锻压工艺规范

1.3 墩粗工序的操作要点和规则

墩粗是使坯料高度减小而横截面积增大的锻造工序。它主要用于锻造齿轮坯、凸缘和圆盘等类锻件，也作为提高拔长锻造比和冲孔前的预备工序。操作中应注意:

1)坯料在墩粗前应加热到材料所允许的最高加热温度，并进行适当的保温，以便坯料内外温度均匀一致，降低其变形抗力，防止墩粗时坯料中心出现偏移，造成钢锭偏析区移向一边，从而使墩件质量变坏。

2)合金钢和重量大于8~12t的碳素钢钢锭，墩粗前必须倒棱，以锻合其皮下缺陷，使墩粗表面不致产生裂纹，同时去除钢锭棱边和锥度，可保证锭身平直，避免不均匀性墩粗。

3)为了防止坯料墩粗时产生纵向弯曲，坯料墩粗前的高度H与直径D 之比不应超过3，最好将H/D控制在2~2.5之间。对于正六面体锻坯的墩粗，其高度和最小基边之比应小于3.5~4。

4)檄粗前的坯料两端面必须平整，且应与坯料的轴心线垂直。在坯料的侧表面上，不应有凹坑、划痕和裂纹等缺陷，以防在墩粗过程中进一步扩大。

5)钢坯墩粗时，为了防止出现墩粗裂纹和不均匀变形，应不断地绕着坯料的轴心线转动，每次墩粗的压下量不应超过该材料所允许的极限值。墩后再拔时其高度应满足拔长要求。

6)锤上墩粗时，坯料的高度应与锤头的行程空间尺寸相适应，即应使

H－h0＞0.25H

式中H—锤头的最大行程(mm)；

h0——坯料的原始高度(mm)。

7)水压机上墩粗时，其锭身高度、上墩粗板高度和下墩粗盘高度之和，应小于水压机的最大净空距,即应使

H n≥H u＋H i＋H b＋（100~200）

式中H n——水压机的最大净空距(mm)；

H u——上墩粗板高度(mm)；

H i——锭身高度(mm))；

H b——下墩粗盘高度(mm)。

8)为了使墩粗坯料组织均匀和不出现过大的侧面鼓肚，应视情况采取相应的改善措施，这些可行的措施有：

①预热墩粗工具，以防坯料过快冷却。一般均应预热到200—300℃。

②对于低塑性材料的墩粗，应在上、下端面使用玻璃粉、玻璃棉和石墨粉等润滑剂，以提高变形均匀性。

③采用图3.3-l5a所示的预制凹形坯料，借助其产生的径向压应力防止侧表面产生纵向开裂。

④在墩粗坯料的上、下端面增设高温金属软垫如图3.3-l6所示。由于软垫采用低碳钢制造，而且加热不低于坯料墩粗温度，所以完全隔绝了墩粗工具的冷却作用，大大改善变形过程，明显减小鼓肚。

⑤为防止高速钢坯料墩粗时出现鼓肚和纵向裂纹，可采用如图3.3-17所示的铆墩，即先使坯料两端产生局部变形而使侧面出现内凹，然后再墩粗，使内凹消失。如果坯料较大，也可先用赶铁将坯料侧表面赶成图3.3-18所示的形状。

⑥对于扁平的圆盘锻件，可采用叠墩，即两件重叠檄粗，形成由两件共同形成的自然鼓肚，然后将两件分别翻转180°后再重叠墩粗，可使侧面鼓形消除。

⑦墩粗低塑性高合金钢时，还可以采用在套环内墩祖的办法，即在坯料外套上一个碳钢外圈，一起加热变形，冷却后再将外圈加工掉。

9)为了节约金属消耗和机加工工时，墩粗坯料上出现的鼓肚应及时进行滚边修整。只有锻件尺寸符合下述条件时，才可省去修整，即:

H f ≤I50mm时，D f / H f ≥3.5

H f ＞l50mm时，D f / H f ≥4.5

式中H f——圆盘类锻件高度(mm)；

H f——圆盘类锻件直径(mm)。

1.4 冲孔工序的操作要点和规则

冲孔是利用冲头在墩粗后的坯料上冲出通孔或不通孔的锻造工序。操作中应注意:

1)采用实心冲头双面冲孔的条件是:

D0 / d1≥2.5~3, H0 ≤D0

式中D0————冲孔前的坯料直径;

H0 ——冲孔前的坯料高度;

d1——冲孔直径。

且第一次的冲孔深度应为坯料高度的2/3~3/4；如D0 / H0＞8，则常采用实心冲头单面冲孔(漏孔)；当在水压机上锻造孔径d1＞400mm的饼形锻件时，常应采用空心冲头冲孔。

2)实心冲头双面冲孔时，往往会出现如图3.3-19所示的坯料变形现象。即冲头下面的金属被挤向四周，坯料高度减小，直径增大，上端面凹入，下端面凸起。变形程度的大小与D0、H0 和d1等尺寸有关，D0 / d1愈小，则变形程度愈严重，坯料外层金属的切向拉伸变形也越大，最终导致裂纹。所以，应控制D0 / d1≥2.5~3。如果D0 / d1＜2.5时，即冲孔直径较大时，一般应先冲一小孔，然后再进行扩孔，以获得要求的孔径。

由于坯料端面不平或冲孔高度H。过高，很容易将孔冲偏，一旦冲偏，冲头很易卡在坯料里，造成冲头退火和变形，所以一般应控制H0 ≤D0,在个别情况下采用H0 /D0≤1.5。

如冲孔后的锻件不再拔长，考虑到冲孔时坯料高度要减小，冲孔前的坯料高度H0应按下式计算:

当D0 / d1＜5时, H0 =（1.1~1.2）H

当D0 / d1≥5时，H0=H

式中H——冲孔后要求的坯料高度。

3)冲孔的坯料应加热均匀，冲孔前必须墩粗，使端面平整。

4)为防止冲头飞出伤人和影响冲孔质量，冲孔前应仔细检查冲头，要求无裂纹、端面平整，且与中心线垂直。

5)认真找准中心，防止冲偏。

6)从钢锭冒口端取材的锻件冲孔时，应将冒口端朝下，以利锻件质量。

1.5扩孔工序的操作要点和规则

扩孔是减小空心坯料壁厚而增大其内、外径的锻造工序。常用于锻制

环类锻件，操作中应注意:

1）采用冲头扩孔时，为避免出现图3.3-20所示的坯料翻边现象，应注意控制锻件各几何尺寸之间的关系。只有满足D/d＞1.7和H＞0.125D 的条件，才能采用冲头扩孔。式中D是锻件外径，d是锻件内径，H是锻件高度。

2）由于冲子扩孔时坯料切向受拉应力，容易胀裂，应控制每次的扩孔量不能太大；冲孔后只能直接扩孔1~2次，需多次扩孔时，应进行中间加热，每中间加热一次，允许扩孔2~3次。表3.3-4所列是每次允许的扩孔量A。

3)由于冲头扩孔时，总是在坯料薄弱处首先变形，所以如果控制不当，很可能弓起锻件壁厚不均。操作中应注意针对性地采取某些相应措施，如局部蘸水冷却等。

4)冲头扩孔前的坯料高度H、要考虑到扩孔时的变矮现象和扩孔后的端面平整需要，一般应比锻件高度稍高些，大约控制H1==1.05H.

5)采用芯棒(马杠)扩孔时，扩孔前坯料的孔径D0应大于芯棒直径d1，如图3.3-21所示。扩孔前的坯料孔不可偏心，万一出现偏心，应及时予以修正。

6)为保证扩孔后锻件的壁厚均匀，扩孔过程中坯料应均匀转动，压下量也应均匀一致。

7)为了保证芯棒扩孔时芯棒的强度和刚度，也为了保证扩孔锻件内表面的平整，要注意控制马架间的距离不应过大；随着孔径的增大，还应及时更换较大直径的芯棒。在锤上扩孔时，其允许的最小芯棒直径如表3.3-5所列。在水压机上扩孔时，其最小芯棒直径可据图3.3-22选取。

表3.3-5锤上芯棒扩孔用最小芯棒

(材料40Cr)直径