锻造工艺设计 锻件及冲压件结构工艺性分析
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2.7.1 自由锻工艺设计
1. 绘制锻件图
1) 锻件敷料：是为了简化锻件形状，便于锻造而加上去的一
部分附加金属。当零件上带有较小的凹槽、台阶、凸肩、法兰和孔 时，皆需增加敷料。
敷料
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
1. 绘制锻件图
1) 锻件敷料：是为了简化锻件形状，便于锻造而加上去的一
异、锻压设备工具的精度和操作技术水平的差异等，使得锻件实际尺寸 不可能达到公称尺寸，允许其有一定的误差，称为锻件公差。
φ 120±3 （φ 110） φ 142±2 （φ 130） φ 230±4 （φ 190）
280±2 （240）
350±12 （310） 760±12 （680）
典型锻件图
2.7 锻造工艺设计
3.确定锻造工序
6)弯曲类件:拔长、弯曲
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
4. 选择锻造设备
自由锻常用设备为锻锤和水压机两种。这些设备虽无过载损 坏问题，但若设备吨位选得过小，则锻件内部锻不透，且生产率 低，反之，若设备吨位选得过大，不仅浪费动力，还会因为设备 工作速度低而影响生产效率和增加生产成本。
部分附加金属。当零件上带有较小的凹槽、台阶、凸肩、法兰和孔 时，皆需增加敷料。
试样
热处理夹头 试样
带热处理夹头和试样的轴类件
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
1. 绘制锻件图
2)机械加工余量：一般自由锻件的尺寸精度和表面质量都较
差，达不到零件图的要求，在锻件的加工表面应增加供切削加工用 的余量，称之为锻件机械加工余量，简称锻件余量。 材料，形状， 尺寸，批量大小
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
自由锻工艺规程的内容：
根据零件图绘制锻件图 确定坯料的质量和尺寸 确定锻造工序 选择锻压设备 确定锻造温度范围、加热冷却规范 填写工艺卡片
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
1. 绘制锻件图--以零件图为基础
2.7 锻造工艺设计
锻件所需变形工序及工序顺序应根据锻件形状、尺寸和 技术要求，并考虑具体生产条件等而确定。
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
3. 确定锻造工序
1)盘类件:镦粗、冲孔 2)轴类件:拔长、切肩、锻台阶 3)筒类件:镦粗、冲孔、心轴上拔长 4)环类件:镦粗、冲孔、心轴上扩孔 5)曲轴类件:拔长、错移、锻台阶、扭转 6)弯曲类件:拔长、弯曲
锻造温度范围是指始锻温度和终锻温度之间的温度范围。 金属在锻造前的加热是为了提高金属的塑性，降低变形抗力， 减小锻造设备的吨位。
锻造温度范围应在保证不出现过热和过烧的前提下尽量提 高始锻温度，使材料具有良好的塑性和较低的变形抗力，以减 少锻造火次，提高生产效率。
锻件余量
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
1. 绘制锻件图
敷料
余量
敷料
余量
(a) 带键槽轴类件
试样
(b) 带孔小孔盘类件
热处理夹头 试样
(c) 带热处理夹头和试样的轴类件 锻件各种敷料和加工余量
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
1. 绘制锻件图
3)锻件公差:在锻造过程中，由于各种因素的影响，如终锻温度的差
<0.5
1.5~2.0
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
2. 毛坯质量和尺寸的计算
2）毛坯尺寸：
V坯 m坯 /
1.25 H 0 2.5 D0
计算圆形截面毛坯直径（或方形截面边长）的公式：
D0 (0.8 ~ 1.0)3 V坯 a0 (0.75 ~ 0.9)3 V坯
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
3. 确定锻造工序
2) 轴类件:拔长（或镦粗及拔长）、切肩、锻台阶
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
3. 确定锻造工序
2)轴类件:拔长（或镦粗及拔长）、切肩、锻台阶
下料
拔长
镦台阶
拔长
传动轴的锻造过程
3. 确定锻造工序
2)轴类件:拔长、切肩、锻台阶
2.7.1 自由锻工艺设计
2. 毛坯质量和尺寸的计算
1）质量：m坯料 ( m锻件 m芯料 m料头 ) (1 )
加热方式
室式烧炉 油炉 煤气炉 电阻炉
接触感应电加热
烧损率δ（％）
首次
以后各次
2.5~4
1.5~2.0
2~3
1.5~2.0
1.5~2.5 1.5~2.0
1~1.5
1.5~2.0
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
3. 确定锻造工序
1)盘类件:镦粗（或拔长及镦粗）、冲孔
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
3. 确定锻造工序
1)盘类件:镦粗（或拔长及镦粗） 、冲孔
下料wk.baidu.com
镦粗
镦挤台阶
冲孔
滚圆
平整
齿轮坯的锻造过程
3. 确定锻造工序
1)盘类件:镦粗（或拔长及镦粗）、冲孔
4)环类件:镦粗、冲孔、芯轴上扩孔
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
3.确定锻造工序
4)环类件:镦粗、冲孔、芯轴上扩孔
下料
镦粗
冲孔
心轴扩孔
圆环的锻造过程
平整端面
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
3.确定锻造工序
5)曲轴类件:拔长、错移、锻台阶、扭转
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
H0
V坯
/( 4
D0' 2
)
H 0 V坯 / a0' 2
当头道工序为拔长时，坯料截面积的 A大坯 小应保证能够得到所要求 的锻造比 A坯 YA，锻通常原毛坯直径按下式计算：
D0 1.13 YA锻
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
3. 确定锻造工序
锻造工序的内容包括：变形工序的选择、决定工序顺序、 设计工序尺寸等。
锻造设备的选择主要与变形面积、锻件材质和变形温度等因 素有关。在自由锻中，变形面积由锻件大小和变形工序性质来确 定。由于镦粗时锻件与工具的接触面积相对于其它变形工序要大 得多，而很多锻造过程又均与镦粗有关，因此常以镦粗力的大小 来选择设备。
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
5. 确定温度范围
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
3. 确定锻造工序
3)筒类件:镦粗、冲孔、芯轴上拔长
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
3.确定锻造工序
3)筒类件:镦粗、冲孔、芯轴上拔长
下料
镦粗
冲孔
心轴拔长
锻件
圆筒的锻造过程
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
3.确定锻造工序
1. 绘制锻件图
1) 锻件敷料：是为了简化锻件形状，便于锻造而加上去的一
部分附加金属。当零件上带有较小的凹槽、台阶、凸肩、法兰和孔 时，皆需增加敷料。
敷料
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
1. 绘制锻件图
1) 锻件敷料：是为了简化锻件形状，便于锻造而加上去的一
异、锻压设备工具的精度和操作技术水平的差异等，使得锻件实际尺寸 不可能达到公称尺寸，允许其有一定的误差，称为锻件公差。
φ 120±3 （φ 110） φ 142±2 （φ 130） φ 230±4 （φ 190）
280±2 （240）
350±12 （310） 760±12 （680）
典型锻件图
2.7 锻造工艺设计
3.确定锻造工序
6)弯曲类件:拔长、弯曲
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
4. 选择锻造设备
自由锻常用设备为锻锤和水压机两种。这些设备虽无过载损 坏问题，但若设备吨位选得过小，则锻件内部锻不透，且生产率 低，反之，若设备吨位选得过大，不仅浪费动力，还会因为设备 工作速度低而影响生产效率和增加生产成本。
部分附加金属。当零件上带有较小的凹槽、台阶、凸肩、法兰和孔 时，皆需增加敷料。
试样
热处理夹头 试样
带热处理夹头和试样的轴类件
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
1. 绘制锻件图
2)机械加工余量：一般自由锻件的尺寸精度和表面质量都较
差，达不到零件图的要求，在锻件的加工表面应增加供切削加工用 的余量，称之为锻件机械加工余量，简称锻件余量。 材料，形状， 尺寸，批量大小
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
自由锻工艺规程的内容：
根据零件图绘制锻件图 确定坯料的质量和尺寸 确定锻造工序 选择锻压设备 确定锻造温度范围、加热冷却规范 填写工艺卡片
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
1. 绘制锻件图--以零件图为基础
2.7 锻造工艺设计
锻件所需变形工序及工序顺序应根据锻件形状、尺寸和 技术要求，并考虑具体生产条件等而确定。
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
3. 确定锻造工序
1)盘类件:镦粗、冲孔 2)轴类件:拔长、切肩、锻台阶 3)筒类件:镦粗、冲孔、心轴上拔长 4)环类件:镦粗、冲孔、心轴上扩孔 5)曲轴类件:拔长、错移、锻台阶、扭转 6)弯曲类件:拔长、弯曲
锻造温度范围是指始锻温度和终锻温度之间的温度范围。 金属在锻造前的加热是为了提高金属的塑性，降低变形抗力， 减小锻造设备的吨位。
锻造温度范围应在保证不出现过热和过烧的前提下尽量提 高始锻温度，使材料具有良好的塑性和较低的变形抗力，以减 少锻造火次，提高生产效率。
锻件余量
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
1. 绘制锻件图
敷料
余量
敷料
余量
(a) 带键槽轴类件
试样
(b) 带孔小孔盘类件
热处理夹头 试样
(c) 带热处理夹头和试样的轴类件 锻件各种敷料和加工余量
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
1. 绘制锻件图
3)锻件公差:在锻造过程中，由于各种因素的影响，如终锻温度的差
<0.5
1.5~2.0
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
2. 毛坯质量和尺寸的计算
2）毛坯尺寸：
V坯 m坯 /
1.25 H 0 2.5 D0
计算圆形截面毛坯直径（或方形截面边长）的公式：
D0 (0.8 ~ 1.0)3 V坯 a0 (0.75 ~ 0.9)3 V坯
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
3. 确定锻造工序
2) 轴类件:拔长（或镦粗及拔长）、切肩、锻台阶
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
3. 确定锻造工序
2)轴类件:拔长（或镦粗及拔长）、切肩、锻台阶
下料
拔长
镦台阶
拔长
传动轴的锻造过程
3. 确定锻造工序
2)轴类件:拔长、切肩、锻台阶
2.7.1 自由锻工艺设计
2. 毛坯质量和尺寸的计算
1）质量：m坯料 ( m锻件 m芯料 m料头 ) (1 )
加热方式
室式烧炉 油炉 煤气炉 电阻炉
接触感应电加热
烧损率δ（％）
首次
以后各次
2.5~4
1.5~2.0
2~3
1.5~2.0
1.5~2.5 1.5~2.0
1~1.5
1.5~2.0
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
3. 确定锻造工序
1)盘类件:镦粗（或拔长及镦粗）、冲孔
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
3. 确定锻造工序
1)盘类件:镦粗（或拔长及镦粗） 、冲孔
下料wk.baidu.com
镦粗
镦挤台阶
冲孔
滚圆
平整
齿轮坯的锻造过程
3. 确定锻造工序
1)盘类件:镦粗（或拔长及镦粗）、冲孔
4)环类件:镦粗、冲孔、芯轴上扩孔
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
3.确定锻造工序
4)环类件:镦粗、冲孔、芯轴上扩孔
下料
镦粗
冲孔
心轴扩孔
圆环的锻造过程
平整端面
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
3.确定锻造工序
5)曲轴类件:拔长、错移、锻台阶、扭转
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
H0
V坯
/( 4
D0' 2
)
H 0 V坯 / a0' 2
当头道工序为拔长时，坯料截面积的 A大坯 小应保证能够得到所要求 的锻造比 A坯 YA，锻通常原毛坯直径按下式计算：
D0 1.13 YA锻
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
3. 确定锻造工序
锻造工序的内容包括：变形工序的选择、决定工序顺序、 设计工序尺寸等。
锻造设备的选择主要与变形面积、锻件材质和变形温度等因 素有关。在自由锻中，变形面积由锻件大小和变形工序性质来确 定。由于镦粗时锻件与工具的接触面积相对于其它变形工序要大 得多，而很多锻造过程又均与镦粗有关，因此常以镦粗力的大小 来选择设备。
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
5. 确定温度范围
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
3. 确定锻造工序
3)筒类件:镦粗、冲孔、芯轴上拔长
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
3.确定锻造工序
3)筒类件:镦粗、冲孔、芯轴上拔长
下料
镦粗
冲孔
心轴拔长
锻件
圆筒的锻造过程
2.7 锻造工艺设计
2.7.1 自由锻工艺设计
3.确定锻造工序