鍛造成形-自由鍛(32)課件

第八章塑性加工第八章塑性加工

第一節(jié)

鍛造

利用沖擊力或壓力使金屬在抵鐵間或鍛模中變形，從而獲得所需形狀和尺寸的鍛件，這類工藝方法稱為鍛造。鍛造是金屬零件的重要成型方法之一，它能保證金屬零件具有較好的力學(xué)性能，以滿足使用要求。第一節(jié)鍛造利用沖擊力或壓力使自由鍛:手工自由鍛錘上自由鍛水壓機(jī)上自由鍛普通模鍛:

錘上模鍛摩擦壓力機(jī)上模鍛熱模鍛壓力機(jī)上模鍛平鍛機(jī)上模鍛水壓機(jī)上模鍛特種模鍛:冷鍛及溫鍛液態(tài)模鍛精密模鍛:精密模鍛胎模鍛:錘上胎模鍛水壓機(jī)上胎模鍛回轉(zhuǎn)成形:輥鍛楔橫軋徑向鍛造輾環(huán)擺動(dòng)輾壓自由鍛:手工自由鍛普通模鍛:錘上模鍛摩擦壓鍛造成形-自由鍛(32)課件自由鍛是利用沖擊力或壓力使金屬在上下兩個(gè)抵鐵之間產(chǎn)生變形，從而獲得所需形狀及尺寸的鍛件。分為手工自由鍛和機(jī)器自由鍛。自由鍛生產(chǎn)所用工具簡單，具有較大的通用性，因而它的應(yīng)用范圍較為廣泛?？慑懺斓腻懠|(zhì)量由不及1kg到300t。自由鍛所用設(shè)備根據(jù)它對(duì)坯料施加外力的性質(zhì)不同，分為鍛錘和液壓機(jī)兩大類。鍛錘是依靠產(chǎn)生的沖擊力使金屬坯料變形，但由于能力有限，故只用來鍛造中、小型鍛件。§8.1.1

自由鍛自由鍛生產(chǎn)所用工具簡單，具有較大的通用性，因特點(diǎn)：工具簡單；鍛件質(zhì)量范圍廣：自由鍛是大型鍛件唯一的加工方法。鍛件力學(xué)性能好；鍛件精度低加工余量大；勞動(dòng)強(qiáng)度大生產(chǎn)率低特點(diǎn)：一、自由鍛設(shè)備鍛錘壓力機(jī)一、自由鍛設(shè)備鍛錘壓力機(jī)鍛錘鍛錘是利用錘擊的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為金屬的變形功進(jìn)行鍛造的，其噸位以落下部分的重量來表示。砧座的重量為落下部分的10－15倍。生產(chǎn)中常用的鍛錘有空氣錘和蒸汽－空氣錘。

空氣錘的噸位小，一般為40kg一750kg。故只用來鍛造小型件。蒸汽—空氣錘的噸位稍大,一般為0.5t一10t。需用一套蒸汽鍋爐或空氣壓縮機(jī)等輔助設(shè)備，較空氣錘復(fù)雜，適合于鍛造重量小于1500kR的中型或較大型的鍛件。鍛錘鍛錘是利用錘擊的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為金屬的變形功鍛錘－空氣錘鍛錘－空氣錘蒸汽－空氣錘

蒸汽－空氣錘

蒸汽－空氣錘

蒸汽－空氣錘

壓力機(jī)壓力機(jī)壓下速度較慢，以無沖擊的靜壓力作用于坯料，故不需笨重的砧座。其噸位用產(chǎn)生的最大壓力來表示。工作時(shí)震動(dòng)和噪聲小，由于靜壓力作用時(shí)間長，再結(jié)晶時(shí)間充分，易于將坯料鍛透。故整個(gè)金屬斷面的組織均勻，致密，鍛件的力學(xué)性能高。目前在大型鍛件的生產(chǎn)中，越來越廣泛地采用水壓機(jī)進(jìn)行鍛造，尤其是巨型鍛件，水壓機(jī)是唯一的鍛造設(shè)備。水壓機(jī)的壓力為5MN一125MN(500t一12500t)．可以鍛造的鍛件重量達(dá)1t一300t。壓力機(jī)壓力機(jī)壓下速度較慢，以無沖擊的靜壓水壓機(jī)

水壓機(jī)

鍛造成形-自由鍛(32)課件

自由鍛件的成形特點(diǎn)是：坯料在平砧上面或工具之間經(jīng)逐步的局部變形而完成。由于工具與坯料部分接觸，故所需設(shè)備功率比生產(chǎn)同尺寸鍛件的模鍛設(shè)備要小得多。所以自由鍛適用于鍛造大型鍛件。如萬噸模鍛水壓機(jī)只能模鍛幾百公斤重的鍛件，而萬噸自由鍛水壓機(jī)卻可鍛造重達(dá)百噸以上的大型鍛件。自由鍛件的成形特點(diǎn)是：坯料在平砧上面二、自由鍛工序

自由鍛的工序可分為基本工序（鐓粗拔長沖孔）、輔助工序和精整工序三大類。

（1）基本工序它是使金屬坯料實(shí)現(xiàn)主要的變形要求，達(dá)到或基本達(dá)到鍛件所需形狀和尺寸的工序。主要有以下幾個(gè)：二、自由鍛工序自由鍛的工序可分為基本工序（鐓

鐓粗是使坯料高度減小、橫截面積增大的工序。它是自由鍛生產(chǎn)中最常用的工序，適用于餅塊、盤套類鍛件的生產(chǎn)。

拔長是使坯料橫截面積減小、長度增大的工序。它適用于軸類、桿類鍛件的生產(chǎn)。為達(dá)到規(guī)定的鍛造比和改變金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，鍛制以鋼錠為坯料的鍛件時(shí)，拔長經(jīng)常與鐓粗交替反復(fù)使用。

沖孔是使坯料具有通孔或盲孔的工序。對(duì)環(huán)類件，沖孔后還應(yīng)進(jìn)行擴(kuò)孔工作。

擴(kuò)孔漸小空心坯料壁厚而使其外徑和內(nèi)徑均增大的鍛造工序稱為擴(kuò)孔。鐓粗是使坯料高度減小、橫截面積增大

扭轉(zhuǎn)是使坯料的一部分相對(duì)于另一部分繞其軸線旋轉(zhuǎn)一定角度的工序。

錯(cuò)移是使坯料的一部分相對(duì)于另一部分平移錯(cuò)開的工序，是生產(chǎn)曲拐或曲軸類鍛件所必須的工序。

切割是分割坯料或去除鍛件余量的工序。

彎曲

是使坯料軸線產(chǎn)生一定曲率的工序。扭轉(zhuǎn)是使坯料的一部分相對(duì)于另一部分繞（3）精整工序它是在完成基本工序之后，用以提高鍛件尺寸及位置精度的工序。（2）輔助工序是指進(jìn)行基本工序之前的預(yù)變形工序。如壓鉗口、倒棱、壓肩等。（3）精整工序它是在完成基本工序之后，三、自由鍛工藝規(guī)程的制定繪制自由鍛件圖敷料鍛件余量鍛件公差計(jì)算坯料質(zhì)量與尺寸選擇鍛造工序選擇鍛造設(shè)備確定鍛造溫度范圍填寫工藝卡片三、自由鍛工藝規(guī)程的制定繪制自由鍛件圖

敷料是為了簡化鍛件形狀、便于鍛造而增添的金屬部分。由于自由鍛只適宜于鍛制形狀簡單的鍛件，故對(duì)零件上一些較小的凹擋、臺(tái)階、凸肩、小孔、斜面和錐面等都應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕?，以減少鍛造的困難，提高生產(chǎn)率。敷料是為了簡化鍛件形狀、便于鍛造而增添的金屬

加工余量由于自由鍛件的尺寸精度低、表面品質(zhì)較差，需要再切削，所以應(yīng)在零件的加工表面增加供切削加工用的金屬部分，稱為加工余量。

鍛件公差是鍛件名義尺寸的允許變動(dòng)量。因?yàn)殄懺觳僮髦姓莆粘叽缬幸欢ɡщy，外加金屬的氧化和收縮等原因，使鍛件的實(shí)際尺寸總有一定的誤差。自由鍛件的公差一般為±1～±2mm。自由鍛件機(jī)加工余量和自由鍛件公差的具體數(shù)值還可查鍛造手冊(cè)。

加工余量由于自由鍛件的尺寸精度低、表面坯料質(zhì)量及尺寸的計(jì)算

坯料質(zhì)量可按下式計(jì)算：

G坯料=G鍛件+G燒損+G料頭

在坯料質(zhì)量求出后，則需計(jì)算坯料的尺寸。選擇鍛造工序坯料質(zhì)量及尺寸的計(jì)算

坯料質(zhì)量可按下式計(jì)算：

G四、自由鍛件結(jié)構(gòu)的工藝性設(shè)計(jì)鍛造成形的零件時(shí)，除應(yīng)滿足使用性能要求外，還必須考慮鍛造工藝的特點(diǎn)，即鍛造成形的零件結(jié)構(gòu)要具有良好的工藝性。這樣可使鍛造成形方便，節(jié)約金屬，保證質(zhì)量和提高生產(chǎn)率。四、自由鍛件結(jié)構(gòu)的工藝性設(shè)計(jì)鍛造成形的零件時(shí)

(1)自由鍛件應(yīng)避免錐體、曲線或曲面交接以及橢圓形、工字形截面等結(jié)構(gòu)。因?yàn)殄懺爝@些結(jié)構(gòu)須制備專用工具，鍛件成形也比較困難，使鍛造過程復(fù)雜，操作極不方便。

(1)自由鍛件應(yīng)避免錐體、曲線或曲面交接以及橢鍛造成形-自由鍛(32)課件鍛造成形-自由鍛(32)課件

(2)自由鍛件應(yīng)避免加強(qiáng)筋、凸臺(tái)等結(jié)構(gòu)。因?yàn)檫@些結(jié)構(gòu)難以用自由鍛獲得。若采用特殊工具或技術(shù)措施來生產(chǎn)，必將增加成本，降低生產(chǎn)率。

(2)自由鍛件應(yīng)避免加強(qiáng)筋、凸臺(tái)等結(jié)構(gòu)。因?yàn)檫@些結(jié)構(gòu)難以

(3)當(dāng)鍛件的橫截面有急劇變化或形狀較復(fù)雜時(shí)，可采用特別的技術(shù)措施或工具；或者將其設(shè)計(jì)成幾個(gè)簡單件構(gòu)成的組合件，鍛造后再用焊接或機(jī)械連接方法將其連成整體件。(3)當(dāng)鍛件的橫截面有急劇變化或形狀較復(fù)雜時(shí)，可采用特別鍛造成形-自由鍛(32)課件鍛造比

鍛造比(簡稱鍛比)是表示鍛件變形程度的一種方法，也是保證鍛件質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。通常用變形前后的截面比、長度比或高度比表示。鍛比的大小能反映鍛造對(duì)鍛件組織和力學(xué)性能的影響。一般規(guī)律是，隨著鍛比增大，由于內(nèi)部孔隙的焊合，鑄態(tài)樹枝晶被打碎，鍛件的縱向和橫向力學(xué)性能均得到明顯提高；當(dāng)鍛比超過一定數(shù)值時(shí)，由于形成纖維組織，其垂直方向(橫向)的力學(xué)性能(塑性、韌性)急劇下降，導(dǎo)致鍛件出現(xiàn)各向異性。因此，在制訂鍛造工藝規(guī)程時(shí)，應(yīng)合理地選擇鍛比。

鍛造比鍛造比(簡稱鍛比)是表示鍛件變形程度鍛造比用鋼材鍛制鍛件(萊氏體鋼鍛件除外)，由于鋼材經(jīng)過了大變形的鍛或軋．其組織與性能均已得到改善，一舶毋須考慮鍛比。用鋼錠(包括有色金屬鑄錠)鍛制大型鍛件時(shí)，就必須考慮鍛比。鍛造比用鋼材鍛制鍛件(萊氏體鋼鍛件除外)，由第八章塑性加工第八章塑性加工

第一節(jié)

鍛造

利用沖擊力或壓力使金屬在抵鐵間或鍛模中變形，從而獲得所需形狀和尺寸的鍛件，這類工藝方法稱為鍛造。鍛造是金屬零件的重要成型方法之一，它能保證金屬零件具有較好的力學(xué)性能，以滿足使用要求。第一節(jié)鍛造利用沖擊力或壓力使自由鍛:手工自由鍛錘上自由鍛水壓機(jī)上自由鍛普通模鍛:

錘上模鍛摩擦壓力機(jī)上模鍛熱模鍛壓力機(jī)上模鍛平鍛機(jī)上模鍛水壓機(jī)上模鍛特種模鍛:冷鍛及溫鍛液態(tài)模鍛精密模鍛:精密模鍛胎模鍛:錘上胎模鍛水壓機(jī)上胎模鍛回轉(zhuǎn)成形:輥鍛楔橫軋徑向鍛造輾環(huán)擺動(dòng)輾壓自由鍛:手工自由鍛普通模鍛:錘上模鍛摩擦壓鍛造成形-自由鍛(32)課件自由鍛是利用沖擊力或壓力使金屬在上下兩個(gè)抵鐵之間產(chǎn)生變形，從而獲得所需形狀及尺寸的鍛件。分為手工自由鍛和機(jī)器自由鍛。自由鍛生產(chǎn)所用工具簡單，具有較大的通用性，因而它的應(yīng)用范圍較為廣泛。可鍛造的鍛件質(zhì)量由不及1kg到300t。自由鍛所用設(shè)備根據(jù)它對(duì)坯料施加外力的性質(zhì)不同，分為鍛錘和液壓機(jī)兩大類。鍛錘是依靠產(chǎn)生的沖擊力使金屬坯料變形，但由于能力有限，故只用來鍛造中、小型鍛件?！?.1.1

自由鍛自由鍛生產(chǎn)所用工具簡單，具有較大的通用性，因特點(diǎn)：工具簡單；鍛件質(zhì)量范圍廣：自由鍛是大型鍛件唯一的加工方法。鍛件力學(xué)性能好；鍛件精度低加工余量大；勞動(dòng)強(qiáng)度大生產(chǎn)率低特點(diǎn)：一、自由鍛設(shè)備鍛錘壓力機(jī)一、自由鍛設(shè)備鍛錘壓力機(jī)鍛錘鍛錘是利用錘擊的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為金屬的變形功進(jìn)行鍛造的，其噸位以落下部分的重量來表示。砧座的重量為落下部分的10－15倍。生產(chǎn)中常用的鍛錘有空氣錘和蒸汽－空氣錘。

空氣錘的噸位小，一般為40kg一750kg。故只用來鍛造小型件。蒸汽—空氣錘的噸位稍大,一般為0.5t一10t。需用一套蒸汽鍋爐或空氣壓縮機(jī)等輔助設(shè)備，較空氣錘復(fù)雜，適合于鍛造重量小于1500kR的中型或較大型的鍛件。鍛錘鍛錘是利用錘擊的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為金屬的變形功鍛錘－空氣錘鍛錘－空氣錘蒸汽－空氣錘

蒸汽－空氣錘

蒸汽－空氣錘

蒸汽－空氣錘

壓力機(jī)壓力機(jī)壓下速度較慢，以無沖擊的靜壓力作用于坯料，故不需笨重的砧座。其噸位用產(chǎn)生的最大壓力來表示。工作時(shí)震動(dòng)和噪聲小，由于靜壓力作用時(shí)間長，再結(jié)晶時(shí)間充分，易于將坯料鍛透。故整個(gè)金屬斷面的組織均勻，致密，鍛件的力學(xué)性能高。目前在大型鍛件的生產(chǎn)中，越來越廣泛地采用水壓機(jī)進(jìn)行鍛造，尤其是巨型鍛件，水壓機(jī)是唯一的鍛造設(shè)備。水壓機(jī)的壓力為5MN一125MN(500t一12500t)．可以鍛造的鍛件重量達(dá)1t一300t。壓力機(jī)壓力機(jī)壓下速度較慢，以無沖擊的靜壓水壓機(jī)

水壓機(jī)

鍛造成形-自由鍛(32)課件

自由鍛件的成形特點(diǎn)是：坯料在平砧上面或工具之間經(jīng)逐步的局部變形而完成。由于工具與坯料部分接觸，故所需設(shè)備功率比生產(chǎn)同尺寸鍛件的模鍛設(shè)備要小得多。所以自由鍛適用于鍛造大型鍛件。如萬噸模鍛水壓機(jī)只能模鍛幾百公斤重的鍛件，而萬噸自由鍛水壓機(jī)卻可鍛造重達(dá)百噸以上的大型鍛件。自由鍛件的成形特點(diǎn)是：坯料在平砧上面二、自由鍛工序

自由鍛的工序可分為基本工序（鐓粗拔長沖孔）、輔助工序和精整工序三大類。

（1）基本工序它是使金屬坯料實(shí)現(xiàn)主要的變形要求，達(dá)到或基本達(dá)到鍛件所需形狀和尺寸的工序。主要有以下幾個(gè)：二、自由鍛工序自由鍛的工序可分為基本工序（鐓

鐓粗是使坯料高度減小、橫截面積增大的工序。它是自由鍛生產(chǎn)中最常用的工序，適用于餅塊、盤套類鍛件的生產(chǎn)。

拔長是使坯料橫截面積減小、長度增大的工序。它適用于軸類、桿類鍛件的生產(chǎn)。為達(dá)到規(guī)定的鍛造比和改變金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，鍛制以鋼錠為坯料的鍛件時(shí)，拔長經(jīng)常與鐓粗交替反復(fù)使用。

沖孔是使坯料具有通孔或盲孔的工序。對(duì)環(huán)類件，沖孔后還應(yīng)進(jìn)行擴(kuò)孔工作。

擴(kuò)孔漸小空心坯料壁厚而使其外徑和內(nèi)徑均增大的鍛造工序稱為擴(kuò)孔。鐓粗是使坯料高度減小、橫截面積增大

扭轉(zhuǎn)是使坯料的一部分相對(duì)于另一部分繞其軸線旋轉(zhuǎn)一定角度的工序。

錯(cuò)移是使坯料的一部分相對(duì)于另一部分平移錯(cuò)開的工序，是生產(chǎn)曲拐或曲軸類鍛件所必須的工序。

切割是分割坯料或去除鍛件余量的工序。

彎曲

是使坯料軸線產(chǎn)生一定曲率的工序。扭轉(zhuǎn)是使坯料的一部分相對(duì)于另一部分繞（3）精整工序它是在完成基本工序之后，用以提高鍛件尺寸及位置精度的工序。（2）輔助工序是指進(jìn)行基本工序之前的預(yù)變形工序。如壓鉗口、倒棱、壓肩等。（3）精整工序它是在完成基本工序之后，三、自由鍛工藝規(guī)程的制定繪制自由鍛件圖敷料鍛件余量鍛件公差計(jì)算坯料質(zhì)量與尺寸選擇鍛造工序選擇鍛造設(shè)備確定鍛造溫度范圍填寫工藝卡片三、自由鍛工藝規(guī)程的制定繪制自由鍛件圖

敷料是為了簡化鍛件形狀、便于鍛造而增添的金屬部分。由于自由鍛只適宜于鍛制形狀簡單的鍛件，故對(duì)零件上一些較小的凹擋、臺(tái)階、凸肩、小孔、斜面和錐面等都應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕詼p少鍛造的困難，提高生產(chǎn)率。敷料是為了簡化鍛件形狀、便于鍛造而增添的金屬

加工余量由于自由鍛件的尺寸精度低、表面品質(zhì)較差，需要再切削，所以應(yīng)在零件的加工表面增加供切削加工用的金屬部分，稱為加工余量。

鍛件公差是鍛件名義尺寸的允許變動(dòng)量。因?yàn)殄懺觳僮髦姓莆粘叽缬幸欢ɡщy，外加金屬的氧化和收縮等原因，使鍛件的實(shí)際尺寸總有一定的誤差。自由鍛件的公差一般為±1～±2mm。自由鍛件機(jī)加工余量和自由鍛件公差的具體數(shù)值還可查鍛造手冊(cè)。

加工余量由于自由鍛件的尺寸精度低、表面坯料質(zhì)量及尺寸的計(jì)算

坯料質(zhì)量可按下式計(jì)算：

G坯料=G鍛件+G燒損+G料頭

在坯料質(zhì)量求出后，則需計(jì)算坯料的尺寸。選擇鍛造工序坯料質(zhì)量及尺寸的計(jì)算

坯料質(zhì)量可按下式計(jì)算：

G四、自由鍛件結(jié)構(gòu)的工藝性設(shè)計(jì)鍛造成形的零件時(shí)，除應(yīng)滿足使用性能要求外，還必須考慮鍛造工藝的特點(diǎn)，即鍛造成形的零件結(jié)構(gòu)要具有良好的工藝性。這樣可使鍛造成形方便，節(jié)約金屬，保證質(zhì)量和提高生產(chǎn)率。四、自由鍛件結(jié)構(gòu)的工藝性