金屬屬性成型工藝.ppt

第三章 自由鍛成形,第一節(jié) 自由鍛的分類 第二節(jié) 自由鍛工藝方法 第三節(jié) 自由鍛件變形方案的確定 第四節(jié) 自由鍛工藝過程的制訂,自由鍛成形：利用簡單的工具如平砧、型砧等，在自由鍛設(shè)備的沖擊或壓力作用下，使加熱好的坯料變形獲得所需幾何形狀及性能的鍛件的方法，稱為自由鍛成形。 適用場合：單件、小批量生產(chǎn)；大型鍛件生產(chǎn)。 優(yōu)點：工藝靈活，適用范圍廣，設(shè)備簡單。 缺點：加工余量大，勞動強度高，工作環(huán)境差。,自由鍛件的分類 自由鍛是通用性很強的工藝方法，它可以鍛造出多種多樣的鍛件，鍛件復(fù)雜程度差別很大，為便于安排生產(chǎn)和制定工藝規(guī)程，應(yīng)按鍛造工藝特點將鍛件分類，即把形狀特征相同，變形過程類似的鍛件歸為一類，按此，自由鍛按工藝特點分為七類：,第一節(jié) 自由鍛件的分類,第類：包括光滑的實心圓柱體和有臺階的實心圓柱體鍛件。這類鍛件包括各種傳動軸、推力軸、機車軸、偏心軸、立柱，其它如螺栓、鉚釘?shù)纫矊儆谶@一類。如圖3-1a。,圖3-1a 自由鍛件分類圖,第類：包括各種實心的矩形斷面鍛件，例如方桿、砧塊、錘頭、模塊、方鐵，各類連桿、搖桿、杠桿等，如圖3-1b。,圖3-1b 自由鍛件分類圖,圖3-1c 自由鍛件分類圖,第類：包括各種曲軸和曲柄軸如圖3-1c。,圖3-1d 自由鍛件分類圖,第類：包括各種帶孔和不帶孔的盤形鍛件，如圓盤、凸緣盤、汽輪機葉輪、齒輪等3-1d。,圖3-1e 自由鍛件分類圖,第類：包括各種空心鍛件，例如圓環(huán)、空心容器、圓筒、炮筒、汽缸、空心軸等。如圖3-1e。,圖3-6 自由鍛件分類圖,第類：包括各種彎曲的鍛件如各種吊鉤、彎桿、鐵錨、船尾架、船架等如圖3-1f。,圖3-7 自由鍛件分類圖,第類：包括其它各種復(fù)雜形狀的鍛件，例如高壓容器的封頭、十字頭、半角、吊環(huán)螺釘?shù)热鐖D3-1g。,第二節(jié) 自由鍛工藝方法,自由鍛造的工藝方法包括基本工序、輔助工序和修整工序?；竟ば蛴戌叴帧伍L、沖孔、擴孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯衣、切割及鍛焊等。輔助工序是配合基本工序使坯料預(yù)先變形的工序，如鋼錠倒棱、分段壓痕、預(yù)壓鉗把等。修整工序安排在基本工序之后，用于修整鍛件的形狀。 因此，自由鍛造的工藝順序為：輔助工序-基本工序-修整工序。,一、鐓粗 鐓粗：使坯料高度減小，橫截面積增大的鍛造工序。 局部鐓粗：在坯料局部進(jìn)行的鐓粗，稱為局部鐓粗。,鐓粗的過程： 1.坯料高度減小的同時，側(cè)面變成鼓形，如圖3-2所示。 2.坯料在鐓粗過程中，分為三個變性區(qū)，如圖3-3所示。 第變形區(qū)：受三個方向的壓應(yīng)力。 第變形區(qū)：受三個方向的壓應(yīng)力。 第變形區(qū)：受兩個方向壓應(yīng)力及一個方向拉應(yīng)力。 原因：坯料與上、下砧子接觸的部分降溫快，變形抗力大；坯料上、下端面在徑向方向變形時與砧面存在摩擦。以上原因?qū)е屡髁仙稀⑾露嗣孀冃尉徛?3.第變形區(qū)拉應(yīng)力的負(fù)面影響：材料塑性差時，側(cè)面容易出現(xiàn)裂紋。,4.高徑比：坯料高度H與直徑D之比。 （1）H/D3時，坯料鐓粗后容易出現(xiàn)雙鼓形。其原因在于，打擊能量首先被坯料上、下兩端金屬吸收，上、下兩端變形大，中間變形小。 （2）H/D3時，坯料容易產(chǎn)生縱向彎曲。 （3）通常， H/D=0.82.0。 5.適用場合：鍛造盤餅類鍛件；沖孔前增加截面積；平整鍛件；提高鍛造比；提高力學(xué)性能，減小力學(xué)性能的方向性。 6.鍛造比：拔長或墩村前后鍛件的截面比或高度比。若經(jīng)過多次鍛造，則總鍛造比為多次鍛造比之和。 0-代表鍛造前參數(shù)，1-代表鍛造后參數(shù)。,二、拔長 拔長：使坯料橫截面積減小而使長度增減的鍛造工序，稱為拔長。 拔長按照坯料截面形狀不同分為矩形斷面拔長、圓形斷面拔長和心軸拔長三種。 拔長工藝參數(shù)：送進(jìn)量和壓下量。 拔長主要問題：生產(chǎn)率和質(zhì)量。,1.矩形截面拔長 （1）相對進(jìn)送量：送進(jìn)長度l與坯料寬度a之比。 （2）絕對進(jìn)送量：送進(jìn)長度l與型砧寬度b之比。 相對進(jìn)送量小，金屬沿著軸向流動多；但是過小時，會增加送進(jìn)次數(shù)。 絕對進(jìn)送量過小時，坯料上部和下部變形大，中間變形小，中間部分受軸向拉應(yīng)力，在拔長錠料或低塑性毛坯時，容易產(chǎn)生橫向裂紋，如圖36、38所示。,絕對送進(jìn)量較大時，拔長高合金鋼材料并在同一部位反復(fù)重?fù)?，?jīng)常由于金屬沿著對角線的激烈相對流動，從而產(chǎn)生對角線裂紋。如圖39、37所示。 經(jīng)驗表明，l/h=0.50.8較為合適。,（3）拔長翻料方法：大坯料，先沿著一面壓一遍；小坯料，可以采用左右90C來回翻料方法即可。 2.圓端面坯料拔長 （1）平砧拔長。容易產(chǎn)生裂紋，如圖311、312、313所示。,（2）型砧拔長，如圖314所示。 （3）芯軸拔長，如圖315所示。,三、沖孔 沖孔：將坯料沖出透孔或不通孔的鍛造工序稱為沖孔。 （1）走樣：沖孔時毛坯高度減小，外徑上小下大，而且上端凹進(jìn)，下端凸出的現(xiàn)象，稱為走樣。 走樣與D/d有關(guān)，比值越小，走樣越明顯，一般取D/d0.3。,（2）裂紋。低塑性材料的內(nèi)孔圓角處和外側(cè)表面容易產(chǎn)生裂紋，如圖3-18所示。該種現(xiàn)象與D/d有關(guān)。一般取D/d2.53。,四、擴孔 擴孔：減小空心坯料壁厚而增加其外徑的鍛造工序，稱為擴孔。 常用的擴孔方法有沖頭擴孔和馬杠擴孔。如圖319,320所示。,五、彎曲 彎曲：將毛坯彎成所規(guī)定的形狀的鍛造工序，稱為彎曲。 彎曲的方法分為角度彎曲和成形彎曲。 多次彎曲時，先從端部以及與直線相連接的部位開始彎曲。然后在彎曲其他部分。,六、扭轉(zhuǎn) 扭轉(zhuǎn)：將坯料的一部分相對另外一部分扭轉(zhuǎn)一定角度的工序稱為扭轉(zhuǎn)。如圖324所示。 七、錯移 錯移：使坯料一部分相對另一部分錯開，但仍然保持軸線平行的工序稱為錯移。如圖325所示。,第三節(jié) 自由鍛件變形方案的確定,1.變形方案要考慮的因素 各基本工序變形和流動的特點 鍛件的基本特點和技術(shù)要求 工人操作經(jīng)驗、生產(chǎn)管理水平、車間設(shè)備條件、工具輔具情況 坯料供應(yīng)狀態(tài)生產(chǎn)批量大小 根據(jù)以上情況全面考慮工藝方案的可能性，鍛造質(zhì)量的可靠性和經(jīng)濟上的合理性。,2.不同形狀鍛件的變形方案的確定 由于長期實踐經(jīng)驗的積累，對某些典型鍛件的成型過程已漸趨一致，或者可能有的幾個方案也大致已定，掌握這些基本知識，結(jié)合實際工作經(jīng)驗就可以掌握任何鍛件變形方案的制定。 、類鍛件的變形工藝：(長軸或方形截面的桿類)主要采用拔長變形工藝，當(dāng)坯料直接拔長不能滿足鍛比要求時，或鍛件要求橫向力學(xué)性能時，則應(yīng)采用鐓粗拔長變形工藝。圖3-26、 3-27為這類件的鍛造過程。,圖3-26 傳動軸的鍛造過程1-下料 2-拔長 3-鐓出法蘭 4-拔出鍛件 要給學(xué)生解釋出為什么不能直接拔長獲得。,圖3-27 搖桿的鍛造過程 1-下料 2-扁方拔長 3-切扣大、小頭 4-大頭沖孔桿部壓槽 5-小頭沖孔切頭,圖在工序2要先夾住一端，將其余部分鍛扁；然后將中間部分翻轉(zhuǎn)拔長；掉頭，將另一端鍛扁，然后模具鍛圓。,第類(曲軸類)鍛件的鍛造變形工藝 ：對于第類鍛件其基本工序有拔長、錯移和扭轉(zhuǎn)。鍛造曲軸時盡可能采用那些不切斷纖維，不使鋼錠中心部的材料露出表面，不扭轉(zhuǎn)或扭轉(zhuǎn)角度不大的方案，當(dāng)批量較大和條件允許時，應(yīng)盡可能采用全纖維鍛造。圖3-28為三拐曲軸的鍛造過程，圖2-1-50是H5型單拐曲軸的全纖維鍛造過程。,圖3-28 三拐曲軸的鍛造過程 1-下料 2-壓槽（卡出段） 3-錯移、壓出拐扁方 4-壓槽（、分段） 5-壓出、拐扁方 6-壓槽（、與曲端分段）7-摔出中間、兩端軸頸 8-扭轉(zhuǎn)，、拐各扭30,W,第類(餅塊類)鍛件的變形方案: 一般均以鐓粗成型。當(dāng)鍛件帶有凸肩時，可以根據(jù)凸肩尺寸，選用墊環(huán)鐓粗或局部鐓粗，如鍛件有孔且可以沖擊時，還需采用沖孔工藝。,圖3-30,第類(空心類)鍛件的變形工藝 :該類鍛件一般均需鐓粗、沖孔。有的稍加修正就可達(dá)到鍛件尺寸，有的需擴大其內(nèi)外徑(圖3-31)，有的還需芯軸拔長(圖3-32)，以增加其長度。,圖3-31,圖3-32,至于采用哪種變形方案，這將取決于鍛件幾何尺寸的相互關(guān)系，空心鍛件主要尺寸是D、d及H，編制工藝時，可根據(jù)尺寸參照圖3-33選擇制定。,圖3-33,第類(彎曲類)鍛件的鍛造方案： 其基本工序是彎曲。彎曲前的制坯工藝一般采用拔長。當(dāng)鍛件有多處彎曲時，其彎曲次序是先彎端部及彎曲部分與直線部分交界處，然后再彎其余的圓弧部分。 為保證尺寸精確，并提高生產(chǎn)率，建議在生產(chǎn)中多采用墊模。,圖3-35 20t吊鉤的鍛造過程 1-下料（105kg），2-用摔子拔桿并調(diào)頭 拔頭部 ，3-彎曲頭部 4-彎曲根部，5-旋轉(zhuǎn)180彎曲根部，6-彎曲端部， 7-彎曲中部 8-直立鐓彎，9-鍛出斜面。,W,圖3-36 卡瓦的鍛造過程 1-下料（120kg） 2-壓槽卡出兩端 3-拔長中間部分 4-彎曲左端圓弧 5-彎曲右端圓弧 6-彎曲中間圓弧,第類(復(fù)雜形狀類)鍛件的變形方案： 該類鍛件的鍛造難度較大，應(yīng)根據(jù)鍛件的形狀特點采用適當(dāng)工序組合鍛造。,第四節(jié) 自由鍛工藝過程的制訂,本節(jié)為本課程第一個重點及難點。 自由鍛工藝過程的內(nèi)容包括 （1）根據(jù)零件圖繪制鍛件圖。 （2）確定坯料重量和尺寸。 （3）確定變形工藝和鍛比。 （4）選擇鍛壓設(shè)備。 （5）確定鍛造溫度范圍、加熱和冷卻規(guī)范。 （6）確定熱處理規(guī)范 （7）填寫工藝卡片等。 在制定自由鍛工藝過程，應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)條件、設(shè)備能力和技術(shù)水平等實際情況，力求經(jīng)濟上合理、技術(shù)上先進(jìn)，以確保正確指導(dǎo)生產(chǎn)。,一、鍛件圖的制定 鍛件圖是編制鍛造工藝、設(shè)計工具、指導(dǎo)生產(chǎn)和驗收鍛件的主要依據(jù)，也是聯(lián)系后續(xù)加工工藝的重要技術(shù)資料，它是根據(jù)零件圖，考慮了加工余量、鍛件公差、鍛造余塊、檢驗試樣及工藝卡頭等繪制而成的。,1.機械加工余量 一般鍛件的尺寸精度和表面光潔度達(dá)不到零件圖的要求。所以鍛件表面上留有供機械加工用的金屬層稱為機械加工余量(簡稱余量) 余量的大小取決于零件的形狀、尺寸和加工精度表面粗糙度要求鍛造加熱質(zhì)量設(shè)備工具精度操作技術(shù)水平等。 零件的公稱尺寸加上余量，即為鍛件公稱尺寸。對于非加工面則無需加放余量。非加工表面，也稱為“黑皮”。,2.鍛造公差 鍛造生產(chǎn)中，由于各種因素的影響，鍛件的實際尺寸達(dá)不到公稱尺寸，允許有一定的誤差，稱為鍛造公差。 鍛件實際尺寸大于其公稱尺寸的部分稱為上偏差(正偏差)，小于其公稱尺寸的部分稱為下偏差(負(fù)偏差)。鍛件無論是否需機械加工的部分都應(yīng)注明鍛造公差，通常鍛造公差為余量的1/31/4。,機械加工余量與鍛造工差的關(guān)系，如圖3-37所示，余量和公差的具體數(shù)值可查閱有關(guān)手冊。,圖3-37 鍛件的各種尺寸和余量公差,3.鍛造余塊 為簡化鍛件外形或鍛造工藝需要，在零件上較小的孔、狹窄的凹擋，直徑差較小而長度不大的臺階(圖3-18)等難于鍛造的地方，都需填滿金屬，這部分金屬叫做鍛造余塊。,4.試樣余塊 除按鍛造工藝要求加放余塊外，對于有特殊要求的鍛件，尚需在適當(dāng)位置添加試樣余塊，如供檢驗內(nèi)部組織和力學(xué)性能試驗用余塊，熱處理或機械加工用夾頭等。 可見，當(dāng)考慮了鍛造成型特點和各種工藝余塊之后，所設(shè)計的鍛件形狀與零件形狀往往不一樣。,圖3-18 鍛件的各種余塊,5.鍛件圖,當(dāng)余量、公差、余塊等確定后，便可繪制鍛件圖。鍛件圖上的鍛件形狀用粗實線描繪，為了便于了解零件形狀和檢查鍛后的實際余量，在鍛件圖內(nèi)用虛線畫出零件簡單形狀，鍛件的尺寸和公差標(biāo)注在尺寸線上面，零件的尺寸加括號，標(biāo)注在尺寸線下面。 如鍛件帶有檢驗試樣，熱處理夾頭時，在鍛件圖上應(yīng)注明其尺寸和位置，在圖上無法表示的某些條件，可以技術(shù)條件方式加以說明。,鍛件的機械加工余量與公差,錘上鋼質(zhì)自由鍛件的機械加工余量與公差 錘上鋼質(zhì)自由鍛件的機械加工余量與公差(GB/T15826.1 1995)適用于含碳量不超過0.9%和其他合 金成分總含量不超過4%的碳素鋼和合金鋼的自由鍛件。示圖見圖3.12。,標(biāo)準(zhǔn)中術(shù)語 余塊：指為簡化鍛件外形及鍛造過程，在鍛件的某些地方加添一些大于機械加工余量的金屬。 法蘭：指在鍛件上長度與直徑比小于0.5倍，且此直徑比其相鄰直徑均大于1.5倍的臺階。 凹檔：指在鍛件上直徑（或非圓形鍛件的截面尺寸）小于其鄰接兩部分直徑（或截面尺寸）的部分。 機械加工余量與公差的等級 等級分為兩個：E級和F級。 F級：用于一般精度鍛件； E級：用于較高精度的鍛件。E級往往需要特殊的工具和增加鍛造費用，因此用于較大批量生產(chǎn)。,自由鍛件的形狀與位置公差無特殊要求時，均不得大于GB/T15826規(guī)定的公差值。 GB/T15826的機械加工余量適合于軋材鍛造的零件。采用鋼錠鍛造時，余量與上偏差（內(nèi)孔和凹檔為下偏差）允許按標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值增加50%。 余量不包括機械加工夾頭、熱處理夾頭、理化檢驗用料及最終熱處理（調(diào)質(zhì)等）要求粗加工的余量。這些余量應(yīng)按需方另外增加。軸類零件（包括光軸、臺階軸和曲軸），鍛件的長度尺寸可以按照3去3入，7退8進(jìn)的原則，將尾數(shù)化整為0或5mm。 鍛件圖的繪制方法 如下圖3-13所示，鍛件的外形用粗實線表示，零件的輪廓線用雙點劃線表示。鍛件的基本尺寸和公差標(biāo)注在尺寸線,上面，零件的尺寸標(biāo)注在尺寸線下面的括號內(nèi)。,薄壁型圓環(huán)件 即零件尺寸符合 時，鍛件的余量和公差按表查出后，按照下列要求適當(dāng)增加： 1.要求F級鍛件精度的零件，按表的余量增值系數(shù)f增加其高度H和內(nèi)徑d的余量，而外徑的余量和公差不增加。 2.要求E級鍛件精度的零件，按表的余量增值系數(shù)f增加其外徑D，高度H和內(nèi)徑d的余量。 3.余量按增值系數(shù)增加后的鍛件尺寸，其公差也要增加，公差的增值系數(shù)均為1.2。 上述尺寸增加的數(shù)值以毫米為單位均按四舍五入化整。,表3-7 錘上鋼質(zhì)盤、柱類自由鍛件機械加工余量與公差（GB/T15826.2-1995）,表3-8 帶孔圓盤類自由鍛件機械加工余量與公差（GB/T15826.3-1995）,例題1如圖所示雙聯(lián)齒輪，批量為10件/月，材料為45鋼，試?yán)L制鍛件圖。 解題：（1）分析圖紙。雙聯(lián)齒輪為全加工，總計7個加工 尺寸。 （2）直徑25mm的孔不能鍛出，需要加余塊；直徑53mm，高度為6mm的凹檔不能鍛出，需要合并在直徑64mm部分，需要加余塊。因此零件圖上有4個尺寸需要配給加工余量：直徑96mm，直徑64mm，高度39mm，高度12mm。 （3）具體配置情況如下。根據(jù)GB/T15826.1-1995之錘上鋼質(zhì)盤、柱類自由鍛件機械加工余量與公差規(guī)定，對于F級鍛件，有： 直徑96mm，高度39mm配給的機械加工余量為62， 62，因此以上尺寸為直徑1032mm，452mm。,12mm高度配給機械加工余量為62，因此該尺寸為182mm。 直徑64mm配給機械加工余量為62，因此該尺寸為直徑722mm。 鍛件圖如圖所示。,例題2如圖所示雙聯(lián)齒輪，試?yán)L制鍛件圖。 與同學(xué)一起做，并糾正 由于標(biāo)準(zhǔn)不同帶來的誤差。,例題3如圖所示為齒輪軸，批量為15件/月，材料為40Cr，試?yán)L制鍛件圖。,解題：（1）分析圖紙。圖紙上共有13個加工尺寸。 （2）直徑35mm與直徑30mm的臺階高度為2.5mm，根據(jù)GB/T15826.7-1995不具備鍛出條件，可以加余塊并入道直徑35mm部分，平臺也不能鍛出。直徑70mm與左側(cè)直徑35mm臺階高度為17.5mm，臺階長度20mm，也不符合鍛出條件，可以合并到直徑70mm直徑一體，但是如果現(xiàn)場條件具備，也可以鍛出。直徑70mm與右側(cè)直徑35mm部分可以鍛出（最小鍛出條件為70mm）。因此，零件圖上有5個尺寸需要配給機械加工余量：直徑70mm，直徑35mm，臺階長度20mm，20mm，總長160mm。 （3）具體配置情況如下。根據(jù)GB/T15826.1-1995之錘上鋼質(zhì)臺階軸類自由鍛件機械加工余量與公差規(guī)定，對于F級鍛件，有：,總長160mm配給93，總長為1786mm。 直徑70mm配給93，為793mm；直徑70mm臺階長度為20mm，配給93，為386mm； 直徑35mm兩處均配給93，為443mm；兩處臺階的長度，左側(cè)不變，右側(cè)服從總長度。 鍛件圖如下圖所示。,w,W,w,w,w,w,w,w,w,w,w,w,w,w,w,w,1.坯料重量的計算 坯料重量m坯(Kg)應(yīng)包括鍛件重量和各種損耗重量 m坯=(m鍛+m芯+m切) (1+%) 或者： m坯= (1+K)m鍛 K值：實心圓盤類：2%3%；階梯軸：8%10%；空心類：10%12%。,自由鍛用原材料有兩種,鋼材、鋼坯多用于中小型鍛件 鋼錠主要用于大中型鍛件。,二、確定坯料重量和尺寸,G鍛鍛件重量，由鍛件公稱尺寸計算而得 G芯沖孔芯料損失，取決于沖孔方式，沖孔直徑和坯料高度（H0）具體計算為：,實心沖孔m芯（1.181.57）d2H0 空心沖孔m芯（4.324.71）d2H0 墊環(huán)沖孔G芯6.16 d2H0,m切鍛件拔長端部由于不平整而應(yīng)切除料頭的重量（Kg）它與鍛件拔長后的直徑（D）或截面寬度（B），高度（H）有關(guān)，計算公式為：,圓形件m切（1.651.8）D3 矩形件m切（2.22.36）B2H,采用鋼錠鍛造時，為保證鍛件重量，還應(yīng)考慮必須切除的鋼錠冒口和錠底的重量。,表3-1 采用不同加熱方法時鋼的一次燒損率,例題4計算例題1的雙聯(lián)齒輪坯料重量。 解題：m鍛=2.02628Kg m坯=（1+3%）m鍛=2.087Kg 例題5計算例題3中齒輪軸坯料重量,2.坯料尺寸的計算,坯料尺寸的確定與所用工序有關(guān)，當(dāng)采用不同的鍛造工序時，計算坯料尺寸的方法也不同，由于已知G坯，則V坯=G坯/ （1）當(dāng)頭道工序為鐓粗時，為避免彎曲，坯料的高徑比應(yīng)小于2.5，為便于下料，高徑比應(yīng)大于1.25， 1.25(H0/D0) 2.5 根據(jù)以上條件便可計算出坯料直徑D0=(0.81.0) 或邊長 a0=(0.750.9),（2）當(dāng)頭道工序為拔長時，原坯料直徑應(yīng)按鍛件最大面積S鍛，并考慮鍛比KL和修整量等要求來確定，從滿足鍛比的角度出發(fā)： S坯=D02/4=KLS鍛 由此推出D0=1.13 初步算出坯料直徑(或邊長)后，按國標(biāo)選擇直徑(或邊長)再計算坯料高度： 圓坯料:H0=V坯/( ) 方坯料:H0=V坯/a02,例題6計算例題4中雙聯(lián)齒輪的坯料尺寸。 解題：V坯=m坯/=2.087/0.0078(cm3)=267.56(cm3) 第一道工序為鐓粗 D0=6.4cm 初步選取直徑為65mm的圓棒料。 根據(jù)公式（3-7）計算得到 H0=8.067cm=80.67mm 例題7計算例題5中齒輪軸的坯料尺寸。,選擇鋼錠方法有兩種： 第一種：首先求出各種金屬損耗，求出鋼錠利用率 =1-（冒口+錠底+燒損 ） 100% 冒口：為被切出冒口的重量占鋼錠重量的百分?jǐn)?shù)。 錠底：為被切錠底的重量占鋼錠重量的百分?jǐn)?shù)。 碳素鋼冒口切除18%25%，錠底切除57% 合金鋼冒口切除2530%，錠底切除710% 燒損加熱燒損率,3.鋼錠規(guī)格的選擇,計算鋼錠重量 G錠= G鍛鍛件重量 G損：除冒口、錠底及燒損外的損耗重量。 根據(jù)鋼錠的計算重量，參照有關(guān)鋼錠的規(guī)格表，選取重量相等或稍大的鋼錠規(guī)格即可。,第二種方法： 根據(jù)鍛件類型，參照經(jīng)驗資料先定出概略的鋼錠利用率，再求得鋼錠的計算重量G錠G鍛/，再從鋼錠規(guī)格表中選取。,變形工藝的內(nèi)容包括：確保鍛件成型必需的工序；決定工序順序；設(shè)計工藝尺寸等。 1.變形工序及工序順序： 根據(jù)鍛件形狀，尺寸和技術(shù)要求，并考慮具體生產(chǎn)條件而定，具體方法如上節(jié)。,三、確定變形工藝和鍛造比,2.工序尺寸設(shè)計： 是與工序、工序順序選擇同時進(jìn)行的，在確定工序尺寸時應(yīng)注意下列各點。 （1）工序尺寸必須符合工藝特點； （2）必須保持各部分有足夠的體積。根據(jù)各工序變形特點下料。如沖孔時坯料高度略有減少，擴孔時坯料高度略有增加，下料時按正公差下料 （3）多火次鍛打大件時必須注意中間各火次加熱的可能性。 （4）有些長軸類鍛件的軸向尺寸要求精確，且沿軸向又不能鐓粗(例如曲軸)必須預(yù)計到軸向在修整時會略有伸長。,3.鍛造比KL KL是表示鍛造變形程度的方法，是衡量鍛件質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。 拔長時 KL=S0/S=D02/D12 鐓粗時 KL=H0/H1 如果采用兩次鐓粗、拔長或兩次鐓粗間有拔長時，按總鍛造比等于兩次分鍛造比之和計算。 KL總=KL1+ KL2,鍛造比,反映了鍛造對鍛件組織和力學(xué)性能的影響。KL大則內(nèi)部孔隙焊合，鑄態(tài)樹枝晶被打碎，縱向的橫向的力學(xué)性能均得到明顯提高。,但當(dāng)KL超過一定值時，形成纖維組織，橫向力學(xué)性能急劇下降，導(dǎo)致鍛件各向異性。,鍛件,用鋼材鍛制 (萊氏體鋼鍛件除外),鋼錠鍛制(包括有色金屬鑄錠),一般不需考慮鍛造比 (由于鋼材已經(jīng)過了大變形的鍛或軋),必須考慮鍛造比,表2-1-3典型鍛件鍛造比,表2-1-3典型鍛件鍛造比,表3-2典型鍛件鍛造比,例題8計算例題6中的鍛造比并制訂鍛造工藝。 解題：KL=H0/H1=80.67/45=1.792 鍛造比不符合表3-2的規(guī)定，應(yīng)該重新選擇坯料尺寸。 取KL=2.5，則 H0=KL*H1=112.5mm 由此計算得到 D0=5.5cm=55mm 鍛造工藝見下頁。,我,例題9計算例題7中的鍛造比并確定鍛造工藝。,鐓粗時鍛件與工具的接觸面積相對于其它變形工序要大得多，而很多鍛造過程與鐓粗有關(guān)，因此常以鐓粗力大小來選擇設(shè)備。,過小則鍛件內(nèi)部鍛不透，且生產(chǎn)效率低。 過大工作速度低，同樣也影響生產(chǎn)效率和鍛件成本。,四、確定鍛造設(shè)備噸位,自由鍛常用設(shè)備,鍛錘 水壓機,特點：無過載損壞問題,設(shè)備噸位選擇,自由鍛設(shè)備噸位選擇的主要依據(jù),變形溫度、 鍛件材質(zhì)、 變形面積,鍛件大小 變形工序性質(zhì)（變形面積）,確定設(shè)備噸位的方法：理論計算法和經(jīng)驗類比法 。,1.理論計算法 (1)水壓機鍛造時，由于壓力變化平穩(wěn)，可根據(jù)鍛件成型必需的最大變形力來選擇設(shè)備噸位。 最大變形力 F=pA A：鍛件與工具的接觸面在水平方向上的投影面積。 p：鍛件與工具接觸面上單位流動壓力(即平均單位壓力) 其中p可根據(jù)不同情況計算。,a) 圓形鍛件鐓粗：當(dāng)H/D0.5時，p=S(1+ ) 當(dāng)H/D0.5時，p=S(1+ ）,b)方形件鐓粗 p=1.15S1+ L、B、H為鍛件長、寬、高,D、H分別為鍛造終了鍛件的直徑和高度 S流動應(yīng)力，是金屬在相應(yīng)變形溫度、速度下的真應(yīng)力。 摩擦系數(shù)，熱鍛時取0.30.5,無潤滑一般取0.5,c) 矩形坯料平砧拔長 p=1.15S1+ l送進(jìn)量；h鍛件高度 d)圓形坯料在圓弧砧上拔長時 p=S（1+ ） d:鍛件直徑,(2)用鍛錘錘造，由于其打擊力是不定的，所以應(yīng)根據(jù)鍛件所需變形功來選擇設(shè)備的打擊能量噸位。 a）圓柱體鍛件鐓粗變形功： WSV D0、H0坯料直徑和高度；D、H鍛件直徑和高度； V鍛件體積。 b） 長板形鍛件鐓粗變形功為： WSV b0、H0坯料寬度和高度；b、H鐓粗后寬度和高度。,c