自由锻工艺过程
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应全面考虑实现工艺方案的可能性、锻件质量的 可靠性和经济上的合理性。
经验积累的一些典型锻件的工艺方案。
3 自由锻工艺过程的制定
自由锻工艺过程制定的内容： 依据零件图绘制锻件图 确定坯料重量和尺寸 确定变形工艺和锻比、选用工具 选择设备 确定锻造温度范围、加热和冷却规范 确定热处理规范 提出技术条件和检验要求 填写工艺卡片
锻比KL对组织和力学性能的影响： 过小，铸态状枝晶未破碎，力学性能恶化； 过大，形成纤维组织使横向塑性、韧性急剧下降。
钢材，经过了大变形，不需考虑锻比 钢锭，必须考虑锻比。
3、钢锭规格的选择 首先，确定各种金属损耗，求出（或按经验和资料得到）钢锭
利用率η；然后，求出钢锭重量，选取钢锭规格。
η= [1- (δ冒口+ δ锭底+δ烧损)]*100% G锭 =（G锻+ G损) /η
SUCCESS
THANK YOU
2019/11/1
二、确定坯料重量和尺寸
1、重量计算
G坯 = (G锻 +G芯+G切)(1+δ%)
kg
2、尺寸计算
坯料体积确定：
V坯 = G坯 / ρ 截面尺寸确定（与所采用的锻造工序有关）：
⑴ 第一道工序采用镦粗时
为避免弯曲和便于下料，高径比应满足下式
1.25 ≤ H0 / D0 ≤ 2.5
三、 确定变形工艺和锻造比
选择工序，确定工序顺序，设计工艺尺寸等。
工序包括基本工序、辅助工序和修整工序。
工艺尺寸的设计原则： ⑴ 必须符合工艺特点； ⑵ 必须保证各部分有足够的体积； ⑶ 必须注意中间各火次加热的可能性； ⑷ 必须预计轴向修整时的伸长(轴向尺寸精确且不能镦粗
时)。
锻比的确定
锻比的确定
一、 锻件图制定
基于零件图且考虑机械加工余量、锻件公差、锻造余块、检 验试样及工艺卡头等绘制而成。
机械加工余量 — 锻件表面留有供机械加工用的金属层。 锻件公称尺寸 — 零件公称尺寸加上机械加工余量。 锻件公差 — 锻件公称尺寸的允许变化范围。 锻造余块 — 为简化锻件外形或工艺需要，对难锻造处所
四、确Hale Waihona Puke Baidu锻造设备吨位
1、目的 内部锻透，提高生产率；节省动力，降低成本。
2、影响因素 变形面积、锻件材质、变形温度等。 通常以镦粗力大小进行选择。
3、确定方法 理论计算法 -- 根据塑性成形原理建立的公式，算出锻件成形所
需的最大的变形力，以此选取设备吨位。 镦粗 经验类比法 --在统计分析生产试验数据的基础上，整理出经验公
中小锻件为成形问题。应掌握金属流动规律，灵活运 用各种变形工序。
大锻件为质量问题。应提高材料冶金质量，采取合理 的工艺措施。
1、自由锻件的分类 按照工艺特点进行分类，即将形状特
征相同、变形过程类似的锻件归为一类。
2、自由锻件变形方案的确定
影响因素：
技术要求、操作经验、生产管理水平、车间设备条 件、工具辅具情况、坯料供应状态、生产批量大小等。
圆截面坯料
D0 = （0.8～1.0) V坯1/3
方截面坯料
a0 = （0.75～0.9) V坯1/3
⑵第一道工序采用拔长时
D0 = 1.13(KLS锻)1/2
a0 = (KLS锻)1/2
锻比 — 表示变形程度的一种方法。
KL = S0 / S1 = D02 / D12 KL = H0 / H1
拔长 镦粗
式、表格或图线，根据锻件某些主要参数（重量，尺寸，接触面积），直接 通过公式、表格或图线选定所需的设备吨位。
例题
1、绘制锻件图
2、确定变形工艺和工具（由D/d, H/d, H/D且依据于图5-9进 行）
基本概念： 机械加工余量、锻造余块、试样余块、锻件工称尺寸、
锻造比
思考题： 1、自由锻工艺的特点及其主要用途是什么？不同材料
材料成型技术
金属的塑性成型工艺
七、自由锻工艺过程
自由锻工艺过程实质是利用简单的工具逐步改变坯料 形状、尺寸和状态，以获得所需形状、尺寸和性能（组织） 的锻件的加工工序。
自由锻工艺的特点及其用途：
特点:工具简单、通用性强、灵活性大、所需设备吨
位
较
模锻小。
用途 : 单件、小批量生产；大锻件。
应注意的主要问题：
填满的金属。 试样余块 — 为进行检验锻件内部组织和力学性能的试验
所需填加的金属。 工艺卡头 — 热处理或机加工所需的夹持部位。 锻件图绘制的一些特殊规定： 锻件形状用粗实线绘制而零件形状由假想线（双点划线） 绘制；锻件尺寸和公差标注在尺寸线上面，零件尺寸标注在尺 寸线下面；检验试样和热处理夹头应注明其尺寸和位置；无法 表示的条件可在技术条件中说明。
自由锻面临主要问题是什么？为什么？ 2、试述自由锻件的分类及其采用的基本工序。 3、自由锻工艺过程的制定包括哪些内容？ 4、锻造比对锻件组织和力学性能有哪些影响？其选择
与锻件大小有何关系？
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2019/11/1
经验积累的一些典型锻件的工艺方案。
3 自由锻工艺过程的制定
自由锻工艺过程制定的内容： 依据零件图绘制锻件图 确定坯料重量和尺寸 确定变形工艺和锻比、选用工具 选择设备 确定锻造温度范围、加热和冷却规范 确定热处理规范 提出技术条件和检验要求 填写工艺卡片
锻比KL对组织和力学性能的影响： 过小，铸态状枝晶未破碎，力学性能恶化； 过大，形成纤维组织使横向塑性、韧性急剧下降。
钢材，经过了大变形，不需考虑锻比 钢锭，必须考虑锻比。
3、钢锭规格的选择 首先，确定各种金属损耗，求出（或按经验和资料得到）钢锭
利用率η；然后，求出钢锭重量，选取钢锭规格。
η= [1- (δ冒口+ δ锭底+δ烧损)]*100% G锭 =（G锻+ G损) /η
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二、确定坯料重量和尺寸
1、重量计算
G坯 = (G锻 +G芯+G切)(1+δ%)
kg
2、尺寸计算
坯料体积确定：
V坯 = G坯 / ρ 截面尺寸确定（与所采用的锻造工序有关）：
⑴ 第一道工序采用镦粗时
为避免弯曲和便于下料，高径比应满足下式
1.25 ≤ H0 / D0 ≤ 2.5
三、 确定变形工艺和锻造比
选择工序，确定工序顺序，设计工艺尺寸等。
工序包括基本工序、辅助工序和修整工序。
工艺尺寸的设计原则： ⑴ 必须符合工艺特点； ⑵ 必须保证各部分有足够的体积； ⑶ 必须注意中间各火次加热的可能性； ⑷ 必须预计轴向修整时的伸长(轴向尺寸精确且不能镦粗
时)。
锻比的确定
锻比的确定
一、 锻件图制定
基于零件图且考虑机械加工余量、锻件公差、锻造余块、检 验试样及工艺卡头等绘制而成。
机械加工余量 — 锻件表面留有供机械加工用的金属层。 锻件公称尺寸 — 零件公称尺寸加上机械加工余量。 锻件公差 — 锻件公称尺寸的允许变化范围。 锻造余块 — 为简化锻件外形或工艺需要，对难锻造处所
四、确Hale Waihona Puke Baidu锻造设备吨位
1、目的 内部锻透，提高生产率；节省动力，降低成本。
2、影响因素 变形面积、锻件材质、变形温度等。 通常以镦粗力大小进行选择。
3、确定方法 理论计算法 -- 根据塑性成形原理建立的公式，算出锻件成形所
需的最大的变形力，以此选取设备吨位。 镦粗 经验类比法 --在统计分析生产试验数据的基础上，整理出经验公
中小锻件为成形问题。应掌握金属流动规律，灵活运 用各种变形工序。
大锻件为质量问题。应提高材料冶金质量，采取合理 的工艺措施。
1、自由锻件的分类 按照工艺特点进行分类，即将形状特
征相同、变形过程类似的锻件归为一类。
2、自由锻件变形方案的确定
影响因素：
技术要求、操作经验、生产管理水平、车间设备条 件、工具辅具情况、坯料供应状态、生产批量大小等。
圆截面坯料
D0 = （0.8～1.0) V坯1/3
方截面坯料
a0 = （0.75～0.9) V坯1/3
⑵第一道工序采用拔长时
D0 = 1.13(KLS锻)1/2
a0 = (KLS锻)1/2
锻比 — 表示变形程度的一种方法。
KL = S0 / S1 = D02 / D12 KL = H0 / H1
拔长 镦粗
式、表格或图线，根据锻件某些主要参数（重量，尺寸，接触面积），直接 通过公式、表格或图线选定所需的设备吨位。
例题
1、绘制锻件图
2、确定变形工艺和工具（由D/d, H/d, H/D且依据于图5-9进 行）
基本概念： 机械加工余量、锻造余块、试样余块、锻件工称尺寸、
锻造比
思考题： 1、自由锻工艺的特点及其主要用途是什么？不同材料
材料成型技术
金属的塑性成型工艺
七、自由锻工艺过程
自由锻工艺过程实质是利用简单的工具逐步改变坯料 形状、尺寸和状态，以获得所需形状、尺寸和性能（组织） 的锻件的加工工序。
自由锻工艺的特点及其用途：
特点:工具简单、通用性强、灵活性大、所需设备吨
位
较
模锻小。
用途 : 单件、小批量生产；大锻件。
应注意的主要问题：
填满的金属。 试样余块 — 为进行检验锻件内部组织和力学性能的试验
所需填加的金属。 工艺卡头 — 热处理或机加工所需的夹持部位。 锻件图绘制的一些特殊规定： 锻件形状用粗实线绘制而零件形状由假想线（双点划线） 绘制；锻件尺寸和公差标注在尺寸线上面，零件尺寸标注在尺 寸线下面；检验试样和热处理夹头应注明其尺寸和位置；无法 表示的条件可在技术条件中说明。
自由锻面临主要问题是什么？为什么？ 2、试述自由锻件的分类及其采用的基本工序。 3、自由锻工艺过程的制定包括哪些内容？ 4、锻造比对锻件组织和力学性能有哪些影响？其选择
与锻件大小有何关系？
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