质，自由锻设备分 为锻锤和液压机两大类。
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。
第二节自由锻参考
允许锻件 尺寸的变化
范围。
锻件图
二 ）计算坯料质量和尺寸
1 锻件的坯料质量： G坯料=G锻+G烧+G料头 G烧损=G锻×（2～3）% （首次） ，
=G锻×（1.5～2）% （二次以后） G料头=G锻×（2～4）% （钢材）
2 尺寸：按锻造比、锻件截面形状及尺寸确定坯料截面 及尺寸。锻造比：金属的变形程度。
需切削加工，所以，留余量。 3 锻造公差：锻件实际尺寸和名义尺寸之间所允许的最大 偏差。
零件图用双点划线，锻件实线， 零件尺寸加括号，公差查手册。
2） 绘制锻件图 锻件图
1. 敷料(余块) 2. 加工余量 3. 锻件公差
为简化 锻件形状、 便于进行锻造 而增加的一部 分金属。
为保证 切削加工的 精度而增加
根据锻件技术要求，坯料情况，生产批量等确定。
一般情况下，
盘类：镦粗、（或拔长、镦粗）冲孔。
轴类：拔长（拔+镦粗）、压肩。 筒类：镦粗（镦+拔）、冲孔、在心轴上拔长。 环类：镦粗（拔+镦）、冲孔。
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 。
第二节 自由锻
自由锻造: 利用冲击力或压力使金属在上、下两抵铁之 间产生变形，得到所需的形状和尺寸的锻件，金属在受力
变形时，在抵铁间向各个方向自由流动，不受限，形状、 尺寸由锻工控制。
1、 特点：
1 工具简单、通用性强。（成型部分） 2 应用广泛，几克～几百吨，机械性能高。 3 锻件尺寸精度差，材料利用率低。 4 只能用于形状简单的锻件。 5 劳动强度大（尤其手工）。 6 是大型锻件的唯一锻造方法。
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锻件尺寸大于其公称尺寸的部分称为上偏差 (正偏差)，小于其公称尺寸的部分称为下偏差 (负偏差)。 锻件上各部位不论是机械加工，都应注明锻件 公差。
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锻件公差的确定依据
1
通常锻件公差 约为余量的 1/4～1/3。
图1 锻件与锻造余块
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5.检验试样及操作用夹头
对于某些有特殊要求的锻件，须在锻件的适 当位置添加试样余块，以供锻后检验锻件内部组 织及测试力学性能。
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5.检验试样及操作用夹头
2.加工余量的内容 一般锻件的尺寸精度和表面粗糙度达不到零
加工余量 件图的要求，锻件表面应留有供机械加工用 的金属层称为加工余量。
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余
余量大小的确定与零件的形状尺寸、加工
量
精度、表面品质要求、锻造加热品质、设
的
确
备工具精度和操作技术水平等有关。对于
定
非加工面则无须加余量。
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锻件 公称 尺寸
零件公称尺寸加上余量，即为锻件公称尺寸。
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3.锻件公差的确定 锻件公差的概念
锻造生产中，由于各种因素的影响，如终锻 温度的差异、锻压设备、工具的精度和工人操作技 术水平的差异，锻件实际尺寸不可能达到公称尺寸， 允许有一定的偏差，这种偏差称为锻件公差。
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2
3
4
图3 锻件图绘制实例
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自由锻工艺规程卡的作用、内容 及锻件图的制定与绘制
主讲教师：刘桂荣 包头职业技术学院
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目录
11 自由锻工艺规程卡的作用 2 自由锻工艺规程卡的内容 3 自由锻锻件图的绘制
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6
根据供货要求，制定锻件热处理规范。
7
提出锻件的技术条件和检验要求。
8
填写工艺过程规程卡片。
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三、自由锻锻件图的绘制
1.锻件图制定内容
锻件公差
锻造余块
加工余量 绘制锻件图
检验试样及 操作用夹头
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一、自由锻工艺规程卡的作用
作
自由锻工艺过程规程是指导、组织锻造
用 生产，确保锻件品质的技术文件，在生产组
织与管理中具有重要作用。
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二、自由锻工艺规程卡的内容
1
根据零件图确定加工余量、锻造公差、锻造 余块、检验试样等最终绘制锻件图。
2
制定变形工艺过程及选用工具。
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根据加热方式和锻造的火次确定加热损耗；
3 根据变形工序确定工艺用量，最终计算出坯
料的重量，并确定其规格和尺寸。
4
确定设热和锻件冷
却规范。
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为了锻后热处理的吊挂、 夹持和机械加工的夹持定位， 常在锻件的适当位置增加工艺 过程余块和操作用夹头。
图2 检验试样与操作夹头
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6.绘制锻件图
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。 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。
2
查阅相关手册 确定，或按工 厂标准确定。
3
在特殊情况下 也可与机加工 技术人员商定。
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4.锻造余块
为了简化锻件外形以符合锻造 工艺过程需要，零件上较小的孔、 狭窄的凹槽、直径差较小而长度不 大的台阶等难于锻造的地方，通常 填满金属，这部分附加的金属叫做 锻造余块，如图1所示。