自由锻造工艺规程的编制及举例
2010-06-13 21:52
三、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。

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。

对于镦粗工序来说，其锻造比 (R u )可按下式计算:
R u =A 1 /A 0 或H 0 /H 1
式中 A 0 、 A 1 ——镦粗前、后坯料的断面积；
H 0 、 H 1 ——镦粗前、后坯料的高度。

确定坯料的尺寸时，应满足对锻件的锻造比要求，并应考虑变形工序对坯料尺寸的限制。

采用镦粗法锻造时，为避免镦弯，坯料的高径比 (H 0 /D 0 <2.5)。

但为下料方便，坯料高径比还应大于1.25。

根据坯料质量，由下式求出坯料体积 V 坯。

V 坯 =m 坯 / ρ
ρ——金属密度。

对于钢铁ρ =7.85kg/dm 3 。

然后，求出坯料横截面积A 0 。

采用拔长法锻造时，由公式：
A 0 =R d A 1
因锻后横截面积A 1 可知，故可求出A 0 ( 坯料为钢锭时，锻造比R d 取2.3～3.0；坯料为轧材时， R d 取l.3～1.5)，最后可求出坯料直径或边长。

（三）制定锻造工序
根据不同类型的锻件选用不同的锻造工序。

工序确定后，尚须确定所用的工夹具、加热设备、加热和冷却规范及根据锻件质量确定锻造设备。

（四）自由锻件的锻造工艺规程举例。

自由锻件的锻造工艺规程举例见下表。