自由锻造工艺规程的编制及举例

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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。

第10章锻造（自由锻造工艺规程的编制及举例）

第十章锻压章节重点本章重点介绍了锻压的分类、特点、应用塑性变形对金属组织和性能的影响自由锻的主要工序及工艺要点锻压件的特点及应用。

学习目标1了解锻压的分类、特点、应用。

2理解塑性变形对金属组织和性能的影响常用金属的锻压性能。

3了解自由锻的主要工序及工艺要点识读锻件图、坯料的质量和尺寸、锻造工序、加热和冷却规范、锻造设备等会画简单锻件图。

4了解其他常用锻压方法的特点及应用、锻压技术发展趋势。

5初步具备合理选择典型零件的锻压方法、分析锻件结构工艺性具有锻件质量与成本分析的初步能力。

第一节锻压的基本知识一、锻压的概述【锻压】是指对坯料施加压力使其产生塑性变形改变尺寸、形状及改善性能用以制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方法。

它是锻造和冲压的总称。

锻压包括轧制、挤压、拉拨、自由锻造、模型锻造、冲压等加工方法其典型工序实例如图所示。

常用的锻压加工方法锻压加工是以金属的塑性变形为基础的各种钢和大多数非铁金属及其合金都具有不同程度的塑性因此它们可在冷态或热态下进行锻压加工而脆性材料如灰铸铁、铸造铜合金、铸造铝合金等则不能进行锻压加工。

金属锻压加工的主要特点: 优点1 能改善金属内部组织提高金属的力学性能。

2 节省金属材料。

与直接切削钢材的成形相比还可以节省金属材料的消耗而且也节省加工工时。

3 生产效率较高。

如齿轮轧制、滚轮轧制等制造方法均比机械加工的生产率高出几倍甚至几十倍以上。

缺点: 1 不能获得形状很复杂的制件其制件的尺寸精度、形状精度和表面质量还不够高 2 加工设备比较昂贵制件的成本比铸件高。

二、金属的塑性变形金属在外力作用下将产生变形其变形过程包括弹性变形和塑性变形两个阶段。

【弹性变形】是指除去外力后物体完全恢复原状的变形。

【塑性变形】是指作用在物体上的外力取消后物体的变形不完全恢复而产生的永久变形。

塑性变形不仅能用于成形加工还会对金属的组织和性能产生很大影响。

一塑性变形的实质1 单晶体的塑性变形单晶体的变形方式有滑移和孪生两种。

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。

简单零件的自由锻造工艺流程

简单零件的自由锻造工艺流程一、什么是自由锻造。

自由锻造啊，就像是打铁的艺术。

它是利用冲击力或者压力，让金属在上下两个砧块之间变形，这个过程没有模具的限制，所以叫自由锻造。

这就好比你捏橡皮泥，想怎么捏就怎么捏，不过这可是金属，可比橡皮泥硬多啦。

二、准备工作。

1. 原材料的选择。

这就像做菜选食材一样重要。

我们得根据要锻造的零件要求，选合适的金属材料。

比如说，如果要锻造一个强度要求高的小零件，可能就会选合金钢之类的。

这个材料得质量好，没有太多缺陷，不然锻造出来的零件也不会好到哪里去。

2. 加热设备的准备。

金属可不像面团，常温下很难变形，所以得把它加热。

这时候加热设备就登场啦。

像加热炉这种东西，得提前检查好，保证能正常工作，把金属加热到合适的温度。

就像冬天烤火一样，让金属变得“暖和”，这样它就容易塑形啦。

三、锻造过程。

1. 镦粗。

这是自由锻造里常见的一步。

把加热好的金属坯料放在砧块上，然后用压力让它的高度减小，横截面积增大。

想象一下，就像把一个瘦高的柱子变成矮胖的墩子。

这个过程要注意控制压力和变形速度，要是太猛了，金属可能会出现裂纹，那就像不小心把饼干捏碎了一样糟糕。

2. 拔长。

跟镦粗相反，拔长是让金属坯料变长变细。

就像是把一个粗短的面团拉成细长的面条一样。

不过这个过程也不容易，要从坯料的一端开始，一点点地让它变形均匀。

如果不均匀，那就会一边粗一边细，就像歪脖子树一样难看，而且还会影响零件的质量。

3. 冲孔。

有些零件中间需要有个孔，这时候就要冲孔啦。

用冲头在坯料上冲出一个孔来。

这就像在蛋糕上挖个洞一样，不过可不能乱挖，得按照设计要求来。

要注意冲头的位置和力度，不然这个孔可能会歪掉或者不圆，那就不符合要求啦。

四、后续处理。

1. 冷却。

锻造完了，金属可不能就这么不管了。

得让它慢慢冷却，就像运动完了要休息一下一样。

如果冷却太快，金属内部可能会产生应力，就像人突然被冷水激到会生病一样，零件可能就会出现裂纹或者变形。

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。

自由锻锻造规范

1 目的对本公司的锻压过程作出具体规定，确保产品的最终质量。

2 范围适用于本公司的自由锻工序。

3 职责生产部负责开发和维护此作业流程，并且确定各设备操作中的负责人4 程序4.1 自由锻工序自由锻工序：基本工序、辅助工序和修整工序。

4.1.1 基本工序使金属坯料产生一定程度的塑性变形，以得到所需形状、尺寸或改善材质性能的工艺过程。

它是锻件成形过程中必需的变形工序，如镦粗、拔长、弯曲、冲孔、切割、扭转和错移等。

实际生产中最常用的是镦粗、拔长和冲孔三个工序。

4.1.1.1镦粗沿工件轴向进行锻打，使其长度减小，横截面积增大的操作过程。

常用来锻造齿轮坯、凸缘、圆盘等零件，也可用来作为锻造环、套筒等空心锻件冲孔前的预备工序。

镦粗可分为全镦粗和局部镦粗两种形式，如图4.1镦粗时，坯料不能过长，高度与直径之比应小于2.5，以免镦弯，或出现细腰、夹层等现象。

坯料镦粗的部位必须均匀加热，以防止出现变形不均匀。

图4.1 镦粗a）全镦粗b）局部镦粗4.1.1.2拔长拔长是沿垂直于工件的轴向进行锻打，以使其截面积减小，而长度增加的操作过程，如图4.2常用于锻造轴类和杆类等零件。

对于圆形坯料，一般先锻打成方形后再进行拔长，最后锻成所需形状，或使用V型砧铁进行拔长，如图4.3图4.2拔长图4.3用V型砧铁拔长圆坯料4.1.1.3冲孔利用冲头在工件上冲出通孔或盲孔的操作过程。

常用于锻造齿轮、套筒和圆环等空心锻件，对于直径小于25mm的孔一般不锻出，而是采用钻削的方法进行加工。

a)在薄坯料上冲通孔时，可用冲头一次冲出。

若坯料较厚时，可先在坯料的一边冲到孔深的2／3深度后，拔出冲头，翻转工件，从反面冲通，以避免在孔的周围冲出毛刺，如图4.4b)实心冲头双面冲孔时，圆柱形坯料会产生畸变。

畸变程度与冲孔前坯料直径D0、高度H0和孔径d1等有关。

D0/d1愈小，畸变愈严重，另外冲孔高度过大时，易将孔冲偏，因此用于冲孔的坯料直径D0与孔径d1之图4.4孔a）薄坯料冲孔b）厚坯料冲孔1－冲头2－坯料3－垫环4－芯料4.2 辅助工序4.2.1 为使基本工序操作方便而进行的预变形工序称为辅助工序（压钳口、切肩等）。

自由锻锤安全操作规程模版

自由锻锤安全操作规程模版一、前言自由锻锤是一种用于金属材料成形和加工的重要工具，但其操作过程中存在一定的危险性。

为了确保操作人员的人身安全和设备的正常运行，特制定本安全操作规程，以指导操作人员正确、安全地使用自由锻锤。

二、安全装备和防护1. 在操作自由锻锤之前，操作人员应佩戴符合安全标准的个人防护装备，包括但不限于头盔、耳塞、防护眼镜、防护手套和耐热鞋等。

2. 在进行高温锻造时，应佩戴防火服，确保身体免受高温伤害。

3. 确保操作区域周围没有杂物和堆放物，保持通道畅通。

三、自由锻锤的安全操作步骤1. 在操作前检查自由锻锤的状态，确保其各部件和安全装置完好无损。

2. 在操作自由锻锤前，操作人员应对其进行预热，以确保其正常运行。

3. 将待锻造的金属材料放置在锻锤的工作台上，并用固定装置将其稳定。

4. 调整锻锤的高度和冲程，确保锻造力度和位置的准确性。

5. 操作人员应站在安全位置，并确保周围无人，以防止意外伤害。

6. 启动自由锻锤，进行锻造操作，要保持专注、耐心和稳定的节奏。

7. 在锻造过程中，不得将手、脚或其他身体部位放置在工作区域内，以避免受伤。

四、自由锻锤的维护和故障处理1. 在锻锤操作结束后，关闭电源，并进行必要的清理和维护工作。

2. 定期检查自由锻锤的各个部件，确保其稳定性和工作状态。

3. 如果发现自由锻锤有异常响声或其他异常情况，应及时停机，并通知维修人员进行处理。

五、自由锻锤的事故应急处置1. 如果在自由锻锤操作过程中发生事故，操作人员应立即停机并报告领导和相关人员。

2. 在应急情况下，应及时向运营中心、消防部门等相关部门求助，并按照其指导进行处理。

3. 为了避免二次事故，应进行现场封锁和安全隔离，确保人员安全。

六、操作人员安全培训和考核1. 所有操作自由锻锤的人员都应接受安全培训，并通过相关考核。

2. 定期组织安全培训和演练，以确保操作人员的安全意识和应急处置能力。

七、安全监督和检查1. 为了确保安全操作规程的执行，应设置专门的安全监督和检查机构。

tc4自由锻的工艺规程

TC4（钛合金）是一种高性能的钛合金材料，具有较高的强度、良好的耐腐蚀性和较低的密度。

自由锻是一种常见的金属锻造工艺，可用于生产TC4 零件。

以下是一般TC4 自由锻工艺规程：
1. 锻造前准备：
a. 检查原材料，确保TC4 棒材或板材的尺寸、形状和质量满足锻造要求。

b. 准备锻造设备、工具和模具，确保设备运行稳定，模具尺寸和形状符合要求。

2. 加热：
a. 将TC4 原材料放入加热炉中，按照预定的升温曲线进行加热。

b. 加热温度通常在850-1000°C 之间，具体温度根据零件结构和锻造要求确定。

c. 保温时间应根据原材料的厚度、加热温度和锻造要求来确定。

3. 自由锻：
a. 将加热后的TC4 原材料放入锻造模具中，通过锤击或压力加工的方式进行锻造。

b. 锻造过程中，应根据零件的形状和尺寸逐步增加锻造力，避免过大的冲击载荷导致零件变形或破裂。

c. 控制锻造速度和锻造次数，以减少锻造应力和裂纹的产生。

4. 冷却：
a. 锻造完成后，将TC4 零件迅速移至冷却设备中，按照预定的冷却曲线进行冷却。

b. 冷却速度应适当，以降低零件的内应力和减少变形。

5. 后续加工：
a. 对锻造后的TC4 零件进行后续加工，如切削、磨削、钻孔等，以达到预定的尺寸和形状。

b. 如有必要，可对零件进行热处理，以进一步提高其力学性能。

锻造工艺规程制定

圆角的取值一般为1.5~12mm，内圆角应比外圆角大 2~3倍。
锻造工艺规程制定
（5）冲孔连皮当模锻件的孔径D>25mm时，应将孔形锻出，
由于模锻不能锻出通孔，则在孔中留出冲孔连皮，
当孔径D为25~80mm时，其厚度取为4~8mm。
锻造工艺规程制定
二. 坯料质量及尺寸计算
1 坯料质量
G坯料=G锻件 + G烧损 + G料头
镦粗时的锻造比：y = H0 / Hm
锻造工艺规程制定
例题：锻造比常用来表示什么？拔长与镦粗时的锻造
比用什么来表示？如原始坯料长 150mm ，拔长到 450mm，锻造比是多少？
y = F0 / Fm
根据锻造前后体积不变假设
VV y H0 150 450 3
锻造工艺规程制定
例题：指出下图所示模锻件结构不合理之处。试修改不合理部位(重画图)。
结构不合理之处： (1)模锻斜度与圆角；(2)壁厚差太大，轮辐部分壁太薄；(3)齿轮的齿锻不出来，必须用机加工，未考虑锻敷造工艺料规程制；定 (4)未考虑冲孔连皮。
V V 150 H 450
锻造工艺规程制定
三、确定模锻工步——根据锻件形状和尺寸确定
1. 长轴类模锻件此类锻件在锻
造过程中，锤击方向垂直于锻件的轴线。
常用工序：拔长、滚压、弯曲、预锻和终锻。
锻造工艺规程制定
对于小型长轴类锻件，为了减少钳口料和提高生产率，常采用一根棒料同时锻造出几个锻件的方法，此时应增设切断工步。
(a)工艺性差的结构
(b)工艺性好的结构
锻造工艺规复程制杂定结构件
例题：指出下图所示自由锻件结构不合理之处。试修

自由锻

§3-2 自由锻Open Die Forging 自由锻Open
概念：只用简单的通用性工具，概念：只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上下
砧间对坯料施加外力，砧间对坯料施加外力，使坯料产生变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件。几何形状及内部质量的锻件。坯料的四周表面为自由表面，变形不受限制，故称为自由锻。表面，变形不受限制，故称为自由锻。
– 根据锻件的类型、材料、尺寸和质量根据锻件的类型材料、锻件的类型、 – 车间现有的设备条件。车间现有的设备条件。
5．确定锻造温度范围 (始锻温度．始锻温度低于AE线 150～ 250℃,碳钢的低于线～ ℃ 碳钢的终锻温度如图3-2所示所示) 终锻温度如图所示
二、自由锻工艺规程实例
应用
– 一般只适合于单件、小批量生产。一般只适合于单件、小批量生产。 – 自由锻也是锻制大型锻件的唯一方法。自由锻也是锻制大型锻件的唯一方法。
一、自由锻工艺规程的制定
绘制锻件图确定变形工艺计算坯料质量及尺寸选择锻造设备和工具确定锻造温度范围和加热、确定锻造温度范围和加热、冷却及热处理规范提出锻件技术要求及验收要求填写工艺卡等。填写工艺卡等。
2. 确定变形工序 Forming Process Determination
依据：锻件的形状特征、尺寸、依据：锻件的形状特征、尺寸、技术要求以及自由锻变形工序特点。自由锻变形工序特点。基本工序
下料 Cropping 镦粗 Compression 拔长 Drawing out 冲孔 Punching 弯曲 Bending 切割 Cutting 错移 Offset 扭转 Twisting
特点：特点：
– 金属坯料在抵铁间受压变形时，可朝各个方向自由金属坯料在抵铁间受压变形时，流动，不受限制。流动，不受限制。 – 工艺灵活，所用工具简单，设备和工具的通用性强，工艺灵活，所用工具简单，设备和工具的通用性强，成本低。成本低。 – 自由锻锻件精度较低，加工余量较大，生产率低，自由锻锻件精度较低，加工余量较大，生产率低， – 其形状和尺寸主要由操作者的技术来控制。其形状和尺寸主要由操作者的技术来控制。

(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

2 加热速度：钢材可快速加热，而钢锭和合金钢则采用缓慢加热。 3 锻造温度范围： T始锻～T终锻 T始锻=T加热 T终锻不能太高（晶粒继续长大），太低（可锻性下降）。
（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

自由锻造工艺规程的编制与举例

自由锻造工艺规程的编制与举例自由锻造工艺规程编制：一、前言自由锻造是一种常见的金属加工工艺，常用于生产各种形状的金属零件。

为了确保自由锻造过程的质量稳定和安全性，制定一份规程对于指导工艺操作和保证产品质量至关重要。

二、工艺步骤1. 材料准备选择适当的合金材料，进行材料检验和清洁处理。

2. 加热将材料放入锻造炉内进行加热，控制加热温度和时间，以确保材料达到合适的塑性。

3. 锻造将加热好的材料放入锻造机上，进行力的作用，将材料成形为所需形状。

4. 锻后处理进行锻后处理，例如退火、冷却等，以消除内应力和改善材料的性能。

5. 检验与修整对锻造后的零件进行外观和尺寸的检验，并进行必要的修正和6. 清洁和包装清洁锻造后的零件，并根据客户要求进行包装和标记。

三、规程要求1. 设备要求确保锻造机的运行状态良好，维护日常保养，保证其正常使用。

定期进行设备检修，确保操作安全。

2. 温度控制准确控制加热温度和时间，以免过渡加热导致材料变形或者质量不达标。

3. 锻造力控制根据零件的形状和要求，合理选择锻造力度，以避免过度锻造或不足锻造导致零件存在缺陷。

4. 清洁和包装要求保证锻造后的零件无灰尘和污染，按照客户的要求进行包装，以防止运输过程中的损坏。

举例：以锻造一个螺栓为例，规程如下：1. 材料准备选择合适的强度和韧性的合金钢材料，并进行材料检验和清洁2. 加热将材料放入锻造炉内进行加热，控制加热温度为1000℃，加热时间为20分钟，以确保材料达到合适的塑性。

3. 锻造将加热好的材料放入锻造机上，施加100吨的锻造力，将材料锻造成圆柱形。

4. 锻后处理将锻造后的零件进行退火处理，退火温度为800℃，持续时间为1小时。

5. 检验与修整对锻造后的螺栓进行外观和尺寸的检验，保证尺寸的准确性，修整并确保无明显的裂纹和缺陷。

6. 清洁和包装对螺栓进行清洁处理，并用防锈纸包装，按照客户要求进行标记和包装。

七、质量控制1. 检测要求在自由锻造过程中，对于关键尺寸和性能要求高的零件，需要进行非破坏性和破坏性检测，以保证零件质量和使用寿命。

锻件厂自由锻工艺规程的制定

锻件厂自由锻工艺规程的制定一、自由锻工艺规程制订的原则及内容制订自由锻工艺规程的原则：必须结合生产实际条件、设备能力和技术水平等，所编制的工艺先进，能满足产品的全部技术要求；在保证质量的前提下，力求提高生产率、节约金属材料消耗，经济合理。

自由锻工艺规程包括下列内容：根据零件图绘制锻件图；确定坯料的材料、质量和尺寸；制订变形工艺及选取工具；选取锻造设备吨位；确定锻造温度范围，制订坯料加热和锻造后锻件冷却规范；制订锻件热处现工艺规范；提出锻件的技术要求和检验结果；填写工艺规程卡片等。

二、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、锻造余块、检验试样和工艺夹头等因素而绘制而成的图。

1.机械加工余量一般锻件的尺寸精度和表面质量达不到图纸要求，需要机械加工，在零件表面需要加工的部分，锻件表面留有一层机械加工用的金属，称为机械加工余量。

加工余量的大小与零件的形状尺寸、加工精度、表面要求、锻造加热质量、设备工具精度和操作技术水平有关，对于非加工面，可无需加放加工余量。

2.锻件公差锻造生产中，由于锻造温度、锻造设备及其操作者技术水平的影响。

锻件的实际尺寸达不到公称尺寸，允许有一定的偏差，称为锻件公差。

通常锻造公差为加工余量的1/4~1/3。

3.锻造余块对于锻件上较小的孔、狭窄的凹挡、直径差较小而长度不大的台阶等难锻造的地方，通常都需填满金属，而不锻造出，通过后续机械加工办法加工成形，把锻造时这部分附加的金属称为锻造余块。

显然加放锻造余块，会增加机械加工工时和消耗金属材料，是否加放锻造余块，要根据零件形状、锻造技术水平加工成本等决定。

4.检验试样和工艺夹头对于某些有特殊要求的锻件，须在锻件适当的部位添加供检验锻件内部组织和力学性能的试样余块，以利于检验锻件组织和进行力学性能测试。

为便于热处埋及其机械加工的吊挂和夹持定位，在锻件的适当位置增加部分工艺夹头。

5.绘制锻件图机械加工余量、公差和各种锻造余块确定后可绘制锻件图。

普通自由锻造工艺流程

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