自由锻工艺规程卡的作用、内容及锻件图的绘制.

自由锻造工艺规程的编制及举例制定自由锻工艺规程的过程就是自由锻工艺设计的过程。

主要有以下内容：(一)绘制锻件图自由锻件的锻件图是在零件图的基础上考虑了加工余量、锻造公差、工艺余块等之后绘制的图绘制自由锻件的锻件图可按以下步骤进行：1.简化锻件形状为了简化锻造工艺，零件上的小孔、凹档、台阶等部分，可加上余块而不予锻岀，如图a。

是否加余块要根据零件的形状、尺寸、锻造技术水平和经济效果来确定。

2.确定加工余量和锻件公差(1)机械加工余量【机械加工余量】为使零件具有一定的加工尺寸和表面粗糙度，在零件表面需要加工的部分，锻件上留一层供作机械加工用的金属，称作机械加工余量（见上图a）。

（2）余块【余块】为简化锻件外形及锻造过程，在锻件的某些地方和添一些大于机械加工余量的金属，种加添的金属称作余块（见上图a）。

（3 ）锻件公差【锻件公差】锻件实际尺寸与基本尺寸之间所允许的误差。

公差值的大小是根据锻件形状、寸并考虑生产的具体情况而定的。

3．绘制锻件图在锻件图上，规定用粗实线绘出锻件的形状。

为了便于了解零件的形状和检查锻件的实际加工余量，在锻件图上还要用双点划线绘出零件的主要形状，如图10-27b 。

（二）计算坯料质量与尺寸【坯料质量】坯料质量可按下式计算G 坯料=G 锻件+G 烧损+G 料头式中G 坯料——坯料质量G 锻件——锻件质量G 烧损——加热时由于坯料表面氧化而烧损的质量。

第一次加热取被加热金属的2~3%，以后每次加热取1.5~2.0%G 料头——在锻造过程中冲掉或切掉的那部分金属的质量。

如冲孔时坯料中部的料芯，修切端部的料头等。

当锻造大型锻件时，如采用钢锭作坯料，还要考虑应切掉的钢锭头部和尾部的质量。

2．坯料尺寸根据坯料质量即可确定坯料尺寸。

在计算坯料尺寸前，先要考虑锻造比。

【锻造比】是指坯料在锻造前后的断面积的比值。

对于拔长工序来说，其锻造比R d 可按下式计算:R d =A 0 /A 1 或L 1 /L 0式中A 0 、A 1 ——拔长前、后坯料的断面积；L 0 、L 1 ——拔长前、后坯料的长度。

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。

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。

1.自由锻工艺规程一般包括以下内容：（1)根据零件图绘制锻件图（2）确定坯料的质量和尺寸(3)制定变形工艺和确定锻造比（4)选择锻造设备(5)确定锻造温度范围，制定坯料加热和锻件冷却规范(6）制定锻件热处理规范（7）制定锻件的技术条件和检验要求(8）填写工艺规程卡片等。

2。

冷锭加热规范：加热过程分为预热、加热、均热。

保温目的(1)低温装炉温度下保温目的是减小坯料断面温差，防止因温度应力而引起破裂（2）中温800～810°C保温的目的是减小前段加热后坯料断面上的温差，减小温度应力,并缩短坯料在锻造温度下的保温时间，以减小氧化，脱碳，甚至过热过烧.（3）锻造高温下的保温，是为了防止坯料中心温度过低,引起锻造变形不均，还可以通过高温扩散作用，使坯料组织均匀化，以提高塑性,减少变形不均.3。

确定锻造比:锻造比是表示锻件变形程度的指标，它是指在锻造过程中,锻件镦粗或拔长前后的截面积之比或高度之比，即（Ao，Do，Ho，和A，D，H，分别为锻件锻造前后的截面积，直径和高度）4.三拐曲轴的锻造过程：锻造曲轴类锻件的基本工序是拔长错移和扭转。

锻造曲轴时应尽可能采用那些不切断纤维和不使用钢材心部材料外露的工艺方案，当生产批量较大且条件允许时，应尽量采用全纤维锻造。

另外，扭转时，尽量采用小角度扭转。

过程：（1)下料(2)压槽<卡出II段>(3）错移<压出II拐扁方>（4）压槽〈I，III 分段〉(5）压出<I，III扁方>（6）压槽〈I，III与轴端分段>（7)摔出中间，两端轴颈（8)扭转I，III拐各扭30°5。

弯曲类锻件的锻造过程:锻造该类锻件的基本工序是拔长和弯曲.当锻件上有多处弯曲时，其弯曲的次序一般是先弯端部及弯曲部分与直线部分的交界处,然后再弯其余的圆弧部分。

对于形状复杂的弯曲件，弯曲时最好采用垫模或非标累工装等，以保证形状和尺寸的准确性并且提高生产效率.过程〈a〉20t吊钩的锻造过程：1）下料2）拔杆部及两端头部3)弯头部4）弯曲根部5）旋转180°弯根部6)弯曲端部7）弯曲中部8）直立墩弯9)锻出斜面〈b>卡瓦的锻造过程：1）下料2）压槽卡出粮囤3)拔出中间部分4）弯曲左端圆弧5）弯曲右端圆弧6）弯曲中间圆弧.6。

自由锻工艺
自由锻工艺规程的主要内容：自由锻造工艺规程是指导锻造生产的依据，也是生产管理和质量检验的依据。

其内容包括：
1根据零件图绘制锻件图；
2确定坯料的质量和尺寸；
3选择锻造工序，决定变形工艺过程；
4选择锻造设备，确定设备能力；
5确定锻造温度范围、冷却方式和热处理规范；
6规定锻件的技术要求和检验要求；
7编制劳动组织和确定锻造工时定额。

由上述内容所组成的工艺文件称为锻造工艺卡片，锻造车间根据工艺卡片中的各项规定进行生产。

绘制锻件图：零件图不能直接用于锻造生产，必须按照自由锻造工艺特点绘制锻件图。

锻件图是在零件基础上，并考虑余块、机械加工余量和锻造公差等因素绘制而成的。

8余块：
9机械加工余量：
10锻造公差：
零件图
确定坯料的质量与尺寸：
1、坯料质量的计算：根据锻件的形状和尺寸，可计算出锻件的质量，再考虑加热时的氧化损失，冲孔时冲掉的料芯以及切头损失等，就可以计算出坯料的质量。

当锻造中小型锻件用
轧制钢材（圆钢或方钢）。

作坯料时，可按下式计算：
M坯料=M锻件十M烧损十M切除2、坯料尺寸的确定：查阅锻造工艺手册。

自由锻造工艺规程的编制及举例制定自由锻工艺规程的过程就是自由锻工艺设计的过程。

主要有以下内容 :（一）绘制锻件图自由锻件的锻件图是在零件图的基础上考虑了加工余量、锻造公差、工艺余块等之后绘制的图。

绘制自由锻件的锻件图可按以下步骤进行 :1.简化锻件形状为了简化锻造工艺，零件上的小孔、凹档、台阶等部分，可加上余块而不予锻出，如图a。

是否加余块要根据零件的形状、尺寸、锻造技术水平和经济效果来确定。

ａ）ｂ）a) 机械加工余量、台阶、法兰、凹挡b)锻件图锻件2. 确定加工余量和锻件公差(1)机械加工余量【机械加工余量】为使零件具有一定的加工尺寸和表面粗糙度，在零件表面需要加工的部分，在锻件上留一层供作机械加工用的金属，称作机械加工余量 (见上图a)。

(2) 余块【余块】为简化锻件外形及锻造过程，在锻件的某些地方和添一些大于机械加工余量的金属，这种加添的金属称作余块 (见上图a)。

(3）锻件公差【锻件公差】锻件实际尺寸与基本尺寸之间所允许的误差。

公差值的大小是根据锻件形状、尺寸并考虑生产的具体情况而定的。

3．绘制锻件图在锻件图上，规定用粗实线绘出锻件的形状。

为了便于了解零件的形状和检查锻件的实际加工余量，在锻件图上还要用双点划线绘出零件的主要形状，如图10-27b。

（二）计算坯料质量与尺寸【坯料质量】坯料质量可按下式计算G 坯料 =G 锻件 +G 烧损 +G 料头式中 G 坯料——坯料质量G 锻件——锻件质量G 烧损——加热时由于坯料表面氧化而烧损的质量。

第一次加热取被加热金属的2~3%，以后每次加热取1.5~2.0%G 料头——在锻造过程中冲掉或切掉的那部分金属的质量。

如冲孔时坯料中部的料芯，修切端部的料头等。

当锻造大型锻件时，如采用钢锭作坯料，还要考虑应切掉的钢锭头部和尾部的质量。

2．坯料尺寸根据坯料质量即可确定坯料尺寸。

在计算坯料尺寸前，先要考虑锻造比。

【锻造比】是指坯料在锻造前后的断面积的比值。

对于拔长工序来说，其锻造比 R d 可按下式计算:R d =A 0 /A 1 或 L 1 /L 0式中 A 0 、 A 1 ——拔长前、后坯料的断面积；L 0 、 L 1 ——拔长前、后坯料的长度。

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。

齿轮自由锻工艺规程的制定齿轮锻造工艺规程的制定1.设计、绘制锻件图图—1 齿轮零件图因采用自由锻，所以应简化锻件外形以便锻造。

根据《锻造手册》——《圆环类自由锻件机械加工余量与公差（GB/T 15826-1995）》查得：锻件水平方向的双边余量和公差为a=(12±5)mm,锻件高度方向双边余量与公差为b=(7±2)mm,内孔双边余量和公差为：c=(16±7)mm,因此绘制齿轮的锻件图2。

图—2齿轮锻件图2.确定变形工步及中间坯料尺寸由锻件图—2知D=292mm,凸肩部分D肩=198mm，d=104mm,H=57mm.凸肩部分高度H肩=30mm,得到D肩/d=1.9,H/d=0.548.参照课本图3—48变形工序为：镦粗—冲孔—冲子扩孔。

根据锻件形状特点，各工步坯料尺寸如下：（1）镦粗由于锻件带有单面凸肩，需用垫环镦粗，如图—2，则应确定垫环尺寸。

垫环孔腔体积V垫应比锻件凸肩体积V肩大10%～15%，取13%，由式V肩=π（D肩2- d2）.H肩/4计算得V 肩=668876.5mm3.于是V垫=1.13×668876.5=755830.4mm3因冲孔时会使坯料产生拉缩，所以H垫应比锻件凸肩高度H肩增大15%～35%，取20%为宜。

H垫=1.2H肩=1.2×30=36mm垫环内径d垫根据体积不变原则得：d垫=1.13√（V垫/H垫）=163.7mm垫环内壁应有斜度（7'），上孔直径定为164mm，下端孔定位为155mm.为除去氧化皮，在垫环镦粗之前应进行自由镦粗，工艺过程如图—3所示。

自由镦粗后坯料的直径应略小于垫环内径，而经垫环镦粗后上端法兰部分应比锻件最大直径略小。

（2）冲孔冲孔时应注意两个问题，1、冲孔芯料损失小2、扩孔次数不能太多。

冲孔直径d冲应小于D/3,即d冲≤D/3=198/3=66mm.实际选用d冲=60mm。

（3）扩孔总扩孔量为锻件孔径减去冲孔直径，即104—60=44mm.按课本表3—4每次扩孔量为25～30mm，分配各次扩孔量，各次扩孔为20mm,24mm。

浅谈自由锻造摘要: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。

自由锻造所用工具和设备简单，通用性好，成本低。

同铸造毛坯相比，自由锻消除了缩孔、缩松、气孔等缺陷，使毛坯具有更高的力学性能。

锻件形状简单，操作灵活。

因此，它在重型机器及重要零件的制造上有特别重要的意义。

关键词: 自由锻，基本工序，特点自由锻造的基本工序自由锻工序分：基本工序，辅助工序，精整工序。

一、基本工序:主要是使金属产生一定程度的属性变形，以达到所需要的形状及尺寸。

如，镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转等.【拔长】也称延伸，它是使坯料横断面积减小、长度增加的锻造工序。

拔长常用于锻造杆、轴类零件。

拔长的方法主要有两种： 1、在平砧上拔长。

2、在芯棒上拔长。

锻造时，先芯棒插入冲好孔的坯料中，然后当作实心坯料进行拔长。

拔长时，一般不是一次拔成，先将坯料拔成六角形，锻到所需长度后，再倒角滚圆，取出芯棒。

为便于取出芯棒，芯棒的工作部分应有1：100 左右的斜度。

这种拔长方法可使空心坯料的长度增加，壁厚减小，而内径不变，常用于锻造套筒类长空心锻件。

【镦粗】是使毛坯高度减小，横断面积增大的锻造工序。

镦粗工序主要用于锻造齿轮坯、圆饼类锻件。

镦粗工序可以有效地改善坯料组织，减小力学性能的异向性。

镦粗与拔长的反复进行，可以改善高合金工具钢中碳化物的形态和分布状态。

镦粗主要有以下三种形式： 1、完全镦粗。

完全镦粗是将坯料竖直放在砧面上，在上砧的锤击下，使坯料产生高度减小，横截面积增大的塑性变形。

2、端部镦粗。

将坯料加热后，一端放在漏盘或胎模内，限制这一部分的塑性变形，然后锤击坯料的另一端，使之镦粗成形。

用漏盘的镦粗方法，多用于小批量生产；胎模镦粗的方法，多用于大批量生产。

在单件生产条件下，可将需要镦粗的部分局部加热，或者全部加热后将不需要镦粗的部分在水中激冷，然后进行镦粗。

您当前的位置：第四章>>第四节返回4.4 自由锻工艺4.4.1 自由锻的工艺特点一．应用设备和工具有很大的通用性，且工具简单，所以只能锻造形状简单的锻件，操作强度大，生产效率低。

二．自由锻可以锻出质量从不到1kg到200～300t的锻件。

对大型锻件，自由锻是唯一的加工方法，因此自由锻在重型机械制造中有特别重要的意义。

三．自由锻依靠操作者控制其形状和尺寸，锻件精度低，表面质量差，金属消耗也较多。

所以，自由锻主要用于品种多，产量不大的单件小批量生产，也可用于模锻前的制坯工序。

4.4.2 自由锻的基本工序无论是手工自由锻、锤上自由锻以及水压机上自由锻，其工艺过程都是由一些锻造工序所组成。

所谓工序是指在一个工作地点对一个工件所连续完成的那部分工艺过程。

根据变形的性质和程度不同，自由锻工序可分为：基本工序，如镦粗、拔长、冲孔、扩孔、芯轴拔长、切割、弯曲、扭转、错移、锻接等，其中镦粗、拔长和冲孔三个工序应用得最多；辅助工序，如切肩、压痕等；精整工序，如平整、整形等三类。

一．镦粗镦粗是使坯料的截面增大，高度减小的锻造工序。

镦粗有完全镦粗如图4-15所示和局部镦粗。

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4-16所示。

图4-16完全镦粗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。

镦粗的一般规则、操作方法及注意事项如下：1．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，如图4-17a所示。

工件镦弯后应将其放平，轻轻锤击矫正，如图4-17b所示。

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。

2．镦粗的始锻温度采用坯料允许的最高始锻温度，并应烧透。

坯料的加热要均匀，否则镦粗时工件变形不均匀，对某些材料还可能锻裂。

图2-17 局部镦粗a)漏盘上镦粗 b)胎膜内镦粗 c)中间镦粗图4-17 镦弯的产生和矫正（a）镦弯的产生 b)镦弯的矫正3．镦粗的两端面要平整且与轴线垂直，否则可能会产生镦歪现象。