1、第4章 自由鍛主要工序分析第4章 自由鍛主要工序分析 第四章第四章自由鍛主要工序分析自由鍛主要工序分析第4章 自由鍛主要工序分析4.1 4.1 自由鍛工藝過程特征和工序分類自由鍛工藝過程特征和工序分類4.1.1 4.1.1 自由鍛工藝過程特征自由鍛工藝過程特征（1 1）工具簡單，通用性強，靈活性大，）工具簡單，通用性強，靈活性大，適合單件和小批鍛件的生產。適合單件和小批鍛件的生產。（2 2）工具與坯料部分接觸，逐步變形，）工具與坯料部分接觸，逐步變形，所需設備功率比模鍛小，可鍛造大型鍛所需設備功率比模鍛小，可鍛造大型鍛件。件。（3 3）靠人工操作控制鍛件的形狀和尺寸，）靠人工操作控制鍛件的形狀

2、和尺寸，效率低、勞動強度大。效率低、勞動強度大。第4章 自由鍛主要工序分析4.1.2 4.1.2 自由鍛工序分類自由鍛工序分類（1) 1)基本工序：鐓粗、拔長、沖孔、芯基本工序：鐓粗、拔長、沖孔、芯軸擴孔、芯軸拔長、彎曲軸擴孔、芯軸拔長、彎曲切割切割錯移錯移扭轉、鍛接等。扭轉、鍛接等。（2)2)輔助工序：鋼錠倒棱、預壓鉗把、分輔助工序：鋼錠倒棱、預壓鉗把、分段壓痕等。段壓痕等。（3)3)修整工序：鼓形滾圓、端面平整、彎修整工序：鼓形滾圓、端面平整、彎曲校正等。曲校正等。第4章 自由鍛主要工序分析第4章 自由鍛主要工序分析4.2 4.2 鐓粗鐓粗 定義：使坯料高度減小而橫截面積增大的鍛定義：使坯

3、料高度減小而橫截面積增大的鍛造工序造工序。 用途用途: :將高徑（寬）比大的坯料鍛成高徑（寬）比小將高徑（寬）比大的坯料鍛成高徑（寬）比小的餅塊件；的餅塊件；2. 鍛造空心鍛件在沖孔前使坯料橫截面增大和平鍛造空心鍛件在沖孔前使坯料橫截面增大和平整整；鍛造軸桿鍛件可以提高后續(xù)拔長工序的鍛造比鍛造軸桿鍛件可以提高后續(xù)拔長工序的鍛造比；提高鍛件的力學性能等。提高鍛件的力學性能等。第4章 自由鍛主要工序分析4.2.1 4.2.1 平砧鐓粗平砧鐓粗主要方法主要方法: : 平砧鐓粗、墊環(huán)鐓粗和局部鐓粗。平砧鐓粗、墊環(huán)鐓粗和局部鐓粗。平 砧 鐓 粗 動 畫第4章 自由鍛主要工序分析1. 1. 平砧鐓粗變形分

4、析平砧鐓粗變形分析hrIIIIIIIIIIII 圖圖4.2 4.2 平砧鐓粗變形分布與應力狀態(tài)分析平砧鐓粗變形分布與應力狀態(tài)分析第4章 自由鍛主要工序分析區(qū)域區(qū)域：難變形區(qū)：難變形區(qū)；區(qū)域區(qū)域：大變形區(qū)：大變形區(qū)；區(qū)域區(qū)域：小變形區(qū)，變形程度介于區(qū)域：小變形區(qū)，變形程度介于區(qū)域與區(qū)域與區(qū)域之間之間。變形結果：變形不均勻，易出現缺陷。變形結果：變形不均勻，易出現缺陷。根據鐓粗后網格的變形程度分為三個變形區(qū)根據鐓粗后網格的變形程度分為三個變形區(qū): :第4章 自由鍛主要工序分析2. 2. 鐓粗坯料容易出現的缺陷：鐓粗坯料容易出現的缺陷：( () ) 坯料側面出現鼓形，可能引起表面縱裂坯料側面出現鼓形

5、，可能引起表面縱裂；( () ) 坯料上下兩端出現粗大的鑄造組織坯料上下兩端出現粗大的鑄造組織；( () ) 坯料內部變形不均勻，晶粒大小不均勻，鍛件性坯料內部變形不均勻，晶粒大小不均勻，鍛件性能也不能也不 均勻；均勻；( () ) 高徑比較大的坯料，易產生縱向彎曲高徑比較大的坯料，易產生縱向彎曲, , 變形失穩(wěn)。變形失穩(wěn)。第4章 自由鍛主要工序分析第4章 自由鍛主要工序分析3. 3. 為減少缺陷采取的措施為減少缺陷采取的措施. .預熱模具，使用潤滑劑：如玻璃粉、石墨粉等預熱模具，使用潤滑劑：如玻璃粉、石墨粉等；. .凹形毛坯鐓粗凹形毛坯鐓粗 ；第4章 自由鍛主要工序分析. .軟金屬墊鐓粗軟金

6、屬墊鐓粗； 圖圖4.6 4.6 軟金屬墊鐓粗軟金屬墊鐓粗 第4章 自由鍛主要工序分析4.4.疊鐓、套環(huán)內鐓粗疊鐓、套環(huán)內鐓粗；5.5.反復鐓粗、拔長；反復鐓粗、拔長； 圖圖4.7 4.7 疊料鐓粗疊料鐓粗第4章 自由鍛主要工序分析6.6.限制坯料的高徑比限制坯料的高徑比H0/D0=2.5H0/D0=2.5HO/D0=1.45HO/D0=1.45H0/D0=1H0/D0=10.670.67H0/D0=0.22H0/D0=0.22圖圖4.3 4.3 不同髙徑比坯料鐓不同髙徑比坯料鐓 粗的變形情況粗的變形情況第4章 自由鍛主要工序分析4.2.2 4.2.2 墊環(huán)鐓粗墊環(huán)鐓粗 ：單個墊環(huán)鐓粗、兩個墊環(huán)

7、鐓粗。：單個墊環(huán)鐓粗、兩個墊環(huán)鐓粗。單墊環(huán)鐓粗雙墊環(huán)鐓粗第4章 自由鍛主要工序分析墊環(huán)鐓粗的關鍵墊環(huán)鐓粗的關鍵：能否鍛出所要求的凸肩高度。能否鍛出所要求的凸肩高度。局 部 鐓 粗 .SWF第4章 自由鍛主要工序分析坯料高度與直徑之比（坯料高度與直徑之比（H H0 0/ /D D0 0）、環(huán)孔）、環(huán)孔與坯料直徑之比與坯料直徑之比( (d d/ /D D0 0) )、變形程度（、變形程度（H H）、）、環(huán)孔斜度（環(huán)孔斜度（）及摩擦條件等。）及摩擦條件等。分流面的位置與下列因素有關：分流面的位置與下列因素有關：第4章 自由鍛主要工序分析4.2.3 4.2.3 局部鐓粗局部鐓粗 : : 作用：鍛造凸肩

8、直徑和高度較大的餅塊鍛件，作用：鍛造凸肩直徑和高度較大的餅塊鍛件，或端部帶有較大法蘭的軸桿鍛件?；蚨瞬繋в休^大法蘭的軸桿鍛件。特點：與平砧鐓粗相似，但受特點：與平砧鐓粗相似，但受“剛端剛端”的的影響影響。第4章 自由鍛主要工序分析第4章 自由鍛主要工序分析4.3 4.3 拔長拔長定義：使坯料橫截面減小而長度增加的鍛造工序定義：使坯料橫截面減小而長度增加的鍛造工序。 用途用途: :成形軸桿類鍛件成形軸桿類鍛件； 改善鍛件內部質量改善鍛件內部質量。拔 長 動 畫 演 示第4章 自由鍛主要工序分析1. 1.變形程度表示：以坯料拔長前后截面積之變形程度表示：以坯料拔長前后截面積之比比鍛造比鍛造比K K

9、L L表示，表示，KL=A0A. .變形參數：設拔長前變形區(qū)的長、寬、高分別變形參數：設拔長前變形區(qū)的長、寬、高分別為為l l0 0、b b0 0、h h0 0，拔長后變形區(qū)的長、寬、高分別為，拔長后變形區(qū)的長、寬、高分別為l l、b b、h h，送進量，送進量l l0 0 ，相對送進量，相對送進量l l0 0/h/h0 0 ，壓下量，壓下量hhh h0 0h h，展寬量展寬量bbb bb b0 0, ,拔長量拔長量lll ll l0 0。4.3.1 4.3.1 矩形截面坯料和圓形截面坯料的拔長矩形截面坯料和圓形截面坯料的拔長第4章 自由鍛主要工序分析第4章 自由鍛主要工序分析影響拔長效率的因

10、素影響拔長效率的因素1. 1.送進量送進量l l：通常取：通常取l=l=（0.40.40.80.8）b b ；2.2.壓下量壓下量h h ：hh大，大，效率高，在材料塑性效率高，在材料塑性允許的前提下，盡量允許的前提下，盡量提高。提高。拔長變形實質：一系列鐓粗工序的疊加組合拔長變形實質：一系列鐓粗工序的疊加組合。3 3拔長工序分析拔長工序分析 圖圖4.11 4.11 矩形截面拔長矩形截面拔長第4章 自由鍛主要工序分析4.4.影響拔長質量因素影響拔長質量因素: :送進量：相對送進量l0/h00.50.8較為合適，絕對送進量常取 l(0.40.8)B； 壓下量：h大，強化心部變形，有利鍛合內部缺陷

11、。如坯料的塑性允許，盡量采取大壓下量拔長。第4章 自由鍛主要工序分析第4章 自由鍛主要工序分析砧子形狀：第4章 自由鍛主要工序分析第4章 自由鍛主要工序分析拔長操作：4.16 拔長操作方法第4章 自由鍛主要工序分析4.3.2 4.3.2 空心件拔長空心件拔長：減小空心坯料外徑而增加長度的鍛造工序，用以鍛造各種長筒鍛件。芯 軸 拔 長第4章 自由鍛主要工序分析第4章 自由鍛主要工序分析第4章 自由鍛主要工序分析4.4.1 4.4.1 沖孔沖孔：采用沖子將坯料沖出透孔或盲孔的鍛造工序。 沖孔方法沖孔方法：1.實心沖子沖孔；4.4 自由鍛其他主要工序動 畫 演 示第4章 自由鍛主要工序分析當D0/d23時：拉縮嚴重，外徑明顯增大；當D0/d35時：幾乎無拉縮，外徑有所增大；當D0/d5時：多余金屬擠向端面形成凸臺。沖孔坯料的形狀與坯料直徑D0與孔徑d之比有關:第4章 自由鍛主要工序分析2.空心沖子沖孔第4章 自由鍛主要工序分析3. 在墊環(huán)上沖孔動 畫 演 示第4章 自由鍛主要工序分析4.4.2 4.4.2 擴孔擴孔：減小空心坯料壁厚而增加其內外徑的鍛造工序，用以鍛造各種圓環(huán)鍛件。1.沖子擴孔 圖4.22 沖子擴孔第4章 自由鍛主要工序分析2.心軸擴孔：相當于使坯料沿圓周方向拔長。動 畫 演 示第4章 自由鍛主要工