自由锻和模锻

1、3.2自由锻是利用冲击力或压力，使金属塑性形变上下砧铁元素之间，获得所需形状、尺寸和内部质量锻件的加工方法。 自由锻造时，除了与上下砧铁元素接触的金属部分受到约束外，金属材料可向其他任何方向自由变形流动，不受外部限制，无法精确控制变形的进展。 自由锻造分类：手动锻造：手动锻造只能生产小型锻造品，生产率低。 机械锻造：机械锻造是自由锻造的主要方法。 自由锻：优点：手工工具简单，通用性强，生产准备周期短。 自由锻造产品的质量范围从一千克克起在二、三百吨以下，对于大型锻件，自由锻造是唯一的加工方法，它在重型机械制造中起着特别重要的作用。 如水轮机主轴、多转曲轴、大型连杆、重要的齿轮等零配件在工作中受

2、到很大的载荷，要求高力学性能，常采用自由锻造方法生产面团儿，缺点：由于自由锻造件的形状和尺寸主要由人工操作控制，锻件精度低，加工质量大，劳动强度大应用：自由锻主要应用于单品、小批量生产、维修以及大型锻件的生产与全新产品试制等。 1 .自由锻造工序自由锻造工序可以分为基本工序、辅助工序和精加工工序(修整工序)。 基本工序包括镦粗、冲孔长度、打孔机孔、冲孔、弯曲、扭转、偏移等。 辅助工序是为了使基本工序的操作变得容易而进行的预变形工序，例如夹持、肩部等。 修整工序是为了减少锻造品的表面缺陷而进行的工序，例如校正、滚动圆、平坦等。 基本工序1 )镦粗定义：通过外力减小原材料的高度，增大横截面积的工序

3、称为镦粗。 应用：镦粗主要用于锻造齿轮、耳朵皮等盘类零配件的镦粗作用：1.镦粗时，坯芯部承受三向压缩应力，表层是双向压缩应力的单向式抗拉应力，压缩应力数多，能提高坯材的塑性，近期提高后续拉伸工艺的锻造比2 . 3 .镦粗可以增大面团儿横截面积的平平整整端面。 注意事项：1.安装时，面团儿过长要不得。 高度和直径之比必须小于2.5。 不会发生弯曲、细腰、按穿山鼠等现象。 2 .面团儿的镦粗部分必须均匀加热以防止变形不均。 镦粗弯曲腰鼓形(细腰)、分类：整体镦粗和局部镦粗，基本工序2 )拔长定义：拔长是减少原材料的横截面积，增加长度的锻造工序，如图所示。 应用：用于轴类、杆类锻件的成形，也常用于改

4、善锻件内部的质量。 拔长是使原材料从与轴线垂直的方向阶段性地压缩变形，锻造品的成形最花费工时的锻造工序。 使用拔长、v型砧拔长圆钢坯，注意事项：关于圆钢坯，一般锻造成方形后拔长，最后锻造成所希望的形状，或者使用v型砧拔长，如图所示，在锻造中使钢坯绕轴线反转。 3 )打孔机孔的定义：用打孔机从通孔或通孔中拔出素材的锻造方法称为打孔机孔。 应用：打孔机孔主要用于锻造空心锻件，如齿轮损坏、圆环、套管等。 方法：用于生产的打环方法有实心环(参照图319 )、空心环(参照图320 )、填充环打孔机环(参照图321 ) 3种。图319实体打孔机、图320实体打孔机、图321焊盘打孔机、注意事项：1.对于直

5、径小于25mm的孔，一般不锻造，用钻头加工。 2 .在薄材料上打孔时，可以用打孔机一次性打孔。 3 .如果材料很厚的话，在材料的一边深入到孔的深度23深度之后，拔出打孔机，翻转工件，从里面插入，可以防止孔的周围出现毛刺。 4 .洞不能太深。 与材料相比，孔也不能太大。 实心打孔机的两面冲切的话，圆柱形素材发生变形。应变程度与冲裁前坯料直径D0、高度H0、孔径d1等有关。 D0/d1越小，变形越严重，另外冲裁高度过大时，容易冲裁孔，因此冲裁所使用的坯料直径D0与孔径d1之比(D0/d1)必须大于2.5，坯料高度必须小于坯料直径。 (a )薄材料打孔机b )厚材料打孔机1打孔机2材料3焊盘4芯材，

6、打孔机过程，4 )为了减小扩孔中空材料的壁厚而增加内径的锻造工序称为扩孔。 一般的扩孔方法有打孔机扩孔(参照图322 )和芯轴扩孔(参照图323 )，后者被轴承行业广泛采用。 图322打孔机孔扩张，图323芯轴孔扩张，5 )弯曲定义：将原材料弯曲成一定角度和形状的锻造工序称为弯曲。 优点：弯曲成形时不会切断金属纤维状组织，提高锻件的质量。 用途：弯曲多用于锻造钩状体、夹板、锚固件螺栓等弯曲类零件。 6 )扭转定义：将原材料的一部分相对于另一部分绕共同轴线旋转一定角度的锻造方法称为扭转。 用途：扭转用于曲轴锻造、锻件矫正等。 (7)即使偏离原材料的一部分从其他的一部分偏离一定距离，也是指保持轴线

7、平行的锻造方法偏离。 例如，锻造双曲轴或多角曲轴部件等。 (8)切割：分割原材料的工序。 用于切除下料和锻造品的垫材。 (2)为了使辅助工序基本工序的操作变得容易而进行的预变形工序称为辅助工序(夹持、肩切、钢锭倒角等)。钢锭倒角：轻轻锻压钢锭的边缘去除角的工序、(3)修整工序为了减少锻造品的表面缺陷而进行的工序(校正、滚动圆、平坦等)。 3.3模型锻造，定义：将空白对照放入型腔内，施加冲击力或压力使空白对照塑性形变而得到锻件的成形过程。 在变形过程中，由于模孔对金属原材料的流动的限制，在锻造结束时能够得到与模孔的形状相符的模具锻造品。 模型锻造时的原材料是整体塑性成形原材料的三方受压。 模型锻

8、造与自由锻造相比，具有(1)生产效率高的特点。 在模锻时，由于金属的变形在模孔内进行，因此能够快速得到所希望的形状。 (2)能够锻造复杂形状的锻件，使金属流线分布更合理，能提高零配件寿命。 (3)模锻件尺寸准确，表面质量好，加工质量小。 (4)节约金属材料，减少切削加工工时。 在批次一盏茶的条件下，可以降低零配件成本。 (5)模锻操作简单，劳动强度低。 (6)使用的模具价格昂贵，模具材料通常为5CrNiMo和5CrMnMo等模具钢，而且模具加工困难，制造周期长，因此模具锻造适合大量生产，生产批次越大，成本越低。 (7)需要能力大的专用设备。 模锻整体变形，金属流动时与模具之间产生大的摩擦力，所以所需的设备吨数大。 目前由于设备能力的限制，模锻只适用于中小型锻件的大批量生产。 锻件的质量是0.5150kg公斤。 应用：模具锻造广泛应用于飞机、火车机车、汽车