1、锻 造,第一节 概述,对金属材料施加外力，使之产生塑性变形，改变其形状、尺寸及改善性能，用以制造原材料、毛坯或机械零件的成形方法,主要特点：1、产品的力学性能好2、节约金属材料和切削加工工时3、产品形状不能太复杂，尺寸精度不太高4、生产现场劳动条件较差,常用的锻造生产方式有： 自由锻造：用简单、通用的工具在自由锻设 备的上下抵铁间直接使坯料变形,工艺过程为：加热 锻制 冷却,模型锻造：在专用的模锻设备上，使坯料在 高强度金属制成的锻模内成形,胎模锻造：在自由锻设备上，使用活动锻模 使金属坯料成形,第二节 金属的加热和锻件的冷却,一、加热的目的和加热温度范围 塑性变形时，金属材料的塑性和变形抗力
2、综合反映了进行锻压生产的难易程度 随着加热温度的升高，金属材料的塑性升高、变形抗力降低，即其锻造性能变好,锻造以前对金属材料进行加热以提高其塑性和降低变形抗力，是锻造生产重要的工序,金属材料在锻造生产时允许加热的最高温度称始锻温度；必须及时停止锻造的温度称为终锻温度,始锻温度和终锻温度给定的温度区间称锻造温度范围,在保证不出现加热缺陷的前提下，始锻温度应尽量取高一些；在保证塑性足够的前提下，终锻温度应尽可能定低一些,常用钢材的锻造温度范围,实际生产中，随温度的不同，钢材对外表现出不同的颜色，锻造时即可以根据钢材的颜色大致估计其温度，称为“看火色”,钢材火色和温度的关系,二、加热炉（1）火焰反射
3、炉（2）室式炉（3）电阻炉（4）特型炉,三、加热缺陷及防止方法,加热过程中，若控制不当，会产生一些加热缺陷，这些缺陷轻者增大材料消耗，造成产品质量问题，重者造成废品，若不注意还会导致人身事故。所以，应对加热过程中可能出现的缺陷予以足够的重视。,加热时可能出现的加热缺陷有：,氧化和脱碳,产生原因：钢的表面和炉气中的氧化性气 体发生化学反应,表现形式：生成氧化皮；坯料表面含碳量减少,影 响：造成坯料体积损失， 使表面质量下降； 产品表面软化； 强度和耐磨性下降,减少方法：控制炉内的加热气氛； 减少坯料加热后在炉内的停留时间； 重要件采用少、无氧化加热。,2、过热和过烧,产生原因：加热到始锻温度或始
4、锻温度以上并 长时间保温,表现形式：材料的晶粒粗大；晶界氧化和晶粒 间低熔点杂质熔化,影 响：强度和塑性下降，冲击韧性下降更 为明显 ； 破坏了晶粒间的联系，坯料一经锻 打就会碎裂,防止方法：严格控制加热温度，特别是严格控制 坯料在高温下的停留时间,3、心部裂纹,产生原因：装炉温度过高或加热速度过快,表现形式：坯料表层和心部会出现比较大的 温差并引起温度应力,影 响：坯料中心部位受到拉应力的作用而 被拉裂,防止方法：低温装炉、分段加热 （装炉温度控制在600以下，以较慢 的速度加热到600左右，经一段 时间保温，使内外温度均匀后再快速 加热到始锻温度）,四、锻件的冷却 锻件锻后的冷却方式有三种
5、：,空冷：在无风的空气中，放在干燥的地 面上冷却,坑冷：放入充填有炉灰、砂子、石灰等 保温材料的坑中冷却,炉冷：锻制完成后，立即放入500 700 的加热炉中，随炉冷却至较低温度 后再出炉冷却,碳素结构钢和低合金结构钢的中、小型锻件用空冷；高合金钢一般采用冷却速度较慢的坑冷或炉冷,第三节 自由锻,用简单、通用的工具在自由锻设备的上、下抵铁间直接使坯料变形获得锻件的生产方法,优点：使用的工具简单；操作灵活；通过局 部成形组合出所需锻件的形状、尺寸,缺点：锻件的精度低，生产率低，工人技术 水平要求高，劳动强度大,应用：单件、小批、形状简单的锻件， 大型、重型锻件，尤其是特大型锻件,一、自由锻设备简
6、介,空气锤是生产小型自由锻件最常用的设备,基本动作： 空转、悬锤、 下压、单击、 连击,空气锤是将电能转化成压缩空气的压力能来产生打击力的,二、自由锻主要工序,基本工序：变形量较大的改变坯料形状和 尺寸，实现锻件基本成形的工序,辅助工序：为便于实施基本工序而预先使 坯料产生少量变形的工序,精整工序：基本工序之后进行的小量修 整工序,自由锻件的成形都是这三类工序的组合,自由锻基本工序1、镦粗 使坯料高度减小横截面积增大的锻造工序,用于锻造齿轮坯、饼块类、法兰类锻件；在锻造空心锻件时，作为冲孔前的辅助工序,镦粗坯料的原始高度H0与直径D0的比值应小于2.53 ，大于0.5,2、拔长 使坯料横截面积
7、减小而长度增加的工序,主要用于轴、杆类及长筒类锻件的成形，也可用于和镦粗工序一起增大变形量,被拔长部分L=(0.30.7)B, B为抵铁宽度 ；边拔长，边翻转,3、冲孔 用冲子在坯料上锻出通孔或不通孔的工序,用于各类带孔锻件,拍平端面；较薄的坯料通常采用单面冲孔；厚度较大的锻件，一般采用双面冲孔法,4、芯轴拔长和芯棒扩孔,减小空心坯料的壁厚而增加其长度，适用于锻造长筒形锻件,使坯料的壁厚减薄，内、外径同时增大的工序，适用于锻造圆环类锻件,5、弯曲 使坯料弯成一定的角度和形状的工序,6、扭转 将坯料的一部分相对于另一部分旋转一定角度的工序,6. 切割 分割坯料或切除锻件多余部分的工序,第四节 自
8、由锻工艺设计简介,1、绘制锻件图 余块：简化锻件形状，便于锻造 余量：所有面都应添加加工余量 公差：所有尺寸都应给出锻件公差，数值较大,画法：锻件轮廓用粗实线绘出；零件基本形状用双点划线表示；锻件尺寸和公差标注于尺寸线上方；零件公称尺寸标注在相应锻件尺寸下方（或后方）的括弧内,2确定变形工序 依据锻件的结构形状确定,盘块类： 锻粗冲孔； 局部锻粗冲孔轴杆类: 拔长； 拔长切肩锻台阶； 局部镦粗拔长 圆筒类：锻粗冲孔芯轴拔长 圆环类：锻粗冲孔芯轴扩孔弯曲类：拔长弯曲,三、计算坯料的质量及尺寸 坯料质量 = 锻件质量 + 氧化损失 + 截料损失,锻件质量：按锻件的密度和体积计算氧化损失：与加热炉的
9、种类有关 （钢料在火焰炉中加热时，首次加热 的损失按锻件体积的2%3%计算， 以后各次加热的损失按每次1.5% 2%计算） 截料损失：指冲孔、修整锻件形状等截去的金属 （截料损失的多少与锻件形状的复杂 程度和工人操作的技术水平有关）,坯料具体尺寸与所选用的锻造工序特别是首道工序有关,首道工序是镦粗时：圆截面坯料： 方截面坯料：,首道工序是拔长时：圆截面坯料： 方截面坯料： （S为坯料最大横截面积）,四、确定锻造温度范围及锻后处理规范 坯料的锻造温度范围和加热方式、锻件的冷却方式、热处理工艺、检验标准和检验方法，都应根据技术要求和实际生产条件确定，并填写在工艺卡片上,自由锻工艺设计示例,1、零件结构分析 2、绘制锻件图 3、确定变形工序 拔长切肩锻台阶 4、计算坯料质量和尺寸,台阶轴零件如图所示，材料为45钢，小批生产。,锻造安全技术要求,1.实习前要穿好工作服，戴好手套。2.检查所需使用的工具是否安全、可靠。3.操作前工具、材料及相关物品必须摆放整齐，并清除设备周围的一切障碍物。4.严禁身体的任何部位进入锻造设备落下部分的下方。5.去除砧面上的杂物应用刷子或扫帚，不得用嘴吹或用手直接清除。6.操作时要思想集中，注意姿势正确。7.不要站立在容易飞出火星和料边的地方。8.不要用手触摸或脚踏未冷透的工件，避免烫伤。9.不准击打冷的工件，防止工件飞出来打伤人。,
