第5章自由锻工艺过程

第5章自由锻工艺过程
5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.1锻件图的制定与绘制
例子
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5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.1锻件图的制定与绘制
1.加余块（敷料）
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5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.1锻件图的制定与绘制
2.锻件余量
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5.3 自由工艺过程规程的制定
1）圆柱体坯料镦粗变形功W(J)
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4.4.3. 选择锻造设备
2）长方形坯料镦粗变形功W(J)
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5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.3. 选择锻造设备
➢确定锻造设备吨位的方法： 经验类比法：
在统计分析生产实践数据的基础上，整理出经 验公式、表格或图线，根据锻件某些主要参数 （如质量、尺寸、接触面积），直接按公式、表 格或图线选取设备吨位。
齿轮轴
最大截面
2.5~3.0
航空用大 型锻件
最大截面
6.0~8.0
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5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.3. 制定变形工艺和确定锻造比
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5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.3. 制定变形工艺和确定锻造比
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5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.3. 选择锻造设备
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5.2 自由锻件变形工艺过程的确定
水压机锻造空心锻件的工艺过程方案选接
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5.3 自由工艺过程规程的制定
锻件图 是以零件图为基础，考虑了加工余量、锻件 公差、锻造余块、检验试样及工艺夹头等因素绘制 而成。
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54.3.4自.1锻由件工图艺的过制程定规与绘程制的制定
根据作用在坯料上力的性质，自由锻设备分为 •锻锤（空气锤和蒸汽－空气锤） •水(液)压机
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4.4.3. 选择锻造设备
•空气锤利用电动机带动活塞产生 压缩空气，使锤头上下往复运动 进行锤击。
特点:结构简单，操作方便，维护 容易，但吨位较小，只能用来锻 造100kg以下的小型锻件。
•蒸汽－空气锤采用蒸汽和压缩空 气作为动力，其吨位稍大，可用 来生产质量小于1500kg的锻件，
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5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.3. 选择锻造设备
用小的设备锻造太大的锻件，锻件内部锻不透，而且 生产率低。 反之，小型锻件用太大的设备进行锻造速度慢，打击 力不易控制，也不适宜。
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5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.3. 选择锻造设备
➢确定锻造设备吨位的方法： 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 大变形力（或变形功），选取设备吨位。
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演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/26
第5章自由锻工艺过程
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5.42.自4自由由锻锻件工变艺规形程工的艺制过定程的确定
4.4.1锻件图的制定与绘制 制定变形工艺过程是编制自由锻规程最重要的一部分
内容：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。
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5.2 自由锻件变形工艺过程的确定
锤上锻造空心锻件的工艺过程方案选择
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。
5． 确定锻造温度范围
45钢的始锻温度为1200℃，终锻温度为800℃。
6． 填写工艺过程卡片(略)
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5.4 制定自由锻工艺过程规程举例
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5.4 制定自由锻工艺过程规程举例
等要求来确定： F坯＝KL·F锻
即 D0 = 1.13√KLF锻
再按国家材料规格，选取标准直径或标准边长。
计算坯料高度（下料长度）： 圆坯料
方坯料
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54.3.4自.2确由定工坯艺料过质程量规和程尺的寸 制定
3．钢锭规格的选择
1）首先确定钢锭的各种损耗，求钢锭的利用率
碳素钢钢锭： 合金钢钢锭：
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54..34自.1锻由件工图艺的过制程定与规绘程制的制定
4．检验用试样及工艺夹头 供锻后组织性能检验； 方便锻后热处理的吊挂、加持； 机械加工的夹持等。
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5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.1锻件图的制定与绘制
5．绘制锻件图 在锻造余量、公差和各种余块确定后，便可绘制 锻件图。
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5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.1锻件图的制定与绘制
5．绘制锻件图
典型锻件图
1.锻件的外形用粗实线描绘 2.标出锻造公称尺寸和公差 3.在公称尺寸后面或下面标出
零件尺寸并加上括号以示区别 4.用假想线（双点划线或细实线）
描绘出零件的轮廓形状。
(帮助了解成品零件的形状和便于锻后 检查余量)
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5.42.自4自由由锻锻件工变艺规形程工的艺制过定程的确定
（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
3．钢锭规格的选择
• 头道工序为镦粗
为避免弯曲，高径比应小于2.5，为便于下料，高径 比应大于1.25:
可得
D0 = (0.8～1.0) a0 = (0.75～0.9)
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5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.2确定坯料质量和尺寸
2．坯料尺寸的计算
•头道工序为拔长:
原坯料直径应按锻件最大截面积F锻, 并考虑锻比KL和修整量
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5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.2确定坯料质量和尺寸
2．坯料尺寸的计算
• 头道工序为镦粗
为避免弯曲，高径比应小于2.5，为便于下料，高径 比应大于1.25:
可得
D0 = (0.8～1.0) a0 = (0.75～0.9)
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5.43.4自.2由确定工坯艺料过质程量规和程尺的寸制定
1．加工余量 当锻造不能达到零件的尺寸精度和粗 糙度要求时，零件表面需增加一层供切削加工用的金 属，称为机械加工余量，简称余量。
零件的公称尺寸＋余量后的尺寸＝锻件公称尺寸
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54..34自.1锻由件工图艺的过制程定与规绘程制的制定
2．余块 为了简化锻件的外形或锻造工艺的需要， 通常需要添加金属。这种加添的金属部分叫做余块。
计算钢锭质量： 2）根据锻件类型，参照资料选取
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5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.3. 制定变形工艺和确定锻造比
1.制定变形工艺：包括必须的变形工序、工序的顺序、计算坯 料尺寸等
确定工序毛坯尺寸时应注意的问题：
1) 坯料各工序的变形尺寸必须符合变形工艺规则。 2)必须保持锻件各部分有足够的体积，锻件最后需要精整时， 应留有充足的修整量。 3)在多火次锻打较大锻件时，应考虑中间各火次加热的可能 性。 4)有些长轴类锻件的轴向尺寸要求精确，且因锻件太长不能 镦粗(例如曲轴等)，必须预计到锻件在精修时轴向会略有伸 长。
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5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.3. 选择锻造设备
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5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.5. 选择锻造设备
填写工艺过程规程制定的所有内容，包括： 下料方法 工序 加热设备、加热及冷却规范 锻造设备 锻件锻后处理等
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5.4 制定自由锻工艺过程规程举例
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百度文库
5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.3. 选择锻造设备
液压机产生静压力使金属坯料变形。 由于静压力作用时间长，容易达到较 大的锻透深度，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。 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。但设 备庞大、造价高。
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4.4.3. 选择锻造设备
（1)在水压机上锻造
最大变形力 平均单位压力p根据不同情况分别计算
1）圆形截面锻件镦粗
当
时，
当
时，
D、H分别是锻造终了锻件的直径和高度， 在相应变 形温度和速度下的真实流动应力
摩擦系数，热锻时取0.3-0.5，无润滑取0.5
4.4.1锻件图的制定与绘制
3.锻件公差
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5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.2确定坯料质量和尺寸
1．坯料重量的计算 坯料的重量包括锻件重量和损耗重量：
式中 G锻 ─ 锻件重量(kg)，依公称尺寸确定； ─ 钢的加热烧损率（见表）；
G芯 ─ 冲孔芯料损失，取决于冲孔方式； G切 ─ 拔长后切除料头的损失，取决于切除部位的尺寸；
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4.4.3. 选择锻造设备
2）长方形截面锻件镦粗
L、B、H分别为坯料的长、宽、高 3）矩形截面在平砧间拔长
l是送尽量，h是坯料截面高度
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4.4.3. 选择锻造设备
4）圆截面坯料在圆弧砧上拔长
l是送尽量，d是坯料直径 （2）在锻锤上锻造。根据锻件的变形功来计算设备的打击能量 或吨位
1．设计、绘制锻件图
图5.10 齿轮零件图
图5.11齿轮锻件图
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5.4 制定自由锻工艺过程规程举例
2．确定变形工序及工序尺寸
图5-12 齿轮锻造工艺过程示意图
1-下料 2-镦粗 3-垫环局部镦粗 4-冲孔 5-冲子扩孔 6-修整
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5.4 制定自由锻工艺过程规程举例
5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.3. 制定变形工艺和确定锻造比
➢ 用钢材锻造，因其一般经过大变形的锻轧，组 织性能均得到改善，一般不须考虑锻造比。
➢ 钢锭的锻造必须考虑锻造比。一般要求锻造比 取2-4。
➢ 重要锻件：采用镦粗拔长联合工艺，锻比要求 高达6～8。
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5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.3. 制定变形工艺和确定锻造比
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 最大截面
辊身
锻造比 2.0~2.5 2.5~3.0 2.5~3.0
锻件名称
锤头
水轮机主 轴
水轮机立 柱
计算部位 最大截面
轴身 最大截面
锻造比 ≥2.5 ≥2.5 ≥3.0
冷轧辊 辊 身 3.5~5.0 模 块 最大截面 ≥3.0
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5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.3. 制定变形工艺和确定锻造比
2.锻比大小 •反映了锻造对锻件组织和力学性能的影响 •表示锻件在锻造成形时变形程度 •是保证锻件品质的一个重要指标
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5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.3. 制定变形工艺和确定锻造比
第5章自由锻工艺过程
简化后的锻件形状，会增加金 属的消耗和机械加工工时。 是否要加放余块应根据零件的 形状、尺寸和锻造技术水平及 经济效益等具体情况而定。
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5.3 自由工艺过程规程的制定
4.4.1锻件图的制定与绘制
3．锻件公差 由于设备精度或技术差异，锻件实际尺寸达不到公称 尺寸，允许存在一定的误差，即锻件公差。 选择余量和公差可查有关手册或根据工厂的实际情况 来定。