最新自由锻造工艺规程的编制及举例资料

第十章锻压章节重点本章重点介绍了锻压的分类、特点、应用塑性变形对金属组织和性能的影响自由锻的主要工序及工艺要点锻压件的特点及应用。

学习目标1了解锻压的分类、特点、应用。

2理解塑性变形对金属组织和性能的影响常用金属的锻压性能。

3了解自由锻的主要工序及工艺要点识读锻件图、坯料的质量和尺寸、锻造工序、加热和冷却规范、锻造设备等会画简单锻件图。

4了解其他常用锻压方法的特点及应用、锻压技术发展趋势。

5初步具备合理选择典型零件的锻压方法、分析锻件结构工艺性具有锻件质量与成本分析的初步能力。

第一节锻压的基本知识一、锻压的概述【锻压】是指对坯料施加压力使其产生塑性变形改变尺寸、形状及改善性能用以制造机械零件、工件或毛坯的成形加工方法。

它是锻造和冲压的总称。

锻压包括轧制、挤压、拉拨、自由锻造、模型锻造、冲压等加工方法其典型工序实例如图所示。

常用的锻压加工方法锻压加工是以金属的塑性变形为基础的各种钢和大多数非铁金属及其合金都具有不同程度的塑性因此它们可在冷态或热态下进行锻压加工而脆性材料如灰铸铁、铸造铜合金、铸造铝合金等则不能进行锻压加工。

金属锻压加工的主要特点: 优点1 能改善金属内部组织提高金属的力学性能。

2 节省金属材料。

与直接切削钢材的成形相比还可以节省金属材料的消耗而且也节省加工工时。

3 生产效率较高。

如齿轮轧制、滚轮轧制等制造方法均比机械加工的生产率高出几倍甚至几十倍以上。

缺点: 1 不能获得形状很复杂的制件其制件的尺寸精度、形状精度和表面质量还不够高 2 加工设备比较昂贵制件的成本比铸件高。

二、金属的塑性变形金属在外力作用下将产生变形其变形过程包括弹性变形和塑性变形两个阶段。

【弹性变形】是指除去外力后物体完全恢复原状的变形。

【塑性变形】是指作用在物体上的外力取消后物体的变形不完全恢复而产生的永久变形。

塑性变形不仅能用于成形加工还会对金属的组织和性能产生很大影响。

一塑性变形的实质1 单晶体的塑性变形单晶体的变形方式有滑移和孪生两种。

自由锻工艺规程的制订工艺：将原材料或半成品加工成产品的工作、方法、技术等。

规程：将某种政策、制度等所做的分章分条的规定。

（1）锻件图的绘制在零件图的基础上，考虑加工余量、锻造公差、余块等因素后绘制的工艺图。

a）加工余量锻件表面留有供机械加工的金属层，5-20mm。

b）锻造公差锻件尺寸相对于公称尺寸所允许的变动量。

c）余块为便于锻造而增加的那一部分金属。

如较小孔、槽等。

（2）确定坯料的重量和尺寸1）坯料重量计算m坯=m锻件+m损m损=m烧+m芯+m切其中：m烧——火耗损失m芯——冲孔冲掉的芯料m切——修切端部的损失2）坯料尺寸、锻造比锻造比：锻件在锻造成形时的变形程度。

锻造比过小，达不到性能要求，过大则增大工作量，引起各向异性。

只有锻造比选择合适时，则毛坯内部缺陷被压合，树枝晶被打碎，晶粒显著细化，力学性能得到提高。

a）锻造比的计算方法:拔长时，B拔=A0/A镦粗时，B镦=H0/H一般情况下，铸锭作为坯料时，锻造比不小于2.5—3；轧制型材作为坯料时，锻造比选择1.3—1.5。

b）坯料尺寸：根据坯料重量和锻造比确定。

（3）选择自由锻工序（4）选择锻造设备根据锻件的尺寸、形状、材料等条件来选择设备种类及其规格，既保证锻透工件、有较高的生产率，又不浪费动力，并使操作方便。

（5）填写工艺卡自由锻的基本工序1. 镦粗镦粗是使坯料的截面增大，高度减小的锻造工序。

镦粗有完全镦粗、局部镦粗和垫环镦粗等三种方式。

局部镦粗按其镦粗的位置不同又可分为端部镦粗和中间镦粗两种。

如图3-1所示。

镦粗主要用来锻造圆盘类（如齿轮坯）及法兰等锻件，在锻造空心锻件时，可作为冲孔前的预备工序，镦粗可作为提高锻造比的预备工序。

镦粗的一般规则、操作方法及注意事项如下：⑴被镦粗坯料的高度与直径（或边长）之比应小于2.5～3，否则会镦弯（图3-2a）。

工件镦弯后应将其放平，轻轻锤击矫正（图3-2b）。

局部镦粗时，镦粗部分坯料的高度与直径之比也应小于2.5～3。

图2- 6传动轴简化后的形状自由锻工艺编制如图2-5 所示轴的锻造工艺规程。

轴材料为45钢，数量20件。

图2-5轴零件简图1. 简化锻件形状为简化锻件形状与锻造工序，故键槽，退刀槽，销，小孔均加余块，不予锻出：同时考虑减少轴的 台阶数。

按表2-1来确定是否加余块,即台阶是否锻出。

零件总长度: L =400mm各部分长度:由左向右分别设各段长度为l 1﹑l 2﹑l 3﹑l 4, l 5, l 6,及l 7；则l 1=55mm l 2=34mm l 3=22mm l 4=194mm l 5=20mm l 6=45mm l 7=32mm各部分直径: 相应的直径分别设为D 1、 D 2、D 3、D 4、D 5 ,D 6, D 7, 则 D 1=φ28mm D 2=φ36mm D 3=φ40mm D 4=φ48mm D 5=φ40mm D 6=φ36mm D 7=φ25mm各部分台阶高度:由左向右台阶高度分别设为h 1、h 2、h 3、h 4、h 5、h 6，则h 1 = mm=4mm22836212-=-D D h 2 = mm=2mm 23640223-=-D D h 3 = mm=4mm 24048234-=-D D h 4 = mm=4mm 24048254-=-D D h 5= mm=2mm 23640265-=-D D h 6= mm=5.5mm 22536276-=-D D查表2-1,根据各部分台阶高度h 1、h 2、h 3、h 4、h 5、h 6),零件总长(L)及相邻台阶直径(D 2、D 3、D 4、D 5 ,D 6, D 7,),查得各部分锻出的最小长度。

因为除h 6=5.5mm>5mm 外,其余h 均小于5mm,故l 1 至 l 6为锻不出部分，应加余块。

右端台阶（l 7段）：根据h 6=5.5mm,L=400mm,相邻直径D 6=36mm,查表2-1得锻出台阶的最小长度l =32mm<140mm ，故不需锻出。

自由锻造工艺规程的内容自由锻造工艺规程是一项重要的制造工艺，旨在生产高质量的锻件。

下面是关于自由锻造工艺规程的内容要点：1.工艺介绍：自由锻造是一种传统的金属加工工艺，通过对金属材料的加热和塑性变形，将其形成所需的形状。

自由锻造工艺具有高度的灵活性，适用于生产各种尺寸和形状的零件。

2.工艺参数：在进行自由锻造过程中，需要控制以下几个重要的工艺参数：- 锻造温度：根据金属材料的特性，确定适当的锻造温度，以保证良好的塑性变形。

- 锻造压力：根据锻件的尺寸和形状，选择合适的锻造压力。

过高的压力可能造成材料的过度变形或开裂，而过低的压力则可能导致缺陷。

- 锻造速度：控制锻造速度，确保均匀的金属流动和形状精度。

3.设备和工具：自由锻造过程中需要使用以下设备和工具：- 锻造机械：选择合适的锻造设备，如锤式锻造机、压力机等。

- 锻模：根据所需的锻件形状，设计和制造相应的锻模。

- 辅助设备：包括加热炉、冷却装置、润滑剂等。

4.材料选择：在自由锻造过程中，材料的选择十分重要。

应根据锻件使用环境和要求，选择合适的金属材料，如碳钢、合金钢、铜合金等。

要确保材料具有良好的塑性和机械性能，以便顺利进行锻造过程。

5.质量控制：在自由锻造过程中，应进行严格的质量控制，以确保所生产的锻件符合要求。

包括对材料、工艺参数和设备的监控，以及对成品锻件的检验和评估。

综上所述，自由锻造工艺规程是一项重要的制造工艺，通过控制工艺参数、选择合适的设备和材料，可以生产出高质量的锻件。

严格遵守规程要求，进行质量控制，将确保锻造过程的成功和最终产品的可靠性。

自由锻造工艺规程第八章自由锻造工艺规程编制本章将主要介绍自由锻造工艺规程编制过程并举例进行说明。

自由锻造工艺规程主要由锻件图的设计，计算锻件重量，确定坯料规格或钢锭规格；设计锻造工步，计算变形程度；确定锻造温度以及加热火次、确定锻件复杂程度；确定锻造设备、工装及工具；确定坯料加热规范、锻件冷却及热处理规范、锻件表面清理规范；确定锻件理化检验规范等等。

编制工艺过程时应注意下述两个原则1）根据车间现有的条件，所编制的工艺技术先进，能满足产品的全部技术要求。

2）在保证优质的基础上，提高生产率，节约金属材料消耗，经济合理。

8.1.设计锻件图一般锻件的尺寸和表面粗糙度，达不到零件图的要求，锻件表面应留有一定的机械加工余量（以下简称余量）。

余量的大小主要取决于：零件的形状尺寸和加工精度、表面粗糙度要求、锻件加热质量、设备工具精度和操作技术水平等。

零件的公称尺寸加上余量即为锻件公称尺寸，对于非加工表面，则无需加放余量。

在锻造生产实际中，由于各种因素的影响，如终锻温度的差异、锻压设备工具的精度和工人操作技术上的差异、锻件实际尺寸不可能达到公称尺寸，允许有一定的误差，称为锻造公差。

锻件上不论是否需经机械加工，都应注明锻造公差。

通常公差约为余量的1/4～1/3。

锻件的余量和公差具体数值可查阅有关手册、标准或工厂标准确定。

余量余面余块余量余面余块余量余块试样试样热缓冲区或工艺夹头图8.1锻件的各种余块为了简化锻件外形或根据锻造工艺需要，在零件上较小的孔、狭窄的凹档、直径差较小而长度不大的台阶等难于锻造的地方，通常都需填满金属（这部分金属叫做锻造余块），但这样做增加了机械加工工时和金属损耗。

因此，是否加放余块，应根据零件形状、锻造技术水平、加工成本等综合考虑确定。

除了锻造工艺要求加放余块之外，对于有特殊要求的锻件，尚需在锻件的适当位置添加试样余块（供检验锻件内部组织和力学性能试验用等）、热处理或机械加工用夹头等。

见图8.1示例。

TC4（钛合金）是一种高性能的钛合金材料，具有较高的强度、良好的耐腐蚀性和较低的密度。

自由锻是一种常见的金属锻造工艺，可用于生产TC4 零件。

以下是一般TC4 自由锻工艺规程：
1. 锻造前准备：
a. 检查原材料，确保TC4 棒材或板材的尺寸、形状和质量满足锻造要求。

b. 准备锻造设备、工具和模具，确保设备运行稳定，模具尺寸和形状符合要求。

2. 加热：
a. 将TC4 原材料放入加热炉中，按照预定的升温曲线进行加热。

b. 加热温度通常在850-1000°C 之间，具体温度根据零件结构和锻造要求确定。

c. 保温时间应根据原材料的厚度、加热温度和锻造要求来确定。

3. 自由锻：
a. 将加热后的TC4 原材料放入锻造模具中，通过锤击或压力加工的方式进行锻造。

b. 锻造过程中，应根据零件的形状和尺寸逐步增加锻造力，避免过大的冲击载荷导致零件变形或破裂。

c. 控制锻造速度和锻造次数，以减少锻造应力和裂纹的产生。

4. 冷却：
a. 锻造完成后，将TC4 零件迅速移至冷却设备中，按照预定的冷却曲线进行冷却。

b. 冷却速度应适当，以降低零件的内应力和减少变形。

5. 后续加工：
a. 对锻造后的TC4 零件进行后续加工，如切削、磨削、钻孔等，以达到预定的尺寸和形状。

b. 如有必要，可对零件进行热处理，以进一步提高其力学性能。

锻造工安全操作规程范文一、总则为确保锻造工作的安全性和高效性，保障职工的身体健康，减少事故发生的可能性，制定本安全操作规程。

本规程适用于本工厂的所有锻造工作。

二、岗位责任1.工厂负责人负责全面组织、管理和监督锻造工作，确保工作环境符合相关安全要求。

2.车间主任负责具体的锻造工作的组织、指导和控制，确保生产流程安全顺利进行。

3.工人必须严格遵守本规程，自觉履行安全生产职责和义务。

三、操作规范1.锻造机械设备的维护和保养（1）设备的启动和停止必须按照操作手册的要求进行，不得违规操作。

（2）设备在运行前，必须进行检查，确保设备安全可靠。

（3）设备运行中发现异常，应立即停机，并向相关负责人报告并采取相应的措施。

（4）设备的日常维护工作应定期进行，如润滑油的更换、紧固件的检查和加固。

2.人员防护（1）进入锻造车间的人员必须穿戴好个人防护装备，包括耳塞、头盔、防护眼镜、手套等。

特殊情况下，还需要佩戴特定的防护服装。

（2）禁止身体疲劳、醉酒或医疗影响操作的人员进入锻造车间。

（3）禁止随意触摸锻造设备和产品，不得将手指放入锻造机械中。

3.物品管理（1）锻造车间内必须保持清洁整齐，杂物必须摆放整齐，确保工作顺利进行。

（2）易燃、易爆物品必须按照规定的标准存放，严禁将火种带入锻造车间。

（3）不得私自调拨和挪用锻造车间的工具、设备和物资。

4.紧急情况处置（1）发生火灾、爆炸等紧急情况时，应立即按照应急预案进行处置，并采取必要的措施将人员转移至安全地带。

（2）凡是定期进行的紧急演习，都必须按照相关规定进行，确保职工熟知逃生的路线和方法。

5.职工培训（1）通过开展定期的安全培训和教育活动，提高职工的安全意识和技能水平。

（2）新入职的员工应当经过系统的培训，并签署安全操作规程知情告知书。

6.操作规范（1）在进行锻造作业时，必须按照规定的工艺参数进行操作，不得擅自调整。

（2）进行锻造作业时，不得随意竖直操作，必须保持规定的安全距离。

制定自由锻工艺规程零件图图示的为一轴类零件，制定自由锻工艺规程。

该零件使用材料为45钢，采用自由锻制坯，设计过程如下：（1）绘制锻件图，根据零件图并考虑余量和公差绘出锻件图（参考李尚建—《锻造工艺及模具》）ⅠⅡⅢⅣⅤ（2）制定变形工艺（3）由锻件图可知，该轴最大轴径D2=296mm，轴向长度L=1425mm。

参照类似锻件锻造工艺确定工艺方案如下：坯料——预拔长——压肩——拔长制成品（4）工序尺寸的计算①预拔长：考虑拉缩问题，取保险量△=30mm，因此预拔长直径D拔=296+30=326mm②分段压痕压肩：轴Ⅰ，Ⅴ段，考虑到拔长后端面不平，切除料头质量，下料体积VⅠ0=1/4xπDⅠ2xL1+0.21D3 =12585218mm3下料长度LⅠ0= 4VⅠ0/(πD2拔)=150mm轴ⅡⅣ段，根据经验应按大于工程尺寸并小于正公差下料VⅡ0=1/4xπDⅡ2xLⅡ=8772435mm3下料长度LⅡ0= 4VⅡ0/(πD2拔)=105.2mm轴Ⅲ段VⅢ0=1/4xπDⅢ2xLⅢ=20286598mm3下料长度LⅢ0= 4VⅢ0/(πD2拔)=243.2mm压肩深度按下时确定h=（1/3~1/4）x（D-d）=（1/3~1/4）x（296-212）=21~28mm ⑸计算坯料尺寸原坯料尺寸包括锻件尺寸及烧损，即V0=(V锻+V切)x（1+δ）V锻=59000168 mm3V切=4001813 mm3取烧损率δ=3.5%得V0=65207051 mm3选择圆柱坯料Φ340，即D0=340mmH0=4V0/(πD20)=718mm锻件重量G坯=ρx V0=515Kg⑹选择设备吨位根据锻件形状尺寸，查表3—10，选用3.0吨自由锻锤⑺确定锻造火次及温度范围45钢始锻温度为1200℃终锻温度为800℃㈧热处理为方便机加工，锻件热处理定为退火，随炉冷却工艺卡片。