自由锻模锻工艺1
自由锻的工艺流程
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第二章锻造锻造：利用冲击力或压力使金属在抵铁或模锻中变形，从而获得所需形状和尺寸的锻件的工艺方法。
第一节自由锻一、自由锻是利用冲击力或压力使金属在上下抵铁之间产生变形，从而获得所需形状和尺寸的锻件。
l自由锻特点：–金属坯料在抵铁间受压变形时，可朝各个方向自由流动，不受限制。
–工艺灵活，所用工具简单，设备和工具的通用性强，成本低。
–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。
l应用–一般只适合于单件、小批量生产。
–可锻造1kg-300t的锻件，是生产大型和特大型锻件的唯一方法。
l自由锻设备：锻锤-冲击力，锻造中、小锻件。
液压机-压力，锻造大型锻件。
1、自由锻的工序u基本工序：实现主要变形，达到所需形状、尺寸的工序下料镦粗拔长冲孔弯曲切割扭转错移u辅助工序：基本工序之前的预变形工序倒棱压肩压痕u精整工序：基本工序之后提高尺寸、位置精度的工序2、自由锻工艺规程的制定u绘制锻件图u确定变形工艺u计算坯料质量及尺寸u选择锻造设备和工具u确定锻造温度范围和加热、冷却及热处理规范u提出锻件技术要求及验收要求u填写工艺卡等。
3、绘制锻件图锻件图是在零件图的基础上，考虑敷料、加工余量和锻造公差，并结合自由锻工艺特点而绘制成的。
u辅料：为简化零件的形状和结构、便于锻造而增加的一部分金属。
u加工余量：零件表面为切削加工而增加的尺寸。
u锻造公差：锻件名义尺寸的允许变动量。
4、确定变形工序u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。
u确定变形工步：确定基本工序、辅助工序、精整工序以及所用工具、工步顺序和尺寸。
5、计算坯料质量及尺寸–原材料：–坯：–锻件：G坯= G锻+ G损= G锻+ G烧+ G切（或G 芯）(1)盘类锻件：–镦粗方式–坯料的高径比应满足H 0/D 0=1.25～2.5–D 计=(0.8-1.0)V 坯1/3(2)轴类锻件：–拔长方式–坯料截面积应满足：F 坯≥y ·F max –采用圆截面坯料时, D 计≥y 1/2Dmax5、选定锻造设备锻件的类型、材料、尺寸和质量、车间现有的设备条件。
自由锻工艺1
自由锻工艺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。
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1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2所示。
图1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3b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 局部镦粗a)漏盘上镦粗 b)胎膜内镦粗 c)中间镦粗图3 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。
矫正镦歪的方法是将坯料斜立，轻打镦歪的斜角，然后放正，继续锻打，如图4所示。
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。
1模锻方法与工艺
2 锻造种类
（三）按行业应用
■柴油机锻件 柴油机是动力机械的一种，它常用来作发动机。以大
型柴油机为例，所用的锻件有汽缸盖、主轴颈、曲轴端 法兰输出端轴、连杆、活塞杆、活塞头、十字头销轴、 曲轴传动齿轮、齿圈、中间齿轮和染油泵体等十余种。
■船用锻件 船用锻件分为三大类，主机锻件、轴系锻件和舵系锻
件。主机锻件与柴油机锻件一样。轴系锻件有推力轴、 中间轴艉轴等。舵系锻件有舵杆、舵柱、舵销等。
模闭式精密模锻还可锻出垂直于锻击方向的孔或凹坑，材料 利用率平均提高20%左右； ▼毛坯在封闭的模膛内成形，变形金属处于更加强大的三向压 力状态，有利于提高金属材料的塑性和产品的力学性能； ▼可分凹模闭式精密模锻可减少甚至取消制坯工步，省去切边 和辅助工序，生产率平均可提高25%~50%。 闭式精密模锻主要问题：对于一些大中型锻件模具寿命低，需 采取多种措施逐步解决。
5 模锻件类型
（1）饼盘类
❖ 外形为圆形面，高度较小
5 模锻件类型
（2）法兰凸缘类
其外形为回转体，带有圆形或长宽尺寸相差不大的 法兰和凸缘。
5模锻件类型
（3）轴杆类
其杆部为圆形，带有圆形或非圆形头部，或中间局 部粗大的直长杆类。
（4）杯筒类
5 模锻件类型
5 模锻件类型
（5）枝芽类
包括单枝芽、多枝芽的实心和空心类锻件。
■石油化工锻件 锻件在石油化工设备中有着广泛的应用。如球形储罐的人孔、
法兰，换热器所需的各种管板、对焊法兰催化裂化反应器的整锻 筒体（压力容器），加氢反应器所用的筒节，化肥设备所需的顶 盖、底盖、封头等均是锻件。
2 锻造种类
（三）按行业应用
■矿山锻件 按设备重量计算，矿山设备中锻件的比重为12-24%。矿山设
自由锻和模锻的工艺流程区别及优缺点
自由锻和模锻的工艺流程区别及优缺点【自由锻】自由锻是指用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧铁之间直接对坯料施加外力,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的加工方法。
采用自由锻方法生产的锻件称为自由锻件。
自由锻都是以生产批量不大的锻件为主，采用锻锤、液压机等锻造设备对坯料进行成形加工，获得合格锻件。
自由锻的基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转、错移及锻接等。
自由锻采取的都是热锻方式。
自由锻造工序包括基本工序、辅助工序、精整工序。
自由锻造的基本工序：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转、错移及锻接等，而实际生产中最常用的是镦粗、拔长、冲孔这三种工序。
辅助工序：预先变形工序，如压钳口、压钢锭棱边、切肩等。
精整工序：减少锻件表面缺陷的工序，如清除锻件表面凹凸不平及整形等。
自由锻造的优点：锻造灵活性大，可以生产不足100kg的小件，也可以生产大至300t 以上的重型件；所用工具为简单的通用工具；锻件成形是使坯料分区域逐步变形，因而，锻造同样锻件所需锻造设备的吨位比模型锻造要小得多；对设备的精度要求低；生产周期短。
自由锻造的缺点及局限性：生产效率比模型锻造低得多；锻件形状简单、尺寸精度低、表面粗糙；工人劳动强度高，而且要求技术水平也高；不易实现机械化和自动化。
自由锻设备主要有空气锤，自由锻电液锤，自由锻液压机，锻造操作机，锻造装取料机，碾环机等。
【模锻】模锻是指在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的锻造方法。
此方法生产的锻件尺寸精确，加工余量较小，结构也比较复杂生产率。
按所用设备的不同分类：锤上模锻、曲柄压力机模锻、平锻机上模锻及摩擦压力机上模锻等。
锤上模锻最常用的设备是蒸汽-空气模锻锤、无砧座锤和高速锤等。
根据其功用不同可分为模锻模膛和制坯模膛两大类。
1）模锻模膛。
(1) 预锻模膛。
预锻模膛的作用是使毛坯变形到接近于锻件的形状和尺寸，这样在进行终锻时，金属容易填满模膛而获得锻件所需要的尺寸。
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。
自由锻模锻工艺1
（2）组织： 纯金属可锻性好； 固溶体可锻性较好；
40钢＜15钢
合金钢：碳相同，加入合金元素σb、HB ↑、 δ↓→ 可锻性 ↓。 40钢＜40Cr
金属化合物不可锻； 机械混合物可锻性不好，P （F＋Fe3C）。
2 变形条件：
（1）
变形温度：
温度↑→ 塑性↑、变形抗力↓、有利于再结晶 → 可锻性 ↑ 缺陷： 过烧：在晶粒边界形成金属氧化物； 过热：A晶粒粗大；
晶粒之间：滑动和转动
（四）
塑性变形对金属组织和性能的影响
1 冷塑性变形对金属性能的影响 加工硬化：金属材料经冷塑性变形后，强度、硬度增加， 塑性、韧性下降的现象。
2
冷塑性变形对金属组织的影响
形成纤维组织 晶粒碎化 晶格歪扭 优点：强化金属； 缺点：塑性下降，不利于进一步发生塑性变形；
3 消除加工硬化的方法——加热、再结晶
空气—蒸气锤： 落下部分的重量0.5～5吨，可以锻
吨位 ： P90
经验类比法（根据经验公式计算）、查表法
（五）坯料的加热规范和锻造温度范围 1 加热温度的确定： 不能过高，否则过烧，晶界氧化，可锻性下降； 不能很高，否则过热，晶粒粗大，机械性能下降。 适宜的加热温度：T加热=T熔点- 200℃ 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。
模膛四周开设飞边槽；锻件上有飞边。 结构形式：飞边槽由飞边桥和飞边仓所组成。
仓
作用（1）增大金属从模膛中流出阻力，金属更好充填模膛。 （2） 容纳多余金属。 有孔的件：孔的中间有冲孔连皮
终锻件：带有飞边和冲孔连皮
弯曲连杆的模锻过程
4
锤上模锻工艺规程（锻件图）的制订
设计和制造锻模的依据；计算坯料的依据；检查锻件的依据。 （1 ）绘制锻件图：
(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。
自由锻件生产流程及工艺过程介绍
自由锻件生产流程及工艺过程介绍自由锻件是指在锻造过程中，锻件的形状和尺寸不受限制，可以根据需要进行自由锻造的锻件。
下面将介绍自由锻件的生产流程及工艺过程。
1.材料准备：选择适合的锻造材料，如碳素钢、合金钢、不锈钢等，并确保材料的化学成分符合要求。
2.加热：将准备好的锻件放入锻造设备中进行加热，以提高材料的塑性和可锻性。
加热温度取决于材料的类型和要锻造的形状。
3.锻造：将加热后的锻件放入锻造设备中，进行锻造操作。
锻造过程中，可以根据需要使用锤击、压力等方式对锻件进行形状和尺寸的调整。
可以使用单一锻件工序或多道锻件工序进行锻造。
4.热处理：锻造后的锻件需要进行热处理，以消除内部应力和改善材料的性能。
常见的热处理方式包括淬火、回火、正火等。
5.抛光和清洁：锻件经过热处理后，需要进行抛光和清洁，以去除表面的氧化层、污垢等。
这可以通过机械抛光、化学清洗等方式进行。
6.检测和检验：锻件需要经过各种检测和检验，以确保其质量和性能符合要求。
常见的检测方法包括磁粉检测、超声波检测、硬度测试等。
7.修整和修正：在锻造和热处理过程中，锻件可能会产生一些缺陷或偏差。
如果发现这些问题，需要进行修整和修正，以满足要求。
8.表面处理：根据需要，可以对锻件进行表面处理，如镀铬、电镀、喷涂等。
这可以提高锻件的耐腐蚀性、耐磨性等性能。
9.最终检验和包装：在锻件生产的最后阶段，需要进行最终的检验和包装。
这包括检查锻件的尺寸、外观、性能等，并采取适当的包装方式，以防止在运输和贮存过程中受损。
以上是自由锻件的生产流程及工艺过程的介绍。
通过以上的步骤，可以得到尺寸精度高、性能卓越的自由锻件，以满足不同领域的需求。
自由锻锻件生产流程和工艺过程介绍
自由锻锻件生产流程和工艺过程介绍-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII自由锻生产流程和工艺过程介绍划线落料：根据产品要求将钢锭切割成合理大小及重量；加热（含回火）：加热设备主要单室炉、推杆炉和台式退火炉，所有加热炉均采用天然气做燃料，钢锭的加热温度一般在1150℃～1240℃，冷钢锭的加热时间1～5小时左右，热钢锭的加热时间则是冷钢锭加热时间的一半，加热后的钢锭进入锻造工序。
锻造：被加热至1150～1240℃左右钢锭从加热炉中取出，然后由操作机放入空气锤或电液锤，根据钢锭的大小和锻造比要求进行相应的墩粗，拔长等工艺，实时监测锻件尺寸，并通过红外测温仪控制锻造温度。
检验：对锻件毛坯进行初步检验，主要是外观和尺寸的检验。
外观方面主要检验是否存在裂纹等缺陷，尺寸方面必须保证毛坯余量在图纸要求范围内，并做好记录。
热处理：将锻件加热到预定温度，保温一定时间，然后以预定的速度冷却，以改善锻件内部组织和性能的一种综合工艺。
其目的是消除内应力，防止在机械加工时变形，调整硬度使锻件利于切削加工。
经过热处理后的钢锭，根据材质的要求对钢锭进行空冷或水冷、淬火处理。
粗加工：锻件基本成型后根据产品需求加工成各种不同规格的锻件。
超声波探伤：锻件冷却结束后温度降到20℃左右进行超声波探伤达到国标Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ等标准和表面缺陷的检验。
机械性能试验：为满足客户需求，须对锻件进行机械性能的测试主要是屈服、抗拉、冲击等试验。
目前企业主要检测设备有万能力学性能试验机1台、冲击试验机1台、连续式钢筋打点机、超声波探伤仪1台、磁粉探伤仪1台、测温仪2台、电动双刀拉床1台、冲击低温仪1台、金相显微镜1台、金相预磨机1台、金相切割机1台、布氏硬度计2台等，可基本满足各类锻件常规检测的需要。
最终检验：对锻件成品进行最终检验，确保锻件外观平整无裂纹等缺陷，尺寸在图纸要求范围内并做好记录。
入库：经过质量检测后成品锻件，经过简单包装处理后进入成品库以备发货。
自由锻和模锻的工艺规程分别包括哪些主要内容
窗体底端
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我国锻压机械行业企业规模不断扩大，许多企业在市场竞争中脱颖而出，由此也形成了一些锻压产业特色集聚区。例如江苏省，在我国锻压机械行业地位突出，地区产量占到全国的1/3。主要分布在扬州、南通、无锡三地。
江苏省锻压企业大小约1000家，总产值估计超过100亿元（2010年江苏仅12家重点联系企业销售就达70亿元）。其中，仅江苏扬力一家就贡献了20亿元。
端拔细，然后使坯料直立在两个漏盘中间进行锤击，使坯料中间部分镦粗。
为了防止镦粗时坯料弯曲，坯料高度
h
与直径
d
之比
h/d≤2.5。
[3]
冲孔
【冲孔】是在坯料
冲孔示意图
上冲出透孔或不透孔的锻造工序。
冲孔的方法主要有以下两种：
1
、双面冲孔法。用冲头在坯料上冲至
2/3
～
3/4
深度时，取出冲头，
翻转坯料，再用冲头从反面对准位置，冲出孔来。
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自由锻工艺过程概述
自由锻工艺过程概述引言自由锻工艺是一种常用的金属成形方法，通过将金属材料置于加热状态下，然后施加压力，使其通过形状改变来达到所需的形状和尺寸。
本文将概述自由锻工艺的过程以及其在不同行业中的应用。
自由锻工艺的基本原理自由锻的基本原理是在加热的金属材料上施加压力，使其变形为所需的形状。
自由锻工艺中主要包括以下几个步骤：1.材料选择：选择适合自由锻的合金材料，一般选用具有良好可锻性的材料，如碳素钢、合金钢等。
2.加热：将金属材料加热至适当的温度，以提高其可塑性和变形性能。
3.锻造模具准备：根据所需的形状和尺寸，制作合适的锻造模具。
4.施加压力：将加热后的金属材料放置在锻模上，通过施加压力使其变形。
5.冷却处理：在锻造完成后，对金属材料进行必要的冷却处理，以提高其强度和硬度。
自由锻工艺的应用领域自由锻工艺在各个行业中都有广泛的应用，下面介绍一些常见的应用领域：汽车制造业在汽车制造业中，自由锻工艺主要用于生产汽车曲轴、减震器、悬挂系统等零部件。
由于自由锻工艺能够提供优良的力学性能和表面质量，因此被广泛应用于汽车工业中。
船舶制造业船舶制造业也是自由锻工艺的重要应用领域，特别是对于大型船舶的制造。
自由锻工艺可以用于制造船体结构件、推进器、舵机装置等关键部件，以提供良好的强度和可靠性。
航空航天工业在航空航天工业中，自由锻工艺被广泛应用于制造发动机零部件、机身结构件、飞行控制系统等重要部件。
由于航空航天领域对于材料的强度和重量要求非常高，因此自由锻工艺成为理想的制造方法。
石油化工工业石油化工工业中的许多设备和管道都需要使用高强度、耐腐蚀的金属材料。
自由锻工艺可以提供高强度和良好的抗腐蚀性能，因此在制造石油化工设备中得到广泛应用。
自由锻工艺的优势和挑战自由锻工艺具有以下优势：•优良的力学性能：自由锻工艺可以提供优异的力学性能，如高强度、优良的韧性等。
•良好的表面质量：锻件表面光洁度好，无气孔、夹杂等缺陷，提高了零部件的使用寿命。
自由锻工艺
自由锻工艺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。
自由锻的基本目的：经济地获得所需的形状、尺寸和内部质量的锻件。
锻件的类型有大型和中小型锻件。
小型锻件以成形为主，大型锻件（尤其是重要件）和特殊钢以改善内部质量为主。
钢锭经过锻造，粗晶被打碎，非金属夹杂物及异相质点被分散，内部缺陷被锻合，致密程度高，流线分布合理，综合力学性能大大提高。
钢锭中的常见缺陷有：偏析、夹杂、气泡、缩孔、缩松、裂纹等。
自由锻的特点优点：①设备的通用性好、工具简单、灵活性大；②可锻小到不足1公斤，大可到几百吨大型件，且大型锻件的组织致密、力学性能好；自由锻主要用于单件、小批量生产，且是生产大型和特大型锻件的唯一方法。
缺点：③锻件形状简单、加工余量大、精度低；④自由锻操作技术要求高、生产率低、劳动强度大。
自由锻工序自由锻工艺方法包括：基本工序、辅助工序和修整工序。
基本工序包括：镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、扭转、错移、切割和锻焊等。
辅助工序是为了配合基本工序使坯料预先变形的工序，如钢锭倒棱、预压钳把、分段压痕。
修整工序安排在基本工序之后，用来修整锻件的尺寸和形状。
1、基本工序（1）镦粗镦粗：是使坯料高度减小、横截面积增大的工序。
在坯料局部进行的镦粗叫局部镦粗。
适于饼块、盘套类锻件的生产。
镦粗的方法一般分为三类：平砧镦粗、垫环镦粗和局部镦粗i.平砧镦粗坯料在上下两个平砧间或镦粗平板间进行的镦粗。
镦粗时的锻造比: 常用镦粗前后坯料的高度之比即镦粗比K H来表示镦粗的变形程度。
K H=H0/H镦粗时的高径比：镦粗时，坯料高度与直径之比称为高径比。
通常坯料高径比H0/D=0.8-2.0。
H0/D≈3时，镦粗后产生双鼓形。
H0/D>3时，镦粗时坯料易产生纵向弯曲，如不及时矫正易产生折叠。
凹形坯镦粗可以减小“鼓肚”的程度，从而避免侧表面出现裂纹。
自由锻工艺
自由锻工艺自由锻工艺自由锻是指：锻造时对金属坯料施加一外力，使之产生塑性变形，从而获得具有一定尺寸、形状和内部组织的毛坯或零件的一种压力加工方法。
由于工件的尺寸和形状要靠操作技术来保证，所以自由锻要求工人有较高的技术水平。
自由锻生产率低，加工余量大，但工具简单，通用性大，故被广泛用于锻造形状较简单的单件、小批生产的锻件[font=宋体一自由锻工艺特点1. 用简单的工具和锻压设备生产锻件 2. 适于小批量、大锻件 3. 对设备要求相对较低，使金属渐次变形生产锻件 4. 加工余量大二工具和设备 1. 空气锤（Pneumatic hammer）2.蒸汽-空气锤(Steam-air hammer) 3. 液压机(hydraulic press) 4. 剁刀(triangular chisel) 5. 压棍(square cutter) 6. 钳子(fongs) 三工序预审用户的产品图纸和订货技术要求估工估料1. 工艺人员接到营销部送来的用户图纸订货技术要求后，要进行详细的审阅：a 产品的类别（如压力容器、电站、石油化工、轧钢设备等）b 产品的名称（如筒体、顶盖、曲轴、转子、叶轮、冷轧辊等）c. 产品的材质（碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、不锈钢、模具钢等）d. 订货数量（考虑采购材料、设计工模具、交货周期等）e. 产品对材质冶炼（精炼、真空脱气等）、锻造比、金属纤维方向、调质、垂直淬火、正回火、焊接等铸锻热工艺性的要求。
f. 机加工工艺性的要求（粗加工、预留工艺夹头等）g. 检验项目及验收标准要求（要考虑本公司是否有相关的技术标准资料、生产设备工具、技术水平是否能满足用户的要求、能否采购到用户所需的材料、供料方和需要外协加工时的协作方是否能满足用户的要求，要考虑试样的预留_是本体留样还是体外取样，是本体一端取样还是多处取样，纵向、横向、切向，试样尺寸大小等，检验项目包括化学成分、机性、硬度、低倍、高倍金相、超声波探伤、磁粉探伤等）h. 要详细审阅用户产品图纸描述的形状、尺寸和文字的技术要求，是否清晰、正确，所有尺寸关系是否一致，有无存在矛盾的情况，内容是否阐述清楚，准确无误。
自由锻工艺过程概述
自由锻工艺过程概述
1.材料准备：首先需要选择合适的金属材料，如钢、铝、铜等，并进
行切割、热处理等工艺以获得所需的材料性能。
2.模具设计与制备：根据待锻造工件的形状和尺寸要求，设计并制备
模具。
模具的形状和结构直接影响到锻工件的质量和精度。
3.预锻：将金属材料加热至一定温度后，通过锤击或冲压等方式使其
产生初步的塑性变形，以便后续锻造工艺的顺利进行。
预锻可以用于改善
金属的组织结构，消除内部应力等。
4.精锻：精锻是指在预锻后对金属材料进行细化加工，使其形成更加
精确的形状和尺寸。
在精锻过程中，需要控制锻造力度、温度、速度等参数，以确保工件的质量。
5.校直与修磨：通过校直和修磨等工艺，对精锻后的工件进行调整，
去除表面缺陷、修复尺寸偏差等。
6.热处理：为了改变金属材料的组织结构和性能，通常需要进行热处理。
热处理可以包括退火、正火、淬火、回火等工艺。
7.表面处理：为了改善工件的表面性能和外观质量，可以采用镀锌、
喷涂、抛光等表面处理工艺。
8.检验与包装：对锻件进行必要的性能和尺寸检验，以确保其质量达
到要求。
合格的锻件经过清洁和包装后，可以出厂供应或使用。
总体而言，自由锻工艺作为一种传统的金属成形工艺，具有灵活多样、生产效率高、材料利用率高等优点。
但是，由于其对设备和操作技术的要
求较高，以及锻造时的寿命和安全等问题，使得自由锻工艺在现代工业制
造中逐渐被其它成形工艺取代。
尽管如此，自由锻工艺仍然在一些特殊情况下有其独特的应用优势，比如在制造超大型铸造模具、复杂形状的金属零部件等方面，仍有较大的应用空间。
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拉应力数目↑→ 塑性↓
§2 常用的锻造方法
一自由锻的实质和自分由类锻、模锻、胎模锻
1 实质： 在冲击力或压力的作用下，通过上下抵铁等通用工具， 使金属发生塑性变形而成型的过程。
自由：金属在水平面的各个方向变形不受限制。
2 分类：
手工自由锻：生产率低，劳动强度大，锤击力小。应用于生产小型锻件。
应用：用于载荷大，转速高，受力复杂件的重要件。 如机床主轴、重要齿轮、炮筒、枪管等。
§1 金属的锻造性能（可锻性）
一 概念
金属的锻造性能是指金属经受锻压时，发生塑性变形 得到所需形状的难易程度。
金属的锻造性能是材料塑性和变形抗力的综合体现。 塑性 变形抗力 则锻造性能
二 锻造性能的影响因素
1 金属的本质： a 化学成份： 纯金属的锻造性能好，钢中C 合金元素 锻造性能 b 金属组织： 纯金属、固溶体锻造性能好，而碳化物的可锻性差；
5 模锻：将金属料放在具有一定形状的 锻模模膛内，受冲击力或压力 而变形的加工方法。
6 冲压： 使薄板材料在冲模间受到冲 压而分离或变形的过程。
轧制 、挤压、拉拔主要是冶金行业生产金属原材料 自由锻、模锻、冲压统称为锻压
主要是机械制造工业生产毛坯、零件
三 锻压加工的特点和应用 1 机械性能好； 2 难于生产形状复杂件； 3 设备昂贵，成本高。
机械自由锻：
空气锤： 落下部分的重量40～750公斤，只能锻造
锤上自由锻：
100公斤以下的小型锻件。
空气—蒸气锤： 落下部分的重量0.5～5吨，可以锻
造小于1500公斤的中小件。
水压机上锻造： 产生几千吨的压力（最大12000吨），用于大型
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；
压力机上模锻： 在压力作用下迫使工件变形，所用的设备主要有：
磨擦压力机： 平锻机： 曲状可以复杂些； 尺寸精度高； 生产率高；大批量生产成本低； 设备和锻模费用高； 适用于中小型锻件的大批量生产， 重量＜150公斤， 批量＞2500件。
三 胎模锻
1 实质：在自由锻设备上使用胎模生产锻件的方法。 胎模是一种简单的模具。
1 确定余块（敷料）：
为简化锻件形 状而增加的金属。
2 确定加工余量和公差：
锻件图的绘制方法：锻件的形状用粗实线表示，零件的形状用双点划线表示；
（二）计算坯料
1 确定料的形式： 大型锻件（2 吨以上）选用钢锭，中小型 锻件则选用型材或钢坯。
2 算料方法：（以所用的主要工序为拔长、圆截面钢材或钢坯为例）
查表取规格钢材
（三）确定变形工序
1 基本工序：改变坯料的形状和尺寸，以达到锻件基本成型
的工序。特点：变形量大 镦粗、拔长、心轴上拔长、冲孔、弯曲、 扭转、错移、切断、锻接、心轴上扩孔
2 辅助工序：大变形前的次要变形，方便基本工序的操作
压肩、倒棱、划线、压钳口等。
3 修整工序：修正锻件的最后尺寸和形状，使之达到图
样的要求。 如精整表面外形、鼓形滚圆、弯曲矫正等。
原则：根据锻件的形状和工序的特点， P89 图2-16
轴杆类：传动轴、轧辊等
a图
拔长或墩粗、拔长
空心类：圆环、圆筒、空心轴等 b 图 墩粗、冲孔、芯轴拔长、马杠扩孔
饼块类：圆盘、齿轮坯等 c 图 墩粗、冲孔 曲轴类：：单拐或多拐曲轴 d 图 拔长、错移、扭转
a 算坯料的重量 m和体积V ： m坯 = m锻+ m烧 + m芯 + m切
b 确定坯料的尺寸（即坯料的直径和长度）： 根据锻造比选取坯料的直径d
拔长：锻造比Y指变形前后面积之比； 钢材、钢坯：Y=1.1~1.3
Y =坯料面积 / 锻件面积 = 坯料直径平方 / 锻件直径平方
坯料直径 = 锻件直径 · Y
弯曲类：e 图
拔长、弯曲
复杂形状锻件：阀体、叉杆、十字轴 f 图 适当工序组合
（四）选定设备 P90 经验类比法（根据经验公式计算）、查表法
（五）坯料的加热规范和锻造温度范围
1 加热温度的确定： 不能过高，否则过烧，晶界氧化，可锻性下降；
不能很高，否则过热，晶粒粗大，机械性能下降。
适宜的加热温度：T加热=T熔点- 200℃
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。
二 模型锻造（固定模锻）
1 实质：在压力或冲击力的作用下迫使坯料沿锻模模膛变形而获得锻
件的方法。
锻模：用高强度金属制成，其模膛形状与锻件一致。 2 分类：
锤上模锻： 所用设备主要是蒸气—空气锤，适用于小于150 公斤的小型锻件。
2 特点：锻模不固定在设备上，可以和自由锻相结合。 锻模结构简单，容易制造，能节省模具钢； 工人劳动强度大，生产率较低。
3 用途：小型锻件的中小批量生产（大于200件）。
§3 自由锻
一 自由锻工艺规程的制定
零件图 → 锻件
工艺规程：规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法的工艺文件。
（一）绘制锻件图
机械混合物可锻性不好，细晶粒的锻造性能好于粗晶粒。 2 变形条件：
2 变形条件： a 变形温度： 温度↑→ 塑性↑、变形抗力↓→ 可锻性 ↑
碳钢的锻造温度范围：T始=AE－200℃ ， T终=800 ℃
b 变形速度：
变形速度↑→加工硬化↑→变形抗力↑塑性↓ 变形速度↑→热效应↑→ 变形抗力↓塑性 ↑
2 挤压：把放在挤压筒内的金属料从模孔内挤出而变形的过程。 产品主要是有色金属型材及管件。
3 拉拔：（拉丝） 将金属料拉过拉丝模的模孔而变形的加工过程。 拉拔是生产金属丝的唯一方法。 可以拉制薄壁管和特殊几何形状的型材。
4 自由锻：
将金属坯料放在上下砧子之间受冲 击力或压力而变形的加工方法。 自由：即金属料受到力的作用可 在水平面自由流动。
第二章 锻压生产
概述
一 压力加工的实质
对金属施加外力，使金属产生塑性变形，从而获得所需的形状、尺 寸和力学性能的原材料、零件和毛坯的加工方法。
二 压力加工的分类 轧制 、挤压、拉拔、自由锻、模锻、冲压 1 轧制： 使金属坯料通过一对回转轧辊之间的空隙而受到压
延的加工方法。坯料大多是钢锭，产品则是各种型钢、钢板等。
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。