锻造工艺学.ppt

第五章自由锻工艺自由锻工艺过程的实质是利用简单和通用的工具逐步改变坯料的形状和尺寸从而获得所要求形状和性能的锻件的加工过程。特点：1．逐步变形方式其所需设备功率比模锻要小得多可以用较小设备锻较大锻件；2．锻件精度低生产效率低适合小批、单件、大型锻件的生产。自由锻工艺要研究的内容是：锻件的成形规律和如何提高锻件质量两方面。§5-1自由锻件的分类及变形方案的确定4．盘形类（饼块类）锻件：横向尺寸大于高度尺寸。基本工序为：镦粗5．空心类锻件：有中心通孔。基本工序为：镦粗、冲孔、扩孔、或芯轴拔长等6．弯曲类锻件：具有弯曲的轴线弯曲可以是对称的也可是不对称的。基本工序为：拔长、弯曲7．复杂形状锻件不同工序的组合。锻件类别§5-2自由锻工艺规程的制定自由锻工艺规程的内容：⑴根据零件图绘制锻件图；⑵确定坯料的质量和尺寸；⑶制订变形工艺及选用工具；⑷选择设备吨位；⑸确定锻造温度范围制订坯料加热和锻件冷却规范；⑹制订锻件热处理规范；⑺提出锻件的技术条件和检验要求；⑻填写工艺规程卡片等。一、绘制锻件图1．加工余量当锻造不能达到零件的尺寸精度和粗糙度要求时零件表面需增加一层供切削加工用的金属称为机械加工余量简称余量。零件的公称尺寸＋余量后的尺寸＝锻件公称尺寸2．余块为了简化锻件的外形或锻造工艺的需要通常需要添加金属。这种加添的金属部分叫做余块。锻造时有些零件上的小孔尺寸不大的凹档或台阶等一般不锻出而加上余块以简化锻件形状和操作。但简化后的锻件形状会增加金属的消耗和机械加工工时。因此是否要加放余块应根据零件的形状、尺寸和锻造技术水平及经济效益等具体情况而定。3．锻造公差由于设备精度或技术差异锻件实际尺寸达不到公称尺寸允许存在一定的误差就是锻造公差。确定余量必须保证锻件在机械加工时能获得所需要的零件尺寸和粗糙度选择余量和公差时根据工厂的实际情况来定。4．检验用试样及工艺夹头供锻后组织性能检验以及方便锻后热处理的吊挂和机械加工的夹持等。5．绘制锻件图在锻造余量、公差和各种余块确定后便可绘制锻件图。锻件的外形用粗实线描绘标出锻造公称尺寸和公差同时在公称尺寸后面或下面标出零件尺寸并加上括号以示区别。为了帮助了解成品零件的形状和便于锻后检查余量应在锻件图上用假想线（双点划线或细实线）描绘出零件的轮廓形状。一张完善的锻件图除必须表明锻件的形状尺寸余量公差材料牌号锻后热处理方法和要求外个别重要零件还应在锻件图中表明截取机械性能实验金相组织试样的方向和位置以及其它特殊要求。二、坯料重量和尺寸的计算2．坯料尺寸的计算⑴头道工序用镦粗法锻造时为避免弯曲高径比应小于2.5为便于下料高径比应大于1.25。即从而可得D0=(0.8～1.0)a0=(0.75～0.9)⑵当头道工序为拔长时原坯料直径应按锻件最大截面积S锻并考虑锻比KL和修整量等要求来确定：S坯＝KL·S锻即D0=1.13√KLS锻再按国家材料规格选取标准直径或标准边长然后计算坯料高度（下料长度）：圆坯料方坯料3．钢锭规格选择⑴第一种方法：先根据各种损耗求出利用率η：η=[1-(δ冒口+δ锭底+δ烧损)]×100%式中碳素钢钢锭：δ冒口=18%～25%δ锭底=5%～7%合金钢钢锭：δ冒口=25%～30%δ锭底=7%～10%然后计算钢锭的计算G锭：G锭=(G锻+G损)／η式中G损─除冒口、锭底及烧损外的损耗量。最后按G锭参照有关钢锭规格表选取相应规格的钢锭。⑵第二种方法(经验法)：根据锻件类型参照经验资料先定出概略的钢锭利用率η然后求得钢锭的计算质量G锭=G锻／η再从有关钢锭规格表中选取所需的钢锭规格。三、变形工艺过程的制订各工序坯料尺寸设计和工序选择是同时进行的在确定各工序毛坯尺寸时应注意：⑴坯料尺寸必须符合变形规则。如镦粗时的高径比小于3等。⑵应考虑各工序变形时坯料尺寸的变化规律。如冲