材料成形技術(shù)基礎(chǔ)-自由鍛.docx

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1、自由鍛自由鍛：利用沖擊力或壓力，使金屬在上、下砧鐵之間，產(chǎn)生塑性變形而獲得所需形狀、尺寸以及內(nèi)部質(zhì)量鍛件的一種加工方法。自由鍛造時(shí)，除與上、下砧鐵接觸的金屬部分受到約束外，金屬坯料朝其它各個(gè)方向均能自由變形流動(dòng)，不受外部的限制，故無(wú)法精確控制變形的發(fā)展。自由鍛分類(lèi)：手工鍛造和機(jī)器鍛造兩種。手工鍛造只能生產(chǎn)小型鍛件，生產(chǎn)率也較低。機(jī)器鍛造是自由鍛的主要方法。自由鍛的特點(diǎn)：工具簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短。自由鍛件的質(zhì)量范圍可由不及一千克到二、三百?lài)崳瑢?duì)于大型鍛件，自由鍛是唯一的加工方法，這使得自由鍛在重型機(jī)械制造中具有特別重要的作用，例如水輪機(jī)主軸、多拐曲軸、大型連桿、重要的齒輪等零件在工作

2、時(shí)都承受很大的載荷，要求具有較高的力學(xué)性能，常采用自由鍛方法生產(chǎn)毛坯。由于自由鍛件的形狀與尺寸主要靠人工操作來(lái)控制，所以鍛件的精度較低，加工余量大，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)率低。自由鍛主要應(yīng)用于單件、小批量生產(chǎn)，修配以及大型鍛件的生產(chǎn)和新產(chǎn)品的試制等。一、自由鍛工序自由鍛工序：基本工序、輔助工序和修整工序。（一）基本工序使金屬坯料產(chǎn)生一定程度的塑性變形，以得到所需形狀、尺寸或改善材質(zhì)性能的工藝過(guò)程。它是鍛件成形過(guò)程中必需的變形工序，如鐓粗、拔長(zhǎng)、彎曲、沖孔、切割、扭轉(zhuǎn)和錯(cuò)移等。實(shí)際生產(chǎn)中最常用的是鐓粗、拔長(zhǎng)和沖孔三個(gè)工序。１．鐓粗沿工件軸向進(jìn)行鍛打，使其長(zhǎng)度減小，橫截面積增大的操作過(guò)程。常用來(lái)鍛造齒

3、輪坯、凸緣、圓盤(pán)等零件，也可用來(lái)作為鍛造環(huán)、套筒等空心鍛件沖孔前的預(yù)備工序。鐓粗可分為全鐓粗和局部鐓粗兩種形式，如圖2-7所示。鐓粗時(shí)，坯料不能過(guò)長(zhǎng)，高度與直徑之比應(yīng)小于2.5，以免鐓彎，或出現(xiàn)細(xì)腰、夾層等現(xiàn)象。坯料鐓粗的部位必須均勻加熱，以防止出現(xiàn)變形不均勻。圖2-7鐓粗a）全鐓粗b）局部鐓粗２．拔長(zhǎng)拔長(zhǎng)是沿垂直于工件的軸向進(jìn)行鍛打，以使其截面積減小，而長(zhǎng)度增加的操作過(guò)程，如圖2-8所示。常用于鍛造軸類(lèi)和桿類(lèi)等零件。對(duì)于圓形坯料，一般先鍛打成方形后再進(jìn)行拔長(zhǎng)，最后鍛成所需形狀，或使用V型砧鐵進(jìn)行拔長(zhǎng)，如圖2-9所示，在鍛造過(guò)程中要將坯料繞軸線不斷翻轉(zhuǎn)。?圖2-8拔長(zhǎng)??????圖2-9使用

4、V型砧鐵拔長(zhǎng)圓坯料３．沖孔利用沖頭在工件上沖出通孔或盲孔的操作過(guò)程。常用于鍛造齒輪、套筒和圓環(huán)等空心鍛件，對(duì)于直徑小于25mm的孔一般不鍛出，而是采用鉆削的方法進(jìn)行加工。在薄坯料上沖通孔時(shí)，可用沖頭一次沖出。若坯料較厚時(shí)，可先在坯料的一邊沖到孔深的2／3深度后，拔出沖頭，翻轉(zhuǎn)工件，從反面沖通，以避免在孔的周?chē)鷽_出毛刺，如圖2-10所示。實(shí)心沖頭雙面沖孔時(shí)，圓柱形坯料會(huì)產(chǎn)生畸變。畸變程度與沖孔前坯料直徑D0、高度H0和孔徑d1等有關(guān)。D0/d1愈小，畸變愈嚴(yán)重，另外沖孔高度過(guò)大時(shí)，易將孔沖偏，因此用于沖孔的坯料直徑D0與孔徑d1之比（D0/d1）應(yīng)大于2.5，坯料高度應(yīng)小于坯料直徑。圖2-10

5、沖孔a）薄坯料沖孔b）厚坯料沖孔1－沖頭2－坯料3－墊環(huán)4－芯料?沖孔????????????錯(cuò)移???????????扭轉(zhuǎn)（二）輔助工序?yàn)槭够竟ば虿僮鞣奖愣M(jìn)行的預(yù)變形工序稱(chēng)為輔助工序（壓鉗口、切肩等）。（三）修整工序用以減少鍛件表面缺陷而進(jìn)行的工序（如校正、滾圓、平整等）。二、自由鍛工藝規(guī)程的制定制訂工藝規(guī)程、編寫(xiě)工藝卡片是進(jìn)行自由鍛生產(chǎn)必不可少的技術(shù)準(zhǔn)備工作，是組織生產(chǎn)、規(guī)范操作、控制和檢查產(chǎn)品質(zhì)量的依據(jù)。制訂工藝規(guī)程，必須結(jié)合生產(chǎn)條件、設(shè)備能力和技術(shù)水平等實(shí)際情況，力求技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理、操作上安全，以達(dá)到正確指導(dǎo)生產(chǎn)的目的。自由鍛工藝規(guī)程：根據(jù)零件圖繪制鍛件圖、計(jì)算坯料的質(zhì)量

6、與尺寸、確定鍛造工序、選擇鍛造設(shè)備、確定坯料加熱規(guī)范和填寫(xiě)工藝卡片等。（一）繪制自由鍛件圖以零件圖為基礎(chǔ)，結(jié)合自由鍛工藝特點(diǎn)繪制而成的圖形，它是工藝規(guī)程的核心內(nèi)容，是制定鍛造工藝過(guò)程和鍛件檢驗(yàn)的依據(jù)。鍛件圖必須準(zhǔn)確而全面反映鍛件的特殊內(nèi)容，如圓角、斜度等，以及對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)要求，如性能、組織等。繪制時(shí)主要考慮以下幾個(gè)因素：1．敷料對(duì)鍵槽、齒槽、退刀槽以及小孔、盲孔、臺(tái)階等難以用自由鍛方法鍛出的結(jié)構(gòu)，必須暫時(shí)添加一部分金屬以簡(jiǎn)化鍛件的形狀。為了簡(jiǎn)化鍛件形狀以便于進(jìn)行自由鍛造而增加的這一部分金屬，稱(chēng)為敷料，如圖2-11所示。2．鍛件余量在零件的加工表面上增加供切削加工用的余量，稱(chēng)之為鍛件余量，如圖

7、2-11所示。鍛件余量的大小與零件的材料、形狀、尺寸、批量大小、生產(chǎn)實(shí)際條件等因素有關(guān)。零件越大，形狀越復(fù)雜，則余量越大。3．鍛件公差鍛件公差是鍛件名義尺寸的允許變動(dòng)量，其值的大小與鍛件形狀、尺寸有關(guān)，并受生產(chǎn)具體情況的影響。圖2-11鍛件余量及敷料1—敷料2—鍛件余量自由鍛件余量和鍛件公差可查有關(guān)手冊(cè)。鋼軸自由鍛件的余量和鍛件公差，見(jiàn)表2-1。表2-1鋼軸自由鍛件余量和鍛件公差（雙邊）（mm）零件長(zhǎng)度零件直