锻造成形-自由锻(32)课件

第八章塑性加工第八章塑性加工

第一节

锻造

利用冲击力或压力使金属在抵铁间或锻模中变形，从而获得所需形状和尺寸的锻件，这类工艺方法称为锻造。锻造是金属零件的重要成型方法之一，它能保证金属零件具有较好的力学性能，以满足使用要求。第一节锻造利用冲击力或压力使自由锻:手工自由锻锤上自由锻水压机上自由锻普通模锻:

锤上模锻摩擦压力机上模锻热模锻压力机上模锻平锻机上模锻水压机上模锻特种模锻:冷锻及温锻液态模锻精密模锻:精密模锻胎模锻:锤上胎模锻水压机上胎模锻回转成形:辊锻楔横轧径向锻造辗环摆动辗压自由锻:手工自由锻普通模锻:锤上模锻摩擦压锻造成形-自由锻(32)课件自由锻是利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁之间产生变形，从而获得所需形状及尺寸的锻件。分为手工自由锻和机器自由锻。自由锻生产所用工具简单，具有较大的通用性，因而它的应用范围较为广泛。可锻造的锻件质量由不及1kg到300t。自由锻所用设备根据它对坯料施加外力的性质不同，分为锻锤和液压机两大类。锻锤是依靠产生的冲击力使金属坯料变形，但由于能力有限，故只用来锻造中、小型锻件。§8.1.1

自由锻自由锻生产所用工具简单，具有较大的通用性，因特点：工具简单；锻件质量范围广：自由锻是大型锻件唯一的加工方法。锻件力学性能好；锻件精度低加工余量大；劳动强度大生产率低特点：一、自由锻设备锻锤压力机一、自由锻设备锻锤压力机锻锤锻锤是利用锤击的动能转化为金属的变形功进行锻造的，其吨位以落下部分的重量来表示。砧座的重量为落下部分的10－15倍。生产中常用的锻锤有空气锤和蒸汽－空气锤。

空气锤的吨位小，一般为40kg一750kg。故只用来锻造小型件。蒸汽—空气锤的吨位稍大,一般为0.5t一10t。需用一套蒸汽锅炉或空气压缩机等辅助设备，较空气锤复杂，适合于锻造重量小于1500kR的中型或较大型的锻件。锻锤锻锤是利用锤击的动能转化为金属的变形功锻锤－空气锤锻锤－空气锤蒸汽－空气锤

蒸汽－空气锤

蒸汽－空气锤

蒸汽－空气锤

压力机压力机压下速度较慢，以无冲击的静压力作用于坯料，故不需笨重的砧座。其吨位用产生的最大压力来表示。工作时震动和噪声小，由于静压力作用时间长，再结晶时间充分，易于将坯料锻透。故整个金属断面的组织均匀，致密，锻件的力学性能高。目前在大型锻件的生产中，越来越广泛地采用水压机进行锻造，尤其是巨型锻件，水压机是唯一的锻造设备。水压机的压力为5MN一125MN(500t一12500t)．可以锻造的锻件重量达1t一300t。压力机压力机压下速度较慢，以无冲击的静压水压机

水压机

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自由锻件的成形特点是：坯料在平砧上面或工具之间经逐步的局部变形而完成。由于工具与坯料部分接触，故所需设备功率比生产同尺寸锻件的模锻设备要小得多。所以自由锻适用于锻造大型锻件。如万吨模锻水压机只能模锻几百公斤重的锻件，而万吨自由锻水压机却可锻造重达百吨以上的大型锻件。自由锻件的成形特点是：坯料在平砧上面二、自由锻工序

自由锻的工序可分为基本工序（镦粗拔长冲孔）、辅助工序和精整工序三大类。

（1）基本工序它是使金属坯料实现主要的变形要求，达到或基本达到锻件所需形状和尺寸的工序。主要有以下几个：二、自由锻工序自由锻的工序可分为基本工序（镦

镦粗是使坯料高度减小、横截面积增大的工序。它是自由锻生产中最常用的工序，适用于饼块、盘套类锻件的生产。

拔长是使坯料横截面积减小、长度增大的工序。它适用于轴类、杆类锻件的生产。为达到规定的锻造比和改变金属内部组织结构，锻制以钢锭为坯料的锻件时，拔长经常与镦粗交替反复使用。

冲孔是使坯料具有通孔或盲孔的工序。对环类件，冲孔后还应进行扩孔工作。

扩孔渐小空心坯料壁厚而使其外径和内径均增大的锻造工序称为扩孔。镦粗是使坯料高度减小、横截面积增大

扭转是使坯料的一部分相对于另一部分绕其轴线旋转一定角度的工序。

错移是使坯料的一部分相对于另一部分平移错开的工序，是生产曲拐或曲轴类锻件所必须的工序。

切割是分割坯料或去除锻件余量的工序。

弯曲

是使坯料轴线产生一定曲率的工序。扭转是使坯料的一部分相对于另一部分绕（3）精整工序它是在完成基本工序之后，用以提高锻件尺寸及位置精度的工序。（2）辅助工序是指进行基本工序之前的预变形工序。如压钳口、倒棱、压肩等。（3）精整工序它是在完成基本工序之后，三、自由锻工艺规程的制定绘制自由锻件图敷料锻件余量锻件公差计算坯料质量与尺寸选择锻造工序选择锻造设备确定锻造温度范围填写工艺卡片三、自由锻工艺规程的制定绘制自由锻件图

敷料是为了简化锻件形状、便于锻造而增添的金属部分。由于自由锻只适宜于锻制形状简单的锻件，故对零件上一些较小的凹挡、台阶、凸肩、小孔、斜面和锥面等都应进行适当的简化，以减少锻造的困难，提高生产率。敷料是为了简化锻件形状、便于锻造而增添的金属

加工余量由于自由锻件的尺寸精度低、表面品质较差，需要再切削，所以应在零件的加工表面增加供切削加工用的金属部分，称为加工余量。

锻件公差是锻件名义尺寸的允许变动量。因为锻造操作中掌握尺寸有一定困难，外加金属的氧化和收缩等原因，使锻件的实际尺寸总有一定的误差。自由锻件的公差一般为±1～±2mm。自由锻件机加工余量和自由锻件公差的具体数值还可查锻造手册。

加工余量由于自由锻件的尺寸精度低、表面坯料质量及尺寸的计算

坯料质量可按下式计算：

G坯料=G锻件+G烧损+G料头

在坯料质量求出后，则需计算坯料的尺寸。选择锻造工序坯料质量及尺寸的计算

坯料质量可按下式计算：

G四、自由锻件结构的工艺性设计锻造成形的零件时，除应满足使用性能要求外，还必须考虑锻造工艺的特点，即锻造成形的零件结构要具有良好的工艺性。这样可使锻造成形方便，节约金属，保证质量和提高生产率。四、自由锻件结构的工艺性设计锻造成形的零件时

(1)自由锻件应避免锥体、曲线或曲面交接以及椭圆形、工字形截面等结构。因为锻造这些结构须制备专用工具，锻件成形也比较困难，使锻造过程复杂，操作极不方便。

(1)自由锻件应避免锥体、曲线或曲面交接以及椭锻造成形-自由锻(32)课件锻造成形-自由锻(32)课件

(2)自由锻件应避免加强筋、凸台等结构。因为这些结构难以用自由锻获得。若采用特殊工具或技术措施来生产，必将增加成本，降低生产率。

(2)自由锻件应避免加强筋、凸台等结构。因为这些结构难以

(3)当锻件的横截面有急剧变化或形状较复杂时，可采用特别的技术措施或工具；或者将其设计成几个简单件构成的组合件，锻造后再用焊接或机械连接方法将其连成整体件。(3)当锻件的横截面有急剧变化或形状较复杂时，可采用特别锻造成形-自由锻(32)课件锻造比

锻造比(简称锻比)是表示锻件变形程度的一种方法，也是保证锻件质量的一个重要指标。通常用变形前后的截面比、长度比或高度比表示。锻比的大小能反映锻造对锻件组织和力学性能的影响。一般规律是，随着锻比增大，由于内部孔隙的焊合，铸态树枝晶被打碎，锻件的纵向和横向力学性能均得到明显提高；当锻比超过一定数值时，由于形成纤维组织，其垂直方向(横向)的力学性能(塑性、韧性)急剧下降，导致锻件出现各向异性。因此，在制订锻造工艺规程时，应合理地选择锻比。

锻造比锻造比(简称锻比)是表示锻件变形程度锻造比用钢材锻制锻件(莱氏体钢锻件除外)，由于钢材经过了大变形的锻或轧．其组织与性能均已得到改善，一舶毋须考虑锻比。用钢锭(包括有色金属铸锭)锻制大型锻件时，就必须考虑锻比。锻造比用钢材锻制锻件(莱氏体钢锻件除外)，由第八章塑性加工第八章塑性加工

第一节

锻造

利用冲击力或压力使金属在抵铁间或锻模中变形，从而获得所需形状和尺寸的锻件，这类工艺方法称为锻造。锻造是金属零件的重要成型方法之一，它能保证金属零件具有较好的力学性能，以满足使用要求。第一节锻造利用冲击力或压力使自由锻:手工自由锻锤上自由锻水压机上自由锻普通模锻:

锤上模锻摩擦压力机上模锻热模锻压力机上模锻平锻机上模锻水压机上模锻特种模锻:冷锻及温锻液态模锻精密模锻:精密模锻胎模锻:锤上胎模锻水压机上胎模锻回转成形:辊锻楔横轧径向锻造辗环摆动辗压自由锻:手工自由锻普通模锻:锤上模锻摩擦压锻造成形-自由锻(32)课件自由锻是利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁之间产生变形，从而获得所需形状及尺寸的锻件。分为手工自由锻和机器自由锻。自由锻生产所用工具简单，具有较大的通用性，因而它的应用范围较为广泛。可锻造的锻件质量由不及1kg到300t。自由锻所用设备根据它对坯料施加外力的性质不同，分为锻锤和液压机两大类。锻锤是依靠产生的冲击力使金属坯料变形，但由于能力有限，故只用来锻造中、小型锻件。§8.1.1

自由锻自由锻生产所用工具简单，具有较大的通用性，因特点：工具简单；锻件质量范围广：自由锻是大型锻件唯一的加工方法。锻件力学性能好；锻件精度低加工余量大；劳动强度大生产率低特点：一、自由锻设备锻锤压力机一、自由锻设备锻锤压力机锻锤锻锤是利用锤击的动能转化为金属的变形功进行锻造的，其吨位以落下部分的重量来表示。砧座的重量为落下部分的10－15倍。生产中常用的锻锤有空气锤和蒸汽－空气锤。

空气锤的吨位小，一般为40kg一750kg。故只用来锻造小型件。蒸汽—空气锤的吨位稍大,一般为0.5t一10t。需用一套蒸汽锅炉或空气压缩机等辅助设备，较空气锤复杂，适合于锻造重量小于1500kR的中型或较大型的锻件。锻锤锻锤是利用锤击的动能转化为金属的变形功锻锤－空气锤锻锤－空气锤蒸汽－空气锤

蒸汽－空气锤

蒸汽－空气锤

蒸汽－空气锤

压力机压力机压下速度较慢，以无冲击的静压力作用于坯料，故不需笨重的砧座。其吨位用产生的最大压力来表示。工作时震动和噪声小，由于静压力作用时间长，再结晶时间充分，易于将坯料锻透。故整个金属断面的组织均匀，致密，锻件的力学性能高。目前在大型锻件的生产中，越来越广泛地采用水压机进行锻造，尤其是巨型锻件，水压机是唯一的锻造设备。水压机的压力为5MN一125MN(500t一12500t)．可以锻造的锻件重量达1t一300t。压力机压力机压下速度较慢，以无冲击的静压水压机

水压机

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自由锻件的成形特点是：坯料在平砧上面或工具之间经逐步的局部变形而完成。由于工具与坯料部分接触，故所需设备功率比生产同尺寸锻件的模锻设备要小得多。所以自由锻适用于锻造大型锻件。如万吨模锻水压机只能模锻几百公斤重的锻件，而万吨自由锻水压机却可锻造重达百吨以上的大型锻件。自由锻件的成形特点是：坯料在平砧上面二、自由锻工序

自由锻的工序可分为基本工序（镦粗拔长冲孔）、辅助工序和精整工序三大类。

（1）基本工序它是使金属坯料实现主要的变形要求，达到或基本达到锻件所需形状和尺寸的工序。主要有以下几个：二、自由锻工序自由锻的工序可分为基本工序（镦

镦粗是使坯料高度减小、横截面积增大的工序。它是自由锻生产中最常用的工序，适用于饼块、盘套类锻件的生产。

拔长是使坯料横截面积减小、长度增大的工序。它适用于轴类、杆类锻件的生产。为达到规定的锻造比和改变金属内部组织结构，锻制以钢锭为坯料的锻件时，拔长经常与镦粗交替反复使用。

冲孔是使坯料具有通孔或盲孔的工序。对环类件，冲孔后还应进行扩孔工作。

扩孔渐小空心坯料壁厚而使其外径和内径均增大的锻造工序称为扩孔。镦粗是使坯料高度减小、横截面积增大

扭转是使坯料的一部分相对于另一部分绕其轴线旋转一定角度的工序。

错移是使坯料的一部分相对于另一部分平移错开的工序，是生产曲拐或曲轴类锻件所必须的工序。

切割是分割坯料或去除锻件余量的工序。

弯曲

是使坯料轴线产生一定曲率的工序。扭转是使坯料的一部分相对于另一部分绕（3）精整工序它是在完成基本工序之后，用以提高锻件尺寸及位置精度的工序。（2）辅助工序是指进行基本工序之前的预变形工序。如压钳口、倒棱、压肩等。（3）精整工序它是在完成基本工序之后，三、自由锻工艺规程的制定绘制自由锻件图敷料锻件余量锻件公差计算坯料质量与尺寸选择锻造工序选择锻造设备确定锻造温度范围填写工艺卡片三、自由锻工艺规程的制定绘制自由锻件图

敷料是为了简化锻件形状、便于锻造而增添的金属部分。由于自由锻只适宜于锻制形状简单的锻件，故对零件上一些较小的凹挡、台阶、凸肩、小孔、斜面和锥面等都应进行适当的简化，以减少锻造的困难，提高生产率。敷料是为了简化锻件形状、便于锻造而增添的金属

加工余量由于自由锻件的尺寸精度低、表面品质较差，需要再切削，所以应在零件的加工表面增加供切削加工用的金属部分，称为加工余量。

锻件公差是锻件名义尺寸的允许变动量。因为锻造操作中掌握尺寸有一定困难，外加金属的氧化和收缩等原因，使锻件的实际尺寸总有一定的误差。自由锻件的公差一般为±1～±2mm。自由锻件机加工余量和自由锻件公差的具体数值还可查锻造手册。

加工余量由于自由锻件的尺寸精度低、表面坯料质量及尺寸的计算

坯料质量可按下式计算：

G坯料=G锻件+G烧损+G料头

在坯料质量求出后，则需计算坯料的尺寸。选择锻造工序坯料质量及尺寸的计算

坯料质量可按下式计算：

G四、自由锻件结构的工艺性设计锻造成形的零件时，除应满足使用性能要求外，还必须考虑锻造工艺的特点，即锻造成形的零件结构要具有良好的工艺性。这样可使锻造成形方便，节约金属，保证质量和提高生产率。四、自由锻件结构的工艺性