金屬屬性成型工藝

1、第三章 自由鍛成形第一節(jié) 自由鍛的分類(lèi)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(guò)程的制訂1自由鍛成形：利用簡(jiǎn)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(chǎng)合：?jiǎn)渭⑿∨可a(chǎn)；大型鍛件生產(chǎn)。優(yōu)點(diǎn)：工藝靈活，適用范圍廣，設(shè)備簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：加工余量大，勞動(dòng)強(qiáng)度高，工作環(huán)境差。2自由鍛件的分類(lèi) 自由鍛是通用性很強(qiáng)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(diǎn)將鍛件分類(lèi)，即把形狀特征相同，變形過(guò)程類(lèi)似的鍛件歸為一類(lèi)，按此，自由鍛

2、按工藝特點(diǎn)分為七類(lèi)：第一節(jié) 自由鍛件的分類(lèi)3第類(lèi)：包括光滑的實(shí)心圓柱體和有臺(tái)階的實(shí)心圓柱體鍛件。這類(lèi)鍛件包括各種傳動(dòng)軸、推力軸、機(jī)車(chē)軸、偏心軸、立柱，其它如螺栓、鉚釘?shù)纫矊儆谶@一類(lèi)。如圖3-1a。 圖3-1a 自由鍛件分類(lèi)圖 4第類(lèi)：包括各種實(shí)心的矩形斷面鍛件，例如方桿、砧塊、錘頭、模塊、方鐵，各類(lèi)連桿、搖桿、杠桿等，如圖3-1b。圖3-1b 自由鍛件分類(lèi)圖5 圖3-1c 自由鍛件分類(lèi)圖第類(lèi)：包括各種曲軸和曲柄軸如圖3-1c。6 圖3-1d 自由鍛件分類(lèi)圖第類(lèi)：包括各種帶孔和不帶孔的盤(pán)形鍛件，如圓盤(pán)、凸緣盤(pán)、汽輪機(jī)葉輪、齒輪等3-1d。7 圖3-1e 自由鍛件分類(lèi)圖第類(lèi)：包括各種空心鍛件，例如

3、圓環(huán)、空心容器、圓筒、炮筒、汽缸、空心軸等。如圖3-1e。8 圖3-6 自由鍛件分類(lèi)圖第類(lèi)：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。9 圖3-7 自由鍛件分類(lèi)圖第類(lèi)：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。10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(zhǎng)、沖孔、擴(kuò)孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)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?yàn)椋狠o助工序-基本工

4、序-修整工序。11一、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。1213鐓粗的過(guò)程：1.坯料高度減小的同時(shí)，側(cè)面變成鼓形，如圖3-2所示。2.坯料在鐓粗過(guò)程中，分為三個(gè)變性區(qū)，如圖3-3所示。第變形區(qū)：受三個(gè)方向的壓應(yīng)力。第變形區(qū)：受三個(gè)方向的壓應(yīng)力。第變形區(qū)：受兩個(gè)方向壓應(yīng)力及一個(gè)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(shí)與砧面存在摩擦。以上原因?qū)е屡髁仙稀⑾露嗣孀冃尉徛?.第變形區(qū)拉應(yīng)力的負(fù)面影響：材料塑性差時(shí)，側(cè)面容易出現(xiàn)裂紋。144.高徑比：坯料高度H與直徑D之比。 （1）H/D

5、3時(shí)，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(shí)，坯料容易產(chǎn)生縱向彎曲。 （3）通常， H/D=0.82.0。5.適用場(chǎng)合：鍛造盤(pán)餅類(lèi)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(zhǎng)或墩村前后鍛件的截面比或高度比。若經(jīng)過(guò)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)。1516二、拔長(zhǎng)拔長(zhǎng)：使坯料橫截面積減小而使長(zhǎng)度增減的鍛造工序，稱為拔長(zhǎng)。拔長(zhǎng)按照坯料截面形狀不同分為矩形斷面拔長(zhǎng)、圓形斷面拔長(zhǎng)和心軸拔長(zhǎng)三種。拔長(zhǎng)工藝參數(shù)：送進(jìn)量和壓下

6、量。拔長(zhǎng)主要問(wèn)題：生產(chǎn)率和質(zhì)量。171.矩形截面拔長(zhǎng) （1）相對(duì)進(jìn)送量：送進(jìn)長(zhǎng)度l與坯料寬度a之比。 （2）絕對(duì)進(jìn)送量：送進(jìn)長(zhǎng)度l與型砧寬度b之比。 相對(duì)進(jìn)送量小，金屬沿著軸向流動(dòng)多；但是過(guò)小時(shí)，會(huì)增加送進(jìn)次數(shù)。 絕對(duì)進(jìn)送量過(guò)小時(shí)，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(zhǎng)錠料或低塑性毛坯時(shí)，容易產(chǎn)生橫向裂紋，如圖36、38所示。 18 絕對(duì)送進(jìn)量較大時(shí)，拔長(zhǎng)高合金鋼材料并在同一部位反復(fù)重?fù)簦?jīng)常由于金屬沿著對(duì)角線的激烈相對(duì)流動(dòng)，從而產(chǎn)生對(duì)角線裂紋。如圖39、37所示。 經(jīng)驗(yàn)表明，l/h=0.50.8較為合適。19 （3）拔長(zhǎng)翻料方法：大坯料，先沿著一面壓一遍；小坯料，可以

7、采用左右90C來(lái)回翻料方法即可。2.圓端面坯料拔長(zhǎng) （1）平砧拔長(zhǎng)。容易產(chǎn)生裂紋，如圖311、312、313所示。20 （2）型砧拔長(zhǎng)，如圖314所示。 （3）芯軸拔長(zhǎng)，如圖315所示。2122三、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(shí)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。23 （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。24四、擴(kuò)孔擴(kuò)孔：減小空心坯料壁厚而增加其外徑的鍛造工序，稱為擴(kuò)孔。常用的擴(kuò)

8、孔方法有沖頭擴(kuò)孔和馬杠擴(kuò)孔。如圖319,320所示。25五、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(shí)，先從端部以及與直線相連接的部位開(kāi)始彎曲。然后在彎曲其他部分。26六、扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)：將坯料的一部分相對(duì)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(cuò)移錯(cuò)移：使坯料一部分相對(duì)另一部分錯(cuò)開(kāi)，但仍然保持軸線平行的工序稱為錯(cuò)移。如圖325所示。27 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(dòng)的特點(diǎn) 鍛件的基本特點(diǎn)和技術(shù)要求 工人操作經(jīng)驗(yàn)、生產(chǎn)管理水平、車(chē)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

9、 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(jì)上的合理性。282.不同形狀鍛件的變形方案的確定 由于長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，對(duì)某些典型鍛件的成型過(guò)程已漸趨一致，或者可能有的幾個(gè)方案也大致已定，掌握這些基本知識(shí)，結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)就可以掌握任何鍛件變形方案的制定。 、類(lèi)鍛件的變形工藝：(長(zhǎng)軸或方形截面的桿類(lèi))主要采用拔長(zhǎng)變形工藝，當(dāng)坯料直接拔長(zhǎng)不能滿足鍛比要求時(shí)，或鍛件要求橫向力學(xué)性能時(shí)，則應(yīng)采用鐓粗拔長(zhǎng)變形工藝。圖3-26、 3-27為這類(lèi)件的鍛造過(guò)程。29圖3-26 傳動(dòng)軸的鍛造過(guò)程1-下料 2-拔長(zhǎng) 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(zhǎng)獲得。圖3-27 搖桿

10、的鍛造過(guò)程1-下料 2-扁方拔長(zhǎng) 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(zhǎng)；掉頭，將另一端鍛扁，然后模具鍛圓。30 第類(lèi)(曲軸類(lèi))鍛件的鍛造變形工藝 ：對(duì)于第類(lèi)鍛件其基本工序有拔長(zhǎng)、錯(cuò)移和扭轉(zhuǎn)。鍛造曲軸時(shí)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(shí)，應(yīng)盡可能采用全纖維鍛造。圖3-28為三拐曲軸的鍛造過(guò)程，圖2-1-50是H5型單拐曲軸的全纖維鍛造過(guò)程。圖3-28 三拐曲軸的鍛造過(guò)程 1-下料 2-壓槽（卡出段） 3-錯(cuò)移、壓出拐扁方 4-壓槽（、分段） 5

11、-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3031W 3233第類(lèi)(餅塊類(lèi))鍛件的變形方案: 一般均以鐓粗成型。當(dāng)鍛件帶有凸肩時(shí)，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(shí)，還需采用沖孔工藝。圖3-3034第類(lèi)(空心類(lèi))鍛件的變形工藝 :該類(lèi)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(kuò)大其內(nèi)外徑(圖3-31)，有的還需芯軸拔長(zhǎng)(圖3-32)，以增加其長(zhǎng)度。圖3-3135圖3-3236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(shí)，可根據(jù)尺寸參照?qǐng)D3-33選擇制定。圖

12、3-3337 第類(lèi)(彎曲類(lèi))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(zhǎng)。當(dāng)鍛件有多處彎曲時(shí)，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?gòu)澠溆嗟膱A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(guò)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。 38W 39圖3-36 卡瓦的鍛造過(guò)程1-下料（120kg） 2-壓槽卡出兩端 3-拔長(zhǎng)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40

13、 第類(lèi)(復(fù)雜形狀類(lèi))鍛件的變形方案： 該類(lèi)鍛件的鍛造難度較大，應(yīng)根據(jù)鍛件的形狀特點(diǎn)采用適當(dāng)工序組合鍛造。41第四節(jié) 自由鍛工藝過(guò)程的制訂 本節(jié)為本課程第一個(gè)重點(diǎn)及難點(diǎn)。 自由鍛工藝過(guò)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(xiě)工藝卡片等。 在制定自由鍛工藝過(guò)程，應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)條件、設(shè)備能力和技術(shù)水平等實(shí)際情況，力求經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上先進(jìn)，以確保正確指導(dǎo)生產(chǎn)。42一、鍛件圖的制定 鍛件圖是編制鍛造工藝、設(shè)計(jì)工具、指導(dǎo)生產(chǎn)和驗(yàn)收鍛件的主要依據(jù)，也是聯(lián)系

14、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(yàn)試樣及工藝卡頭等繪制而成的。1.機(jī)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(jī)械加工用的金屬層稱為機(jī)械加工余量(簡(jiǎn)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(duì)于非加工面則無(wú)需加放余量。非加工表面，也稱為“黑皮”。432.鍛造公差 鍛造生產(chǎn)中，由于各種因素的影響，鍛件的實(shí)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(shí)際尺寸大于其公稱尺寸的部分稱為上偏差

15、(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(wú)論是否需機(jī)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。44 機(jī)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(cè)。圖3-37 鍛件的各種尺寸和余量公差 453.鍛造余塊 為簡(jiǎn)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(zhǎng)度不大的臺(tái)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(duì)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(yàn)內(nèi)部組織和力學(xué)性能試驗(yàn)用余塊，熱處理或機(jī)械加工用夾頭等。 可見(jiàn)，

16、當(dāng)考慮了鍛造成型特點(diǎn)和各種工藝余塊之后，所設(shè)計(jì)的鍛件形狀與零件形狀往往不一樣。46 圖3-18 鍛件的各種余塊475.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(shí)線描繪，為了便于了解零件形狀和檢查鍛后的實(shí)際余量，在鍛件圖內(nèi)用虛線畫(huà)出零件簡(jiǎn)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(hào)，標(biāo)注在尺寸線下面。 如鍛件帶有檢驗(yàn)試樣，熱處理夾頭時(shí)，在鍛件圖上應(yīng)注明其尺寸和位置，在圖上無(wú)法表示的某些條件，可以技術(shù)條件方式加以說(shuō)明。4849鍛件的機(jī)械加工余量與公差錘上鋼質(zhì)自由鍛件的機(jī)械加工余量與公差 錘上鋼質(zhì)自由鍛件的機(jī)械加工余量與公差(GB/T15826.1 1

17、995)適用于含碳量不超過(guò)0.9%和其他合金成分總含量不超過(guò)4%的碳素鋼和合金鋼的自由鍛件。示圖見(jiàn)圖3.12。50標(biāo)準(zhǔn)中術(shù)語(yǔ)余塊：指為簡(jiǎn)化鍛件外形及鍛造過(guò)程，在鍛件的某些地方加添一些大于機(jī)械加工余量的金屬。法蘭：指在鍛件上長(zhǎng)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(tái)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(jī)械加工余量與公差的等級(jí)等級(jí)分為兩個(gè)：E級(jí)和F級(jí)。F級(jí)：用于一般精度鍛件；E級(jí)：用于較高精度的鍛件。E級(jí)往往需要特殊的工具和增加鍛造費(fèi)用，因此用于較大批量生產(chǎn)。51自由鍛件的形狀與位置公差無(wú)特殊要求時(shí)，均不得大于GB/T1

18、5826規(guī)定的公差值。GB/T15826的機(jī)械加工余量適合于軋材鍛造的零件。采用鋼錠鍛造時(shí)，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(jī)械加工夾頭、熱處理夾頭、理化檢驗(yàn)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(lèi)零件（包括光軸、臺(tái)階軸和曲軸），鍛件的長(zhǎng)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(shí)線表示，零件的輪廓線用雙點(diǎn)劃線表示。鍛件的基本尺寸和公差標(biāo)注在尺寸線52上面，零件的尺寸標(biāo)注在尺寸線下面的括號(hào)內(nèi)。53薄壁型圓環(huán)件 即零件尺寸符合 時(shí)，鍛件的余量和公差按表

19、查出后，按照下列要求適當(dāng)增加：1.要求F級(jí)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(jí)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。54表3-7 錘上鋼質(zhì)盤(pán)、柱類(lèi)自由鍛件機(jī)械加工余量與公差（GB/T15826.2-1995）5556表3-8 帶孔圓盤(pán)類(lèi)自由鍛件機(jī)械加工余量與公差（GB/T15826.3-1995）575859606162636465666768例題1如圖所示雙聯(lián)齒輪，批量

20、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(jì)7個(gè)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(gè)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(pán)、柱類(lèi)自由鍛件機(jī)械加工余量與公差規(guī)定，對(duì)于F級(jí)鍛件，有： 直徑96mm，高度39mm配給的機(jī)械加工余量為62， 62，因此以上尺寸為直徑1032mm，452mm。69 12mm高度配給機(jī)械加工余量為6

21、2，因此該尺寸為182mm。 直徑64mm配給機(jī)械加工余量為62，因此該尺寸為直徑722mm。 鍛件圖如圖所示。70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(lái)的誤差。71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。72解題：（1）分析圖紙。圖紙上共有13個(gè)加工尺寸。 （2）直徑35mm與直徑30mm的臺(tái)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(tái)也不能鍛出。直徑70mm與左側(cè)直徑35mm臺(tái)階高度為17.5mm，臺(tái)階長(zhǎng)度20mm，也不符合鍛出條件，可以合并到直徑70mm

22、直徑一體，但是如果現(xiàn)場(chǎng)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(gè)尺寸需要配給機(jī)械加工余量：直徑70mm，直徑35mm，臺(tái)階長(zhǎng)度20mm，20mm，總長(zhǎng)160mm。 （3）具體配置情況如下。根據(jù)GB/T15826.1-1995之錘上鋼質(zhì)臺(tái)階軸類(lèi)自由鍛件機(jī)械加工余量與公差規(guī)定，對(duì)于F級(jí)鍛件，有：73 總長(zhǎng)160mm配給93，總長(zhǎng)為1786mm。 直徑70mm配給93，為793mm；直徑70mm臺(tái)階長(zhǎng)度為20mm，配給93，為386mm； 直徑35mm兩處均配給93，為443mm；兩處臺(tái)階的長(zhǎng)度，左側(cè)不變，右側(cè)服從總長(zhǎng)度。 鍛件圖

23、如下圖所示。74w75W 76w77w78w79w80w81w82w83w84w85w86w87w88w89w90 1.坯料重量的計(jì)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(shí)心圓盤(pán)類(lèi)：2%3%；階梯軸：8%10%；空心類(lèi)：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91 G鍛鍛件重量，由鍛件公稱尺寸計(jì)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(jì)算為： 實(shí)心沖孔m芯（1.181.57）d2H0空心沖孔m芯（4.324.

24、71）d2H0墊環(huán)沖孔G芯6.16 d2H0m切鍛件拔長(zhǎng)端部由于不平整而應(yīng)切除料頭的重量（Kg）它與鍛件拔長(zhǎng)后的直徑（D）或截面寬度（B），高度（H）有關(guān)，計(jì)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(shí)，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。92 表3-1 采用不同加熱方法時(shí)鋼的一次燒損率 爐 型 燒損率（%）爐 型燒損率（%）室式爐（煤爐）2.5-4電阻爐 1-1.5油爐2-3接觸電加熱和感應(yīng)加熱 1.53.0汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸身軸身3.5-6.03.5-6.0水輪機(jī)主軸法 蘭輥 身最好1.52.5汽輪機(jī)葉輪旋翼軸、渦輪軸

25、輪 轂法 蘭4.0-6.06.0-8.0水壓機(jī)立柱最大截面3.0航空用大型鍛件最大截面6.0-8.0 表3-2典型鍛件鍛造比 104例題8計(jì)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(jì)算得到D0=5.5cm=55mm鍛造工藝見(jiàn)下頁(yè)。105我106例題9計(jì)算例題7中的鍛造比并確定鍛造工藝。107 鐓粗時(shí)鍛件與工具的接觸面積相對(duì)于其它變形工序要大得多，而很多鍛造過(guò)程與鐓粗有關(guān)，因此常以鐓粗力大小來(lái)選擇設(shè)備。過(guò)小則鍛件內(nèi)部鍛不透，且生產(chǎn)效率低。 過(guò)大工作

26、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(jī)特點(diǎn)：無(wú)過(guò)載損壞問(wèn)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）108確定設(shè)備噸位的方法：理論計(jì)算法和經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比法 。1.理論計(jì)算法 (1)水壓機(jī)鍛造時(shí)，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(lái)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(dòng)壓力(即平均單位壓力) 其中p可根據(jù)不同情況計(jì)算。109 a) 圓形鍛件鐓粗：當(dāng)H/D0.5時(shí)，p=S(1+ ) 當(dāng)H/D0.5時(shí)，p=S(1

27、+ ） b)方形件鐓粗 p=1.15S1+ L、B、H為鍛件長(zhǎng)、寬、高D、H分別為鍛造終了鍛件的直徑和高度S流動(dòng)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(shí)取0.30.5,無(wú)潤(rùn)滑一般取0.5110 c) 矩形坯料平砧拔長(zhǎng) 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(zhǎng)時(shí) p=S（1+ ） d:鍛件直徑111 (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(lái)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(zhǎng)板形鍛件鐓粗變形功為： WSV b0、H0坯料寬度

28、和高度；b、H鐓粗后寬度和高度。112 c) 打擊能量： 根據(jù)最后一錘的變形功W（變形程度取3%5%）考慮錘的打擊效率，便可算出所需打擊能量E(J) E=W/ d）鍛錘的噸位 通常鍛錘的噸位是以落下重量G(kg)表示，與打擊能量有如下關(guān)系： G= g:重力加速度 g=9.8m/S； V：鍛錘打擊速度，一般取V=6-7m/S； :打擊效率，一般=0.70.9； 如取V=6.5m/S,=0.8,則G=W/1.721132.經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比法 這是用統(tǒng)計(jì)分析生產(chǎn)實(shí)踐數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上總結(jié)歸納出的經(jīng)驗(yàn)公式或圖表來(lái)估算鍛造所需設(shè)備噸位的一種方法，應(yīng)用時(shí)只需根據(jù)鍛件的某些主要系數(shù)(如重量、尺寸、材質(zhì))便可迅速確定設(shè)備噸位。 鐓粗時(shí)，G=(0.0020.003)KS(kg) K與鋼料強(qiáng)度極限b有關(guān)的系數(shù)，由表3-3確定。 S材料鐓粗后的橫截面積(cm2) 拔長(zhǎng)時(shí) G=2.5S S坯料橫截面積 自由鍛用鍛錘的鍛造能力范圍可參照表3-4114 表3-3系數(shù) 115設(shè)備噸位（t） 鍛件類(lèi)型0.250.50.751.02.03.05.0圓餅D(mm)200250300400500600750H(mm)3550100150250300300圓環(huán)D(mm)15035040050060010001200H(mm)6075100150200250300圓筒D(mm/p>