李詠梅

【摘要】自由鍛造是利用沖擊力或壓力使金屬在上下砧面間各個(gè)方向自由變形，不受任何限制而獲得所需形狀及尺寸和一定機(jī)械性能的鍛件的一種加工方法，簡(jiǎn)稱自由鍛。

自由鍛造所用工具和設(shè)備簡(jiǎn)單，通用性好，成本低。同鑄造毛坯相比，自由鍛消除了縮孔、縮松、氣孔等缺陷，使毛坯具有更高的力學(xué)性能。鍛件形狀簡(jiǎn)單，操作靈活。因此，它在重型機(jī)器及重要零件的制造上有特別重要的意義。

【關(guān)鍵詞】自由鍛，基本工序，特點(diǎn)

【中圖分類號(hào)】TG316.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158（2013）01—0194-02

自由鍛造的基本工序

自由鍛工序分：基本工序，輔助工序，精整工序。

一、基本工序

主要是使金屬產(chǎn)生一定程度的屬性變形，以達(dá)到所需要的形狀及尺寸。

如，鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、切割、彎曲、扭轉(zhuǎn)等

二、輔助工序

是為基本工序的操作方便而進(jìn)行的一些預(yù)先變形工序。

如，壓鉗口、壓肩等。

三、精整工序

在終端溫度下進(jìn)行。如清理鍛件表面的凸凹不平及整形等，主要用來(lái)減

少鍛件表面缺陷的工序。

【拔長(zhǎng)】也稱延伸，它是使坯料橫斷面積減小、長(zhǎng)度增加的鍛造工序。拔

長(zhǎng)常用于鍛造桿、軸類零件。拔長(zhǎng)的方法主要有兩種：

1、在平砧上拔長(zhǎng)。

2、在芯棒上拔長(zhǎng)。鍛造時(shí)，先芯棒插入沖好孔的坯料中，然后當(dāng)作實(shí)心坯料進(jìn)行拔長(zhǎng)。拔長(zhǎng)時(shí)，一般不是一次拔成，先將坯料拔成六角形，鍛到所需長(zhǎng)度后，再倒角滾圓，取出芯棒。為便于取出芯棒，芯棒的工作部分應(yīng)有1：100左右的斜度。這種拔長(zhǎng)方法可使空心坯料的長(zhǎng)度增加，壁厚減小，而內(nèi)徑不變，常用于鍛造套筒類長(zhǎng)空心鍛件。

鐓粗

【鐓粗】是使毛坯高度減小，橫斷面積增大的鍛造工序。鐓粗工序主要用于鍛造齒輪坯、圓餅類鍛件。鐓粗工序可以有效地改善坯料組織，減小力學(xué)性能的異向性。鐓粗與拔長(zhǎng)的反復(fù)進(jìn)行，可以改善高合金工具鋼中碳化

物的形態(tài)和分布狀態(tài)。

鐓粗主要有以下三種形式：

1、完全鐓粗。完全鐓粗是將坯料豎直放在砧面上，在上砧的錘擊下，使坯料產(chǎn)生高度減小，橫截面積增大的塑性變形。

2、端部鐓粗。將坯料加熱后，一端放在漏盤或胎模內(nèi)，限制這一部分的塑性變形，然后錘擊坯料的另一端，使之鐓粗成形。用漏盤的鐓粗方法，多用于小批量生產(chǎn)；胎模鐓粗的方法，多用于大批量生產(chǎn)。在單件生產(chǎn)條件下，可將需要鐓粗的部分局部加熱，或者全部加熱后將不需要鐓粗的部分在水中激冷，然后進(jìn)行鐓粗。

3、中間鐓粗。這種方法用于鍛造中間斷面大，兩端斷面小的鍛件，例如雙面都有凸臺(tái)的齒輪坯就采用此法鍛造。坯料鐓粗前，需先將坯料兩端拔細(xì)，然后使坯料直立在兩個(gè)漏盤中間進(jìn)行錘擊，使坯料中間部分鐓粗。

為了防止鐓粗時(shí)坯料彎曲，坯料高度h與直徑d之比h/d≤2.5。

沖孔

【沖孔】是在坯料上沖出透孔或不透孔的鍛造工序。沖孔的方法主要有以下兩種：

1、雙面沖孔法。用沖頭在坯料上沖至2/3-3/4深度時(shí)，取出沖頭，翻轉(zhuǎn)坯料，再用沖頭從反面對(duì)準(zhǔn)位置，沖出孔來(lái)。

2、單面沖孔法。厚度小的坯料可采用單面沖孔法。沖孔時(shí)，坯料置于墊環(huán)上，一略帶錐度的沖頭大端對(duì)準(zhǔn)沖孔位置，用錘擊方法打入坯料，直至孔穿透為止。

彎曲

【彎曲】采用一定的工模具將坯料彎成所規(guī)定的外形的鍛造工序，稱為彎曲。

常用的彎曲方法有以下兩種：

1、鍛錘壓緊彎曲法。坯料的一端被上、下砧壓緊，用大錘打擊或用吊車?yán)硪欢?，使其彎曲成形?/p>

2、模彎曲法。在墊模中彎曲能得到形狀和尺寸較準(zhǔn)確的小型鍛件。

切割

【切割】是指將坯料分成幾部分或部分地割開(kāi)，或從坯料的外部割掉一部分，或從內(nèi)部割出一部分的鍛造工序。

錯(cuò)移

【錯(cuò)移】是指將坯料的一部分相對(duì)另一部分平行錯(cuò)開(kāi)一段距離，但仍保持軸心平行的的鍛造工序，常用于鍛造曲軸零件。錯(cuò)移時(shí)，先對(duì)坯料進(jìn)局部切割，然后在切口兩側(cè)分別施加大小相等、方法相反且垂直于軸線的沖擊力或壓力，使坯料實(shí)現(xiàn)錯(cuò)移。

鍛接

【鍛接】是將坯料在爐內(nèi)加熱至高溫后，用錘快擊，使兩者在固態(tài)結(jié)合的鍛造工序。鍛接的方法有搭接、對(duì)接、咬接等。鍛接后的接縫強(qiáng)度可達(dá)被

連接材料強(qiáng)度的70%-80%。

扭轉(zhuǎn)

【扭轉(zhuǎn)】是將毛料的一部分相對(duì)于另一部分繞其軸線旋轉(zhuǎn)一定角度的鍛造工序。該工序多用于鍛造多拐曲軸和校正某些鍛件。小型坯料扭轉(zhuǎn)角度不大時(shí)，可用錘擊方法。

自由鍛工藝規(guī)程的制定

1、分析零件圖設(shè)計(jì)繪制鍛件圖

鍛件圖即是在零件圖的基礎(chǔ)上+鍛件余量+鍛件公差+余塊所組成的圖紙

2、坯料質(zhì)量的計(jì)算

鍛件坯料體積包括鍛件的體積和鍛造過(guò)程中的各種體積損失，如加熱時(shí)的表面氧化、燒損等。

鍛件坯料質(zhì)量的計(jì)算可以按下公式計(jì)算M坯=M鍛+M燒損+M切+M芯

3、坯料尺寸計(jì)算

根據(jù)已算得鍛件質(zhì)量和截面積大小定：坯料質(zhì)量÷材料的比重=坯料體積。

4、選擇鍛造工序、確定鍛造溫度。

5、選擇確定鍛造設(shè)備。

6、規(guī)定有關(guān)技術(shù)要求、編寫工藝卡等。

自由鍛造特點(diǎn)

1）軟件自動(dòng)計(jì)算功能極大地提高工作效率：

軟件可自動(dòng)給出下料重量、鍛件重量、及零件重量，十分迅速，使您省

去繁瑣的計(jì)算和查詢手冊(cè)的工作，極大地提高您的效率，60秒就可以輕松完成一張完整的工藝卡。

軟件還具有的鍛件鍛前加熱規(guī)范、鍛后熱處理工藝，給工藝人員在做熱處理工藝時(shí)一個(gè)很好的參考依據(jù)。一個(gè)工藝工程師可以做幾個(gè)人的工作量，可以節(jié)約很多人力資源成本。

2）特殊圖形和工藝：

任何復(fù)雜圖形及特殊的工藝都可以利用軟件的制圖功能進(jìn)行自行制作并可以儲(chǔ)存，鍛造工藝卻可以自動(dòng)生成，也可以自行修改工藝。

3）準(zhǔn)確的材料利用率：

鍛前就可以準(zhǔn)確地給出熱耗和工藝損耗（函數(shù)程序準(zhǔn)確計(jì)算的），可以使您在鍛打產(chǎn)品前就可以給出材料的成本核算，利于您的準(zhǔn)確報(bào)價(jià)。

4）多級(jí)臺(tái)階軸的優(yōu)化和法蘭胎膜制作功能：

多級(jí)臺(tái)階軸可以預(yù)先模擬出幾種各級(jí)的鍛件圖形進(jìn)行比較，可以很直觀地觀察出哪一種方案最佳，取最佳方案進(jìn)行鍛打，法蘭胎膜制作功能，在實(shí)際使用中效果也很顯著，鍛件還列有鍛打工步可作為工人師傅的鍛打依據(jù)。

5）減少了材料的浪費(fèi)：

避免新產(chǎn)品的反復(fù)試驗(yàn)工藝而造成損失；避免人為因素的失誤和錯(cuò)誤而造成損失；準(zhǔn)確的材料重量計(jì)算可以提高材料利用率。

6）強(qiáng)大的自動(dòng)計(jì)算和數(shù)據(jù)功能：

軟件包含的幾十類數(shù)千種鍛件的工藝、數(shù)萬(wàn)種材料牌號(hào)、各類技術(shù)要求、所有噸位的鍛錘和水壓機(jī)、圖形的參數(shù)化都會(huì)給您帶來(lái)極大的方便（避免繁瑣的手冊(cè)查詢工作）。

7）方便管理及有利于提高企業(yè)形象：

工藝卡片可以根據(jù)您的客戶分類而自動(dòng)存貯在軟件里，可以隨時(shí)調(diào)用，不用另存其他地方，便于管理者和工藝人員查看。規(guī)范化的設(shè)計(jì)和管理，也利于提高企業(yè)形象。

8）軟件具有很強(qiáng)的升級(jí)功能：

隨著貴公司的工藝水平的改進(jìn)、或者各個(gè)時(shí)期不同工藝都可以取精華編制在軟件里，使公司里鍛造工藝具有連續(xù)性和升級(jí)性，不至于使工藝人為流失。

9）操作簡(jiǎn)單：

使用十分方便，即使不熟悉計(jì)算機(jī)的人，也能很容易掌握；不用另制作工藝卡，可以直接用打印機(jī)打出和分類保存在電腦里。

結(jié)論

鍛造是機(jī)械制造中常用的成形方法。通過(guò)鍛造能消除金屬的鑄態(tài)疏松及焊合孔洞，鍛件的機(jī)械性能一般優(yōu)于同樣材料的鑄件。機(jī)械中負(fù)載高、工作條件嚴(yán)峻的重要零件，除形狀較簡(jiǎn)單的可用軋制的板材、型材或焊接件外，多采用鍛件。

鍛造按坯料在加工時(shí)的溫度可分為冷鍛和熱鍛。冷鍛一般是在室溫下加工，熱鍛是在高于坯料金屬的再結(jié)晶溫度上加工。有時(shí)還將處于加熱狀態(tài)，但溫度不超過(guò)再結(jié)晶溫度時(shí)進(jìn)行的鍛造稱為溫鍛。不過(guò)這種劃分在生產(chǎn)中并不完全統(tǒng)一。

參考文獻(xiàn)

[1]劉潤(rùn)廣，鍛造工藝學(xué)，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2002.

[2]林法禹，特種鍛壓工藝，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.