自由锻工艺.docx

自由锻工艺.docx

《自由锻工艺.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自由锻工艺.docx（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

自由锻工艺

自由锻工艺

自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自由锻。

自由锻的基本目的：

经济地获得所需的形状、尺寸和内部质量的锻件。

锻件的类型有大型和中小型锻件。

小型锻件以成形为主，大型锻件（尤其是重要件）和特殊钢以改善内部质量为主。

钢锭经过锻造，粗晶被打碎，非金属夹杂物及异相质点被分散，内部缺陷被锻合，致密程度高，流线分布合理，综合力学性能大大提高。

钢锭中的常见缺陷有：

偏析、夹杂、气泡、缩孔、缩松、裂纹等。

自由锻的特点

优点：

①设备的通用性好、工具简单、灵活性大；

②可锻小到不足1公斤，大可到几百吨大型件，且大型锻件的组织致密、力学性能好；自由锻主要用于单件、小批量生产，且是生产大型和特大型锻件的唯一方法。

缺点：

③锻件形状简单、加工余量大、精度低；

④自由锻操作技术要求高、生产率低、劳动强度大。

自由锻工序

自由锻工艺方法包括：

基本工序、辅助工序和修整工序。

基本工序包括：

镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、扭转、错移、切割和锻焊等。

辅助工序是为了配合基本工序使坯料预先变形的工序，如钢锭倒棱、预压钳把、分段压痕。

修整工序安排在基本工序之后，用来修整锻件的尺寸和形状。

1、基本工序

（1）镦粗

镦粗：

是使坯料高度减小、横截面积增大的工序。

在坯料局部进行的镦粗叫局部镦粗。

适于饼块、盘套类锻件的生产。

镦粗的方法一般分为三类：

平砧镦粗、垫环镦粗和局部镦粗

i.平砧镦粗

坯料在上下两个平砧间或镦粗平板间进行的镦粗。

镦粗时的锻造比:

常用镦粗前后坯料的高度之比即镦粗比KH来表示镦粗的变形程度。

KH=H0/H

镦粗时的高径比：

镦粗时，坯料高度与直径之比称为高径比。

通常坯料高径比H0/D0=0.8-2.0。

H0/D0≈3时，镦粗后产生双鼓形。

H0/D0>3时，镦粗时坯料易产生纵向弯曲，如不及时矫正易产生折叠。

凹形坯镦粗可以减小“鼓肚”的程度，从而避免侧表面出现裂纹。

坯料叠起镦粗，主要适合于薄饼类锻件。

可以获得没有“鼓肚”的锻件。

ii.垫环镦粗

坯料放在单个垫环和平砧之间或两个垫环之间进行的镦粗，也称为镦挤。

可以锻造带有单边或双边凸肩的齿轮、带法兰的饼块类锻件。

iii.局部镦粗

只对坯料局部进行镦粗。

可以锻造凸肩直径和高度较大的饼类锻件。

（2）拔长

拔长：

是使坯料横截面积减小、长度增大的工序。

适于轴类、杆类锻件的生产。

拔长时的锻造比：

拔长时的变形程度是以坯料拔长前后的截面积之比，即锻造比表示：

KL=A0/A

拔长工艺中的常见缺陷：

表面和角部裂纹、内部裂纹以及表面折叠。

拔长的主要工艺参数是送进量（l）和压下量（Δh）直接影响拔长的生产率和质量问题。

拔长时坯料的送进量（l/h=0.5-0.8）

当绝对送进量过小时，在拔长锭料和低塑性坯料时，易产生横向裂纹。

当绝对送进量较大，拔长高合金工具钢时，并且在毛坯同一部位反复重击时，易产生对角线裂纹。

拔长可以分为：

平砧拔长、型砧拔长和芯轴拔长

a）平砧拔长

方截面→方截面拔长

圆截面→圆截面拔长

圆截面→方截面拔长

b）型砧拔长

在一个或两个型砧之间进行坯料拔长的工艺。

c）芯轴拔长

在带孔的坯料中心穿一根芯轴，芯轴拔长是一种减小空心坯料外径壁厚而增加其长度的成形工序。

拔长时锻件的翻转方法

a）反复翻转拔长b）螺旋式翻转拔长c）单面顺序拔长

（3）冲孔

冲孔：

是将坯料冲出通孔或盲孔的工序。

用实心冲子冲孔时，主要质量问题是：

走样、裂纹和孔冲偏。

（4）扩孔

扩孔：

是减小坯料壁厚而增加其内外径的锻造工序。

常用的方法有冲头扩孔和芯轴扩孔。

冲头上扩孔时，坯料沿切向受拉应力，容易胀裂，因此，每次扩孔量不宜过大。

在马杠上扩孔，变形金属受三向压应力，不易产生裂纹。

（5）弯曲

弯曲：

是使坯料轴线产生一定曲率，弯成规定的形状的工序。

弯曲的方法：

角度弯曲和成形弯曲。

弯曲时，内侧金属受压缩，外侧金属受拉伸，则内侧可能产生折叠，外侧可能产生裂纹。

（6）扭转

扭转：

是使坯料的一部分相对于另一部分绕其共同轴线产生一定角度的工序。

当扭转角度较大时，表面可能产生裂纹。

扭转工序常用来生产多拐曲轴和连杆。

（7）错移

错移：

是使坯料的一部分相对于另一部分平移错开的工序。

用以锻造双拐或多拐曲轴锻件。

（8）切割

（9）锻接

锻接是将两段或几段坯料加热后，用锻造的方法连接成牢固整体的一种锻造工序，又称锻焊。

锻接主要用于小锻件生产或修理工作

2、辅助工序

辅助工序：

压钳口，压棱边，压肩等，是在基本工序之前的预变形工序。

3、修整工序

精整工序：

清除锻件表面凸凹不平，整形等以提高锻件的尺寸及位置精度等的工序，在基本工序之后进行。

自由锻件的分类

自由锻造锻件类型

按照锻造工艺特点，自由锻件可以分为七类：

第1类轴对称类锻件

包括等截面的和有台阶的实心圆柱体锻件。

如各种传动轴、推力轴、机车轴、立柱，还包括螺栓、铆钉等。

第2类矩形断面类锻件

包括各种实心的矩形断面锻件。

如方杆、砧块、锤头、模块、方铁、各类连杆、摇杆、杠杆等。

第3类圆断面异轴类锻件

包括各种偏心轴、曲轴和曲柄轴。

第4类盘柄类锻件

包括各种带孔和不带孔的盘形锻件，如圆盘、凸缘盘、汽轮机叶片、齿轮等。

第5类空心类锻件

包括各种空心锻件，如圆环、空心容器、圆筒、炮筒、气缸、空心轴等。

第6类弯曲类锻件

包括各种吊钩、弯杆、铁锚、船尾架、船架等。

第7类复杂形状锻件

包括高压容器封头、十字头、羊角、环形螺钉等。

自由锻件锻造的基本工序

（1）盘类零件：

墩粗、冲孔

此类零件一般下料之前就应保证锻透，镦粗比KH=2.0,拔长锻造比KL=2.5～4。

（2）轴类零件：

拔长、切肩、墩台阶

对综合性能要求较高的轴类锻件采用镦粗与拔长相结合的方法锻造。

圆柱体平板间镦粗要求镦粗比KH不小于2.0，拔长时锻造比KL不小于2.5或更高要求;对纵向性能要求较高的锻件,尽量不镦粗或镦粗至满足要求拔长比的最小直径,以实现最高生产率。

（3）筒类零件：

墩粗、冲孔、在芯轴上拔长

对于筒形零件，锻件用无冒口钢锭生产,扩孔比或拔长比为控制锻件质量的主要变形参数,只有当其达到一定值（一般1.8以上）后才可以用无冒口钢锭。

（4）曲轴类零件：

拔长、错移、墩台阶、扭转

（5）弯曲类零件：

拔长、弯曲

德阳二重

二重锻造厂的主营业务是电站设备。

二重能够能够锻造超大型钢锭，进行超大型锻件的生产，对于国家的核电关键零部件国产化有重大意义。

我国大锻件生产的工艺水平已跻身于世界先进行列。