第三章 自由锻工艺
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 86

第三章 自由锻工艺 PowerPoint PPT Presentation


  • 81 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

第三章 自由锻工艺. 本章内容:. 1. 自由锻工序及锻件分类. 2. 自由锻造基本工序分析 3. 自由锻工艺规程的制订. 本章内容重点: 自由锻工序 难点: 锻造基本工序分析 自由锻工艺规程的制订. 3 - 1 概述. 自由锻的定义及其分类. 直接利用工具或设备将热坯料进行塑性变形,形成具有一定形状和尺寸锻件的工艺方法。. 定义. 手工自由锻. 分类. 机器自由锻. 依靠人力利用简单的工具对坯料进行锻打, 改变坯料的形状和尺寸获得锻件。. 手工自由锻.

Download Presentation

第三章 自由锻工艺

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


3702921

第三章 自由锻工艺

本章内容:

1.自由锻工序及锻件分类

2.自由锻造基本工序分析

3.自由锻工艺规程的制订

本章内容重点:自由锻工序

难点:锻造基本工序分析

自由锻工艺规程的制订


3702921

3-1 概述

自由锻的定义及其分类

直接利用工具或设备将热坯料进行塑性变形,形成具有一定形状和尺寸锻件的工艺方法。

定义

手工自由锻

分类

机器自由锻

依靠人力利用简单的工具对坯料进行锻打,

改变坯料的形状和尺寸获得锻件。

手工自由锻

依靠专用的自由锻设备和专用的工具对毛

坯进行锻打,改变坯料的形状和尺寸,获

得所需的锻件。

机器自由锻


3702921

空气锤的吨位(锤头重量)一般为65--750Kg

空气锤

常用自由锻设备

蒸汽-空气锤

一般吨位为0.5-5t。

液(水)压机

液(水)压机的吨位较大, (500~15000 t),最大可达 750000kN(75000t )。可以锻造质量为1~300t的锻件。

缺点 锻件尺寸精度低,加工余量大生产率低,劳动强度大等。

自由锻的特点

优点 所用工具简单,通用性强,灵活性大,适用单间和小批量生产,特别是大型锻件的生产.


3702921

1)空气锤

空气锤的吨位(锤头重量)一般为65--750Kg.

空气锤结构较简单;

操作方便,维护容易,设备投资少,吨位不大,适用于生产小型锻件。

特点


3702921

2)蒸汽-空气锤

蒸汽压力0.7~0.8 MPa或压缩空气压力0.6-0.8MPa 来工作。

规定的压力有保证,而机构稳定性好,故落下部分的质量可显著增大,锤击功能大为提高,吨位为0.5-5t。

蒸汽锤需用一套辅助设备,如蒸汽锅炉或空气压缩机等,较空气锤复杂。

适合锻造中型或较大的锻件,是机器制造厂普遍使用的设备.

特点


3702921

3)水压机

压下速度较慢,冲击较小的静压力作用于坯料使金属变形;工作时震动和噪音小,劳动条件较好;

压力作用的时间长,容易达到较大的锻造深度,可获得整个截面为细晶粒组织的锻件;

特大型锻件自由锻造的主要设备。需一套供水系统与操纵系统,设备庞大,造价很高。

特点


3702921

火车轴锻件

吊环类锻件

吊钩锻件

轮类锻件

典型的自由锻锻件


3702921

锻件要求

生产实际条件

自由锻工艺过程制定的依据、内容及其方式:

制订自由锻工艺规程

   依据

设备能力

技术水平及其先进性

经济性


3702921

     ①根据零件图绘制锻件图;

    ②确定坯料的材料、质量和尺寸;

     ③制订变形工艺及锻打火次;

        ④设计工步图;

        ⑤选择各成形工步用辅助工具;

     ⑥制订锻件温度范围及加热、冷却规范;

    ⑦确定锻件热处理规范;

    ⑧选择设备,安排生产;

     ⑨提出锻件技术要求及检验要求

     ⑩填写工艺规程卡片等。

制订自由锻工艺规程

内容


3702921

自由锻造方式:


3702921

一、自由锻工序

主要的变形工序,能够较大的改变坯料形状和尺寸的工序。如镦粗、拔长、冲孔、芯轴拔长、弯曲、错移、扭转等。

基本工序

3-2 自由锻工序特点及锻件分类

自由锻工序分类

坯料进入基本工序前的各种预先变形的工序。如钢锭倒棱、预压夹钳把、阶梯轴分段压痕等 。

辅助工序

修整工序

用来精整锻件尺寸和形状使其完全达到锻件图要求的工序。如镦粗后的鼓形滚圆和截面滚圆、凸起、凹下及不平和有压痕的平整、端面平整、拔长后的弯曲校直和镦斜后的校直等。


3702921

基本工序简图


3702921

锻件外形横向尺寸大于高度尺寸,或两者相近的锻件.

饼块类

空心类

锻件有中心通孔,一般为圆周等壁厚锻件.

二、自由锻件分类

按锻件形状

 成形方法

分为六大类

轴杆类

沿轴向尺寸远大于径向尺寸的锻件.

曲轴类

锻件为实心长轴,一般沿轴线有截面积和形状的变化及轴线多向弯曲.

弯曲类

锻件具有弯曲的轴线,一处弯曲或多处弯曲,截面相等或不相等,对称弯曲和非对称弯曲锻件.

复杂形状

由上述五类锻件的特征所组成的复杂锻件.


3702921

如圆盘、叶轮、齿轮、锤头等,所采用的基本工序为镦粗。随后的辅助工序及修整工序为:倒棱、滚圆、平整。

1) 饼块类锻件


3702921

2)空心类锻件 如各种圆环、齿圈、轴承环和各种圆筒、缸体、空心轴等,所采用的基本工序为:镦粗、 冲孔、扩孔、或芯轴拔长等。随后的辅助工序及修整工序为:倒棱、滚圆、校直等。


3702921

3)轴杆类锻件:如传动轴、车轴、轧辊、立柱、拉杆、连杆等,锻造轴杆类锻件的基本工序为拔长,或镦粗-拔长,辅助工序及修整工序为:倒棱、滚圆。


3702921

4)曲轴类锻件:如各种形式的曲轴,锻造曲轴类锻件的基本工序为拔长、错移和扭转,辅助工序及修整工序为:分段压痕、局部倒棱、滚圆、校直。


3702921

5)弯曲类锻件:如吊勾、支座等。锻造此类锻件的基本工序为拔长、弯曲,辅助工序及修整工序为:分段压痕和滚圆、平整。


3702921

6)复杂形状锻件:如阀体、叉杆、吊环体、十字轴等,根据上述的锻件工序进行组合,锻造是应合理的选择锻造工序。

3-3 自由锻基本工序

镦粗

拔长

冲孔

扩孔

弯曲

错移

基本工序

等六种工序。


3702921

一、镦粗

1)定义:使坯料高度减小而横截面增大的成形工序。

2)镦粗的目的:改变坯料截面积;便于冲孔操作;提高锻造比的反复镦粗与拔长;减小力学性能的各向异性。


3702921

3)分类:平砧镦粗;垫环镦粗;局部镦粗三大类。

平砧镦粗

垫环镦粗

局部镦粗


3702921

(一)平砧镦粗

1.平砧镦粗与镦粗比

平砧镦粗 坯料在上下平砧或平板之间的压制变形称为平砧镦粗。

镦粗比(K) K=坯料镦粗前高度Ho/坯料镦粗后的高度H

即 K=Ho/H

2.变形分析

1)镦粗试验:对称面网格法的镦粗试验,观察镦粗后网格的变化情况。

坯料子午面网格变化


3702921

变形及其应力分析

2)变形分析 对称面可分为三个变形区

Ⅰ区:难变形区,该变形区受端面摩擦影响,变形十分困难。

II区:大变形区,该变形区处于坯料中段,受摩擦影响较小,应力状态有利于变形,因此变形程度较大。

III区:小变形区,该区域变形程度介于区域I和区域II之间。


3702921

3.高径比对镦粗变形的影响

H/D≥3.0,镦粗坯料容易失稳,发生弯曲。

H/D=2.5~1.5,形成双鼓形。

H/D =1.5~0.5,形成单鼓形。

H/D<0.5 , 上下难变形区重合,难以锻造。

高径比(H/D)对

镦粗变形的影响

合适的锻造的高径比应小于2.5,在2~2.2范围内最好。

双鼓形

失稳弯曲

双鼓形

单鼓形

难以锻造


3702921

不同高径比坯料鼓形体积变化


3702921

4.减小鼓形的措施

内部变形不均匀,形成三个变形区

锻件组织和性能不均匀

镦粗的鼓形导致

增加锻件的开裂倾向

反复的镦粗和滚圆

侧凹坯料镦粗

镦粗减小鼓形工艺措施

软金属垫环镦粗

叠料镦粗

套环内镦粗


3702921

侧凹坯料镦粗

软金属垫环镦粗


3702921

叠料镦粗

套环内镦粗


3702921

(二)垫环镦粗

坯料在单个垫环或两个垫环进行的镦粗。

两个垫环镦粗

单个垫环镦粗


3702921

(三)局部镦粗

坯料只在局部长度进行的镦粗。

局部镦粗


3702921

1)定义:使坯料横截面减小而长度增加的成形工序。

2)目的:减小坯料的截面积;其它工序局部辅助变形;

提高锻造比反复拔长。

3)分类:

二、拔长

矩形截面的拔长

圆截面拔长

空心坯料的拔长

根据坯料截面

三大类

平砧拔长

型砧拔长

根据砧形状

二大类


3702921

一、拔长的主要类型

1.平砧间拔长 在水平的砧座和锤头之间的拔长。

(1)方截面 方截面

(2)圆截面 圆截面

(3)圆截面 方截面


3702921

2.型砧间拔长

拔长在一定形状的砧之间的进行。型砧拔长主要应用于塑性较差的材料。

圆弧型砧

上平下V型砧

上下V型砧

3.空心件拔长


3702921

1.拔长时锻造比

拔长的变形程度可用变形前(F0/㎜2)后(F/㎜2)横截面之比:锻造比(又称锻比)K来表示,即

二、拔长变形分析

锻造比不能过小,过小不利于锻和坯料内部的空隙,不易击碎铸态树枝晶,使锻件达不到性能要求。

锻造比过大,增加锻造工作量,使锻件形成纤维组织,锻件的各向异性增加。


3702921

2.拔长时变形特点

1)平砧间拔长特点

(1)拔长效率

拔长前:

h0、l0、b0;

拔长后:

h、l、b

拔长参数示意图


3702921

压下量:△h=h0-h;

展宽量:△b=b-b0;

拔长量:△l=l-l0;

相对送进量:l0/h0

拔长效率与送进量有关l0有关。

当l0=b0时, △l≈△b,轴向横向位移相等。

当l0>b0时, △l<△b,横向流动增加,宽度增加。

当l0<b0时, △l>△b,轴向流动增加,展宽量小。

因此,采用小变形量可以提高拔长效率。送进量太大,展宽量大,拔长效率低,送进量太小,压下次数多,效率低。


3702921

(2)拔长时变形与应力

拔长的每一次操作变形与镦粗相似。

当 li/hi<0.5,拔长变形区出现双鼓形,中心锻不透,变形出现在上下表层,中心出现拉应力(图a)。

当li/hi>1,出现单鼓形,心部变形大,能锻透,展宽量大,降低拔长效率,鼓形表面易产生拉应力。

合适的l/h=0.5~0.8,或l=0.5B

相对压下量对拔长变形的影响


3702921

2)型砧内拔长

型砧内拔长,解决了圆形坯料在平砧间拔长轴向缩小、横向展宽大而采用的一种拔长方法。

型砧内拔长由于受到侧向压力,减少坯料的横向流动,增加轴向流动,增加拔长效率。


3702921

型砧拔长对拔长效率。锻透深度合金属塑性的影响


3702921

(1)定义:减小空心坯料外径(壁厚)增加其长度的锻造工艺。

(2)变形特点:变形区分为直接受力A区和间接受力区B区。

变形时A区金属轴向流动,借助与外端的作用力拉着B区一起伸长,实现拔长。 A区金属沿切向流动时受B区金属的限制,B区对A区金属切向流动限制愈强烈,愈有利于拔长。

3)空心件拔长的特点

芯轴拔长受力与变形流动情况


3702921

(3)芯轴拔长时易出现问题

内孔裂纹:裂纹产生是由于坯料内壁产生切向拉应力超过材料强度而形成。压靠时由于芯轴与坯料存在一定间隙,内壁金属受到弯曲作用使内孔受到切向拉应力或由于压下量过大,温度低,塑性差造成,采用V型砧和捶击均匀、避免在一处捶击可减少裂纹。

壁厚不均匀:坯料加热不均匀或受力不均匀造成壁厚不均匀。

抽芯困难:拔长时用直芯拔长,没有润滑等造成抽芯困难。采用带锥度芯棒及采用石墨润滑和按照一定顺序拔长,有利于抽芯。

(三)坯料拔长时易产生的缺陷和防止措施

1.表面横向裂纹与角裂


3702921

侧表面裂纹产生原因与预防:送进量和压下量过大,轴心部分变形大,侧表面沿轴向受拉应力造成。适当控制压下量可避免。

横表面裂纹形成原因与预防:轴心区变形过大,使上下表层金属沿轴向受附加拉应力造成,对于塑性较差材料和砧面摩擦系数过大时易形成。改善润滑条件、加大锤砧转角处的圆角可避免。

角裂纹产生原因与预防:矩形坯料拔长,当送进量过大,心部金属变形过大,拉着表面金属轴向伸长,前后不变形部分的存在使沿轴向产生附加拉应力,再加上边角部分冷速较快,塑性降低易产生裂纹。操作上勤倒角,通过倒角变形。消除附加应力。


3702921

2.表面折叠

横向折叠

纵向折叠

表面折叠


3702921

横向折叠产生原因:送进量过小,压下量很大,上下两端金属局部变形引起的。通过增加送进量,使两次送进量与单边压缩量之比大于1~1.5(2l0/△h>1~1.5)

纵向折叠产生原因:拔长时压缩量过大,90°反转再压时,高径比过大造成弯曲形成折叠。每一次压缩后锻件宽度与高度之比小于2~2.5可避免。

表面折叠产生原因:纠正坯料棱形截面时过分压下,造成斜度增加,90°反转再压时,变形部分高径比过大造成折叠,合理的操作及增加锻件底面平整度可避免。


3702921

产生原因与防止:拔长大锭料时,进给量大,相对送进量小,拔长区出现双鼓形,中间锻不透,心部沿轴向出现附加拉应力,引发裂纹。正确地选择送进量、适当的操作和利用合适工具可避免。

3.内部横向裂纹

4.内部纵向裂纹产生原因与防止:拔长送进量很大,压下量较小,金属沿轴向流行小,横向流动大而引起。合理选择送进量,使轴向流动量大于横向流动量或采用型砧可避免。


3702921

5.对角线裂纹产生原因与防止:

当送进量较大,并且在同一部位连续翻转重击时产生。控制锻造温度和送进量可避免。

6.端面缩口

坯料端面缩口


3702921

产生原因与防止:拔长时首次送进量太小,表面金属变形,中心部位金属未变形或变形较小引起。防止这种表面缺陷的方法为保证足够的被压缩长度和较大的压缩量,矩形截面坯料,B/H>1.5时,A>0.4B,当B/H<1.5时,A>0.5B,圆形截面:A>0.3D。

端部拔长时坯料长度


3702921

7.端部孔壁裂纹

孔壁裂纹产生原因与防止:受芯棒表面摩擦影响和内表面温度低原因,空心件外表面金属比内表面流动快,形成喇叭口,拔长时,端部金属内变形困难,在空心件变形的表面产生切向应力,产生裂纹。防止措施:采用型砧拔长,先拔长两端,芯轴预热(150~250℃)。


3702921

(四)拔长操作

拔长操作坯料在拔长时的送进和翻转方法主要有三种:螺旋式旋转送料法;往复翻转送料法;单面压缩法。


3702921

(五)压痕和压肩

轴类锻造时为了锻出台阶和凹挡,应先利用三角压棍或圆形棍压痕,切出所需要的长度,进行分段拔长,形成平齐的过渡面。H小于20mm,压痕即可,H大于20mm,先压痕后压肩,压肩深度h=1/2~2/3H。


3702921

(六)影响拔长效率和拔长质量的因素

(1)送进量

(2)压下量

(3)砧面与坯料的形状

(4)拔长操作方法

(5)坯料的加热温度

主要有

(1)送进量的影响:当送进量太小(l0<0.5h0)时,拔长变形区将出现双鼓形。变形集中在上下表层,心部锻不透,而且会出现轴向拉应力,容易引起内部裂纹;当送进量过大(l0>h0),拔长变形区出现单鼓形,心部变形大容易锻透,同时展宽量较大,降低拔长效率,容易引起表面横向裂纹及角裂,一般认为相对送进量l0/h0=

0.5~0.8较为合适,绝对送进量l0=(0.4~0.8)B,B为砧宽。


3702921

(2)压下量的影响:拔长时增加压下量,可以提高生产率和强化心部变形,有利于内部缺陷的锻合。只要金属及合金塑性允许,尽量采用大压下量。一般压下量取△h=(0.1~0.2h0),并且压后端面的宽度与高度的比值不应超过2.5,否则90º翻转再压会出现折迭。

(3)砧子形状的影响:拔长的砧子有平砧和型砧两类,型砧的拔长效率较高,平砧拔长时,为了提高效率,可采用先将圆截面坯料压成方形截面,然后压成八角形截面,最后压成圆形截面。

(4)拔长操作的影响:拔长时坯料的送进与翻转根据锻件大小可采用几种方法,小件可采用左右90º来回翻转或螺旋线翻转法,大锻件可采用先沿一边将坯料压一遍,然后翻转90º再压另一面。

(5)坯料加热温度: 尽可能高的采用锻造温度有利于拔长操作。


3702921

三、冲孔

(1)定义:用冲子将坯料冲出透孔或不透孔的锻造工序称为冲孔。

带有大于Φ30mm以上锻件锻孔;

扩孔前的预冲孔;

空心件拔长前冲孔。

(2) 冲孔目的

闭式冲孔

开式冲孔

实芯冲子冲孔

空心冲子冲孔

垫环冲孔三种

(3) 冲孔分类

实芯冲子冲孔时,芯料损失小,操作简单。


3702921

(一)实芯冲子冲孔

冲孔过程如右图所示。冲子压入——孔深70~80%高度——翻转180——冲子压穿。

实芯冲子冲孔


3702921

1.实芯冲子冲孔时变形分析

变形区分为A区、B区和C区,A区发生镦粗变形,同时受到B区金属约束。B区金属受A区金属挤压,径向扩大轴向压缩,A区金属不断向B区金属转移,形成C区。


3702921

冲孔变形过程坯料形状的变化:

≤2~3

>5

=3~5

上端面凹进,下端面翘起,外径增大.

冲子镦压的金属被挤向上端面形成凸台,外径不变。

上、下端面走样很小,而外径仍有增大.


3702921

2.冲孔坯料尺寸计算

1)冲孔后外径直径

其中:V:坯料体积(mm3);

f: 冲子横截面面积(mm3);

F0:坯料横截面面积(mm3);

H:冲孔后坯料高度(mm);

h:孔底余料高度(mm)。


3702921

实芯冲子冲孔,在D0/d0≥2.5~3,H0≤D0时坯料原始高度可按下式确定:

D0/d0<5,H0=(1.1~1.2)H;

D0/d0≥5,H0=H;

h≈(0.15~0.2)H

2)冲孔件坯料高度确定

3.冲孔时产生缺陷及其预防

(1)走样D0/d0太小,容易走样,冲孔前镦粗增加D0/d0之比,冲孔后端面整平。


3702921

(2)孔偏心 冲头定位不准,坯料加热不均匀。

(3)斜孔 操作不当,坯料和工具不规范。

(4)裂纹 坯料塑性低,坯料温度低,D0/d0太小。


3702921

(二)空心冲子冲孔

利用空心的冲子进行冲孔的操作。

操作特点:坯料变形较小,芯料损失大。

目的:获得空心坯料;锻件取料;去掉心部质量较差的部

分;使用与直径较大的坯料(直径400mm以上)

空心冲子冲孔


3702921

(三)垫环上冲孔

  在垫环上进行冲孔的操作,主要用于冲较薄的毛坯。垫环冲孔芯料损失大,芯料高度h=0.78H,主要用于H/D<0.125锻件。

垫环冲孔


3702921

(四)扩孔

定义:减小空心坯料壁厚,增大外径和内径的锻造工步称

为扩孔。

种类:自由锻的扩孔分为冲头扩孔和芯轴扩孔两种。

(一)冲头扩孔

冲孔过程 用直径比空心坯料内孔大的带有锥度的冲子,穿过坯料的内孔而使其内外孔扩大。冲子扩孔一般用于D/d>1.7和H≥0.125D0的锻件。

坯料变形特点:近似与胀形,受力与冲孔变形的B区相似。

扩孔量: 由于冲头扩孔时坯料沿切向受拉应力,容易胀裂纹,因此每一次的扩孔量不宜过大,扩孔量见下表。


3702921

扩孔量

经验表明:

  锻件质量≤30kg,冲孔后可直接扩孔1~2次.再加热一火,允许再扩孔2~3次.

  锻件质量>30kg,冲孔后可直接扩孔1次.再加热一火,允许再扩孔2~3次.

  薄壁件扩孔较难.

冲子

冲头冲孔


3702921

(二)芯轴扩孔

芯轴扩孔是将芯轴穿过坯料而放在马架上,坯料每转过一个角度压下一次,逐渐将坯料的壁厚压薄、内外径扩大的加工工序。

变形特点:相当于拔长,但与芯轴拔长不同,它是局部加载,局部变形,变形区金属主要沿切向和宽度方向流动。

变形区金属受三向压应力,不宜产生裂纹等缺陷,可以锻制薄壁锻件。

马架扩孔


3702921

马架扩孔最小芯棒直径如下表所示。

扩孔前坯料尺寸的确定

(1)坯料高度(Ho)确定

式中:H为锻件高度(mm),

K为展宽系数,由诺模图求出。

(2)坯料外径Do确定

(3)冲孔直径do确定

式中V锻锻件体积。

计算展宽量的诺模图


3702921

五 弯曲

将毛坯锻造成所规定的外形的锻造工序叫弯曲。

弯曲过程中弯曲区的内边金属受压缩,外边受拉伸,弯曲区毛坯的断面积要减小,内边可能产生折叠,外边可能产生裂纹。圆角半径越小,弯曲角越大,情况越严重。

弯曲时注意事项:

(1)坯料上有数处弯曲时,一般弯曲端部及其弯曲与直线交界的地方,然后在弯其余的圆弧部分。


3702921

(2)为了抵消弯曲区断面积的缩小,一般弯曲前在弯曲的地方预先堆积金属,或采用断面积稍大的原毛坯。

(3)被弯曲部分的加热不宜过长,加热均匀。


3702921

6.错移

错移是指将坯料的一部分相对另一部分平行错移开的锻造工步。

错移分为在一个平面内错移和在两个平面内错移两种。

在一个平面错移

在两个平面错移


3702921

3-4 自由锻工艺规程的制定

一、自由锻锻件图的制订与绘制

自由锻锻件图是在

零件图基础上考虑加工

余量、锻件公差、锻造

余块、检验试样和工艺

夹头等因素而绘制而成

的图。它是编制锻造工

艺、设计模具、指导生

产和锻件验收的主要依

据和后续机械加工的技术资料。

锻件尺寸与公差余量


3702921

锻件图制定的内容

1.加工余量 锻件表面留有机械加工用的金属层,称为加工余量。余量的大小与零件的形状尺寸、加工精度、表面要求、锻造加热质量、设备工具精度和操作技术水平有关。

2.锻件公差 锻件的实际尺寸达不到公称尺寸,允许有一定的偏差,这种偏差被成为锻件公差。

3.锻造余块 对于难锻造的一些小孔、凹槽等,通常填满金属,这部分附加的金属称为余块。

各种余块


3702921

4.检验试样和工艺夹头 对于某些有特殊要求的锻件,须在锻件适当的部位添加试样余块,以供锻后检验和锻件组织和力学性能测试。为了便于热处理及其机械加工的吊挂和夹持定位,在锻件的适当位置增加部分工艺夹头。

5.绘制锻件图 余量、公差和各种余块确定后可绘制锻件图。锻件图绘制中,粗实线表示锻件形状,用假想线画出零件简单形状。锻件的尺寸、公差标注在尺寸线上面,下面用带括弧的标注零件公称尺寸。图上不能表示的可用技术要求注明。

法兰盘零件图

法兰盘锻件图


3702921

自由锻用原材料主要有两种:钢材、钢坯以及钢锭。

二、坯料质量和尺寸的确定

1.坯料质量的确定

按下式确定坯料质量

2.坯料尺寸的确定

头一道采用镦粗时,应满 Ho=(1.25~2.5)Do带入

1.25≤

≤2.5,

得:


3702921

F坯=KL·F锻

式中KL为锻造比,F锻锻件最大截面积,由此计算出原坯料的直径:

头一道为拔长时,坯料直径可按下式确定

初步计算出原坯料的直径或边长,按国家材料规格,选标准直径或边长,然后计算坯料尺寸。

圆坯料: 方坯料:


3702921

3.钢锭规格的选择

第一种方法:先求利用率,再确定质量。

利用率

钢锭质量G锭

第二种方法:利用经验资料确定η,然后求质量:

G锭=G锻/η


3702921

三、变形工艺过程的制订

制定变形工艺过程的内容:基本工序确定、辅助工序确定、修正工序确定和各变形工步的顺序及中间坯料尺寸。

锤上锻造空心锻件工艺制定

水压机锻造空心锻件工艺制定


3702921

确定各工步毛坯尺寸时应该注意的事项:

(1) 镦粗时,须满足Ho/Do≤2.5~3

(2) 考虑各工步坯料变形的规律。

(3)锻件精整时应留有一定的修整量。

(4)多火次完成时,要考虑各火次加热的可能性。

(5)长轴类锻件应考虑,锻件精整时的伸长。

四、锻造比的确定

锻造比的大小能反映锻造对锻件组织和力学性能的影响。

增加锻造比锻件的力学性能得到明显提高。

锻造比过大,形成纤维组织后,增加各向异性。

用钢厂的棒材锻制锻件时,由于材料经过轧制,组织和力学性能已经得到改善,可以不考虑锻造比。钢锭锻制锻件时,必须考虑锻造比。


3702921

锻造比及其计算方法


3702921

典型锻件锻造比


3702921

五、自由锻设备吨位计算与选择

计算方法:理论计算法和经验类比法确定,一般用经验类比法确定

镦粗时锻锤吨位(㎏)可按下式计算

k:与钢材强度极限有关的系数,当强度为400MPa时k为3~5,当强度为600MPa时k为8~13。F:坯料横截面面积(mm2)

拔长时锻锤吨位(㎏)可按下式计算

G=2.5F F:坯料横截面面积(㎝2)

自由锻造的锻造能力范围可查看有关锻造手册。


3702921

零件:齿轮;材料:45钢;生产数量:20件。零件图如下图。

六、制定自由锻工艺规程举例

零件图

1.绘制锻件图

根据零件批量确定为自由锻,进行锻件图的设计和绘制,如凹槽锻不出,设计为余块;由相关标准查阅尺寸公差。绘制锻件图。


3702921

绘制的锻件图如下图所示。

锻件图


3702921

2.确定变形工步和中间坯料尺寸

由锻件图D=310mm,D肩=213mm,d=131mm,H=62mm,H肩=34mm。D肩/d=1.63,H/d=0.47,査图3-48得出变形工序为镦粗-冲孔-冲子扩孔。计算垫环尺寸:H=40mm、下端孔径:154mm。

确定锻造工艺过程:下料-镦粗-垫环局部镦粗-冲孔-扩孔-修整。

锻造工艺过程

40


3702921

3.计算原坯料尺寸:

通过计算得出圆坯料尺寸D0=120mm ,H0=220mm.

4.选择设备吨位:

查表3-10,选则设备吨位为0.5t

5.确定锻造温度范围

查表2-5,确定锻造的始锻温度1200℃,终锻温度800 ℃

6.填写工艺卡片


3702921

锻造工艺卡片实例

续下页


3702921

接上页


3702921

本章结束


  • Login