材料成型基础之常用金属塑性成形方法.ppt

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1、第六章常用金属塑性成形方法⑴定义：自由锻造是利用冲击力或压力使金属材料在上下两个砧铁之间或锤头与砧铁之间产生变形，从而获得所需形状、尺寸和力学性能的锻件成形过程。自由锻6.1自由锻与模锻自由锻优点自由锻造自由锻缺点自由锻造⑵自由锻工艺规程自由锻造零件图--绘制锻件图--坯料质量和尺寸计算—选择锻造工序--加热坯料、锻打--检验--锻件⑵自由锻成形过程1）绘制锻件图绘制锻件图时要考虑:加工余量锻件公差敷料（工艺余块）自由锻造锻件加工余量：与零件的形状、尺寸、加工精度、表面粗糙度等因素有关，通常自由锻锻件的加工余量为4～6mm，它与生产的设备、工装精度、加热的控制和操作技术水平有关，零件越

2、大，形状越复杂，则余量就大。锻件公差：锻件公差是锻件名义尺寸的允许变动量，因为锻造操作中掌握尺寸有一定困难，外加金属的氧化和收缩等原因，使锻件的实际尺寸总有一定的误差。规定锻件的公差，有利于提高生产率。自由锻锻件的公差一般为±（1～2）mm。自由锻造3）坯料质量和尺寸计算①确定坯料质量：G坯=G锻+G烧+G切式中：G坯——坯料质量。G锻——锻件质量。G烧——加热时坯料因表面氧化而烧损的质量，第一次加热取被加热金属质量分数的2%~3%，以后各次加热取1.5%~2.0%；G切——锻造过程中被冲切掉的钢材质量。自由锻造②确定坯料尺寸首先根据材料的密度和坯料质量计算出坯料相应的体积；根据体积不

3、变原则和采用的基本工序类型（如拔长、镦粗等）的锻造比、高度与直径之比等；然后计算出坯料横截面积、直径或边长等尺寸。自由锻造当锻造件的第一工序为拔长时，则：F1≥Y锻F锻式中:F1—坯料的截面积；Y锻—锻造比，对于圆钢Y锻=1.3—1.5左右；F锻—锻件的最大截面积。注意：圆钢直径大小是标准的，如计算的坯料直径与圆钢标准直径不符，则应将坯料直径就近取成圆钢直径，然后再重新计算坯料高度H或长度L。自由锻造典型锻件的锻造比锻件名称计算部位锻造比锻件名称计算部位锻造比碳素钢轴类零件最大截面2.0~2.5锤头最大截面≥2.5合金钢轴类零件最大截面2.5~3.0水轮机主轴轴身≥2.5热轧辊辊身2.

4、5~3.0水轮机立柱最大截面≥3.0冷轧辊辊身3.5~5.0模块最大截面≥3.0齿轮轴最大截面2.5~3.0航空用大型锻件最大截面6.0~8.0自由锻造4）选择锻造工序、确定锻造温度和冷却规范等。①选择锻造工序分为基本工序、辅助工序、精整工序三类。基本工序：镦粗、拔长、冲孔等自由锻造盘类锻件轴及杆类锻件可采用镦粗、冲孔、压肩、整修可采用拔长、压肩、整修自由锻造筒及环类锻件弯曲类锻件可采用镦粗、冲孔、拔长、整修可采用拔长、弯曲自由锻造曲拐轴类锻件其他复杂锻件可采用拔长、分段、错移、整修可采用拔长、分段、镦粗、冲孔、整修自由锻造辅助工序：压肩、倒棱、压钳口等。精整工序：整形、清出表面氧化皮

5、等。自由锻造②锻造温度范围及加热冷却范围常用金属材料的锻造温度范围自由锻造合金种类始锻温度/℃终锻温度/℃碳素钢15，25，301200～1250750～80035，40，45120080060，65，T8,T101100800合金钢合金结构钢1150～1200800～850低合金工具钢1100～1150850高速钢1100～1150900有色金属H68850700硬铝470380锻后锻件的冷却：锻件仍有较高的温度，冷却时由于表面冷却快，内部冷的慢，锻件表里收缩不一，可能使一些塑性较低的或大型复杂锻件产生变形或开裂等缺陷。自由锻造锻件冷却方式常有下列3种：1）直接在空气中冷却（空冷），

6、此种多用于碳含量小于0.5%的碳钢和碳含量小于0.3%的低合金钢中小型锻件。2）在炉灰或干砂中缓冷对用于中碳钢、高碳钢和大多数低合金钢中的中型锻件。3）随炉缓冷锻后随即将锻件放入500到700摄氏度的炉中随炉缓冷，用于中碳钢和低合金钢的大型锻件以及高合金钢的重要锻件。自由锻造⑷自由锻典型过程举例—轴类、盘类、环类、筒类、弯曲类等①轴类件自由锻工序自由锻造锻件名称：齿轮轴坯料质量：2.8kg坯料规格：ф90x59mm锻件材料：40Cr锻造设备：150kg空气锤锻件图：火次温度（℃）操作说明简图11200～800镦粗拔长、打圆压肩拔长、打圆自由锻造②盘类件自由锻工序自由锻造锻件名称：双联齿

7、轮坯料质量：2.1kg坯料规格：ф65x83mm锻件材料：45钢锻造设备：150kg空气锤锻件图：火次温度（℃）操作说明简图11200～800镦粗压肩拔长、打圆自由锻造③环类件自由锻工序自由锻造④筒类件自由锻工序自由锻造⑤弯曲件自由锻工序自由锻造锻造设备：中小型锻件所采用的主要是空气锤，空气锤的吨位选择见下表或查锻造手册。自由锻造锤的吨位/kg150250400560锻件质量/kg6102640⑸自由锻件结构技术特征①自由锻件上应避免锥体、曲线