D0 130mm
'
H 0 V0 /(

' D0 ) 3239046 /( 130 2 ) 244 mm 4 4
2

2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
齿轮零件自由锻工艺过程
4. 选择锻造设备 锻锤吨位可按下式进行近似计算，
G=（0.002～0.003）KS
K可由文献查得，为安全起见，取最大值13，镦 粗后锻件的横截面积S最大不超过锻件的横截面积，
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
3. 选择锻造工序
1)盘类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
3. 选择锻造工序
1)盘类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔
下料
镦粗
镦挤台阶
冲孔
滚圆
平整
齿轮坯的锻造过程
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
可按锻件的最大横截面积计算，为716cm2。经计算，
所需锻锤最大吨位为G=0.003×13×716=28kg，因此 可选0.25以上吨自由锻锤。 5. 确定锻造温度范围 45钢的始锻温度为1200℃，终锻温度为800℃。
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
齿轮零件自由锻工艺过程
6.填写工艺卡片
锻件名称 材料 加热火次 锻件图
φ 302±5 （φ 290）
62±4 （52） 28±4 （18）
齿轮坯 45 1
工艺类别 设备 坯料图
自由锻 0.5t空气锤
锻造温度范围1200℃～800℃
φ 131±6 （φ 145） φ 214±5 （φ 202）
齿轮零件自由锻工艺过程
序号 工序名称 工序简图 使用工具 操作要点
烧损率δ（％） 首次 2.5~4 2~3 1.5~2.5 1~1.5 <0.5 以后各次 1.5~2.0 1.5~2.0 1.5~2.0 1.5~2.0 1.5~2.0
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
2. 毛坯质量和尺寸的计算
2）毛坯尺寸： V m / 坯 坯
1.25 H0 2.5 D0
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
摇杆轴自由锻工艺过程
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
摇杆轴自由锻工艺过程
锻件名称 材料 加热火次 摇杆轴毛坯 40Cr 2 工艺类别 设备 自由锻 150kg空气锤
锻造温度范围1180℃--850℃
锻 件 图
坯 料 图
2.3 塑性加工工艺设计
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
3.选择锻造工序
3)筒类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、心轴上拔长
下料
镦粗
冲孔
心轴拔长
锻件
圆筒的锻造过程
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
3.选择锻造工序
4)环类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、心轴上扩孔
2.3 塑性加工工艺设计
φ 131±6 （φ 145） φ 214±5 （φ 202）
齿轮锻件图
齿轮坯锻件三维模型
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
齿轮零件自由锻工艺过程
2）确定变形工序
垫环局部镦粗——冲孔——冲子扩孔
1
2
3
φ 214
13
φ 130 φ 302
4
5
6
1—下料；2—镦粗；3—垫环局部镦粗；4—冲孔；5—冲子扩孔（三次）；6—修整 齿轮锻造工艺过程
28 62
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
齿轮零件自由锻工艺过程
3）计算原始坯料体积与尺寸
（1）原始坯料体积
V0 (V锻件 V芯料 ) (1 )
V0 3239046 3 mm
（2）原坯料直径和高度
D0 (0.8 ~ 1.0)3 V坯 (0.8 ~ 1.0)3 3239046 118.4 ~ 148mm
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
1. 绘制锻件图
3)锻件公差:由于操作技术水平的差异以及对锻件收缩量
估计误差，锻件的实际尺寸与其基本尺寸之间必存在偏差。
典型锻件图
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
2. 毛坯质量和尺寸的计算
1）质量：m坯=m锻件+m烧损+m料头
加热方式 室式烧炉 油炉 煤气炉 电阻炉 接触感应电加热
3.选择锻造工序
6)弯曲类件:拔长（镦粗、拔长）、弯曲
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
齿轮零件自由锻工艺过程
零件材料为45钢，生产数量为20件。
(a) 正面
(b)设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
齿轮零件自由锻工艺过程
+0.0 φ 290-0.1 φ 268 φ 230 φ 182 其余 1.6
锻造温度范围1200℃--800℃
序号 工序名称
工序简图
使用工具
操作要点
1
镦粗
火钳镦粗 漏盘
控制镦粗后的高度 为61mm
2
冲孔
火钳镦粗 漏盘冲子 冲孔漏盘
1．注意冲子对中； 2．采用双面冲孔， 左图为工件翻转后 将孔冲透的情况
序号 工序名称
工序简图
使用工具
操作要点
3
修整外圆
火钳冲子
边轻打边旋转锻件， 使外圆消除弧形并 达到
火钳、镦粗漏 盘、冲子和扩 注意冲子对中 孔漏盘
6
三次扩孔
火钳、镦粗漏 盘、冲子和扩 注意冲子对中 孔漏盘
7
修整外圆
火钳和冲子
边轻打边旋转锻件， 使外圆消除弧形并 达到直径为 302±5mm
8
修整平面
轻打（如砧面不平 火钳和镦粗漏 还要打边转动锻 盘 件），使锻件厚度 达到62±4mm
2.3 塑性加工工艺设计
1
3
摔圆及 修整
边轻打边旋 转锻件； 圆嘴钳摔 将拔长部分 子 摔圆至 Φ40±1mm
压肩 2 4
圆嘴钳 压肩
掉头； 边轻打边旋 转锻件
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
摇杆轴自由锻工艺过程
火 次 序 号 工序名 称 工序简图 使用工 具 操作要点
5
拔长
圆嘴钳
边轻打边旋转 锻件；将压肩 一端拔长至直 径≮41mm
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
摇杆轴自由锻工艺过程
火次 序号 工序名称 工序简图 使用工具 操作要点
1
压肩
圆嘴钳 压肩摔子
边轻打边 旋转锻件
1 拔长 将压肩一 端拔长至 直径 ≮41mm
2
圆嘴钳
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
摇杆轴自由锻工艺过程
火次 序号 工序名称 工序简图 使用工具 操作要点
2 摔圆及 修整 圆嘴钳 摔子 边轻打边旋转 锻件；将拔长 部分摔圆至 Φ40±1mm
6
摇杆轴自由锻工艺过程
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
接盘毛坯自由锻工艺过程
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
锻件名称 材料 加热火次 齿轮坯 45 2 锻 件 图 工艺类别 设备 自由锻 65kg空气锤 坯 料 图
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
制定工艺规程的目的：
组织生产过程
规定操作规范 控制和检查产品质量
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
自由锻工艺规程的内容：
绘制锻件工艺图 计算坯料的质量和尺寸 锻造工序的选择 选定锻压设备、确定锻造温度范围 加热与冷却规范 填写工艺卡片
3. 选择锻造工序
2) 轴类件:拔长（镦粗、拔长）、切肩、锻台阶
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
3. 选择锻造工序
2)轴类件:拔长（镦粗、拔长）、切肩、锻台阶
下料
拔长
镦台阶
拔长
传动轴的锻造过程
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
3. 选择锻造工序
3)筒类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、心轴上拔长
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
1. 绘制锻件图--以零件图为基础
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
1. 绘制锻件图
1) 锻件敷料
敷料
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
1. 绘制锻件图
2)锻件余量
锻件余量
2.3 塑性加工工艺设计
计算圆形截面毛坯直径（或方形截面边长）的公式：
D0 (0.8 ~ 1.0)3 V坯
H 0 V坯 /(
a0 (0.75 ~ 0.9)3 V坯
' H 0 V坯 / a 0 2

4
' D0 )
2
2.3 塑性加工工艺设计
2.3.1 自由锻工艺规程的制定
3. 选择锻造工序
1)盘类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔 2)轴类件:拔长（镦粗、拔长）、切肩、锻台阶 3)筒类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、心轴上拔长 4)环类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、心轴上扩孔 5)曲轴类件:拔长（镦粗、拔长）、错移、锻台阶、扭转 6)弯曲类件:拔长（镦粗、拔长）、弯曲