5.2 自由锻造（课件）·高一《金属加工基础》同步精品课堂(机工版·第2版）

《金属加工基础》（第1版）机械工业出版社 同步精品课程——中职专业课 锻压 自由锻造（第2课时） 知识目标 了解自由锻的特点和应用。自由锻基本工序。。 能力目标 熟悉自由锻设备。锻件的冷却、检验与热处理。 情感目标 提供对基础知识的学习和运用，乐于探索机械专业的学习规律，培养学生综合学习的能力。 三维目标 第一章 绪论 导入情景 01 思考：什么是自由锻造？ 新知学习 02 一 、自由锻的特点和应用 自由锻造简称自由锻，是只用简单的通用工具，或者在锻造设备的上、下砧间直接使坯 料变形而获得所需几何形状及内部质量锻件的方法。其具有工艺灵活，所用设备及工具的通 用性强，加工成本低等特点；但自由锻的生产率较低，锻件精度低，劳动强度大。自由锻一 般分为手工自由锻和机器自由锻两种，其中，手工自由锻一般用于生产小型锻件。自由锻采 取逐步成形的方式对金属材料进行成形加工，所需变形力较小，是生产大型锻件(如冷轧 辊、水轮机主轴等)的唯一方法，在重型机械生产中占有重要地位。自由锻多用于单件或 小批量生产形状较简单、精度要求不高的锻件。采用自由锻方法生产的锻件，称为自由锻件 (图5-8),简称锻件。锻件的形状和尺寸是靠锻工翻动坯料及控制机器对坯料施加压力来保证的。 新知学习 02 二 、自由锻基本工序 自由锻的基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、扩孔、切割、弯曲、锻接、错移、扭转等。 新知学习 02 1. 镦粗 镦粗是使毛坯的高度减小，横截面积增大的锻造工序，如图5-9a 所示。镦粗时，由于 坯料两端面与上、下砧铁间会产生摩擦力，而阻碍了金属流动，因此，圆柱形坯料经镦粗后 呈鼓形，这种形状可以在后续工序中进行修整。对坯料上某一部分进行的镦粗，称为局部镦 粗。图5-9b 所示是使用专用模具局部镦粗凸肩齿轮的示意图。镦粗工序主要用于制造高度 小、截面大的盘类锻件，如齿轮、法兰盘、凸缘等，在锻制环、套筒等空心锻件时，镦粗可作为预备工序。 新知学习 02 2. 拔长 拔长是使毛坯的横断面积减小，长度增加的锻造 工序。拔长时可采用先顺着锻件轴线锻完一面翻转 90°后，再依次锻另一面的方法，也可采用将锻件反 复左右转动90°的方法对锻件进行锻打，如图5-10 所示。拔长操作可以在平砧上进行，也可以在型砧上 进行，如图5-11所示。拔长主要用于制造截面积小 而长度大的杆类锻件，如光轴、阶梯轴、拉杆、连 杆、曲轴等。 3. 冲孔 新知学习 02 3.冲孔 冲孔是在坯料上冲出通孔或不通孔的锻造工序。冲孔包括双面冲孔和单面冲孔两种，如 图5-12所示。较厚的锻件可采用双面冲孔，较薄的锻件则采用单面冲孔。冲孔的基本方法 分为实心冲孔和空心冲孔两种。冲孔主要用于制造空心锻件，如齿轮、圆环、套筒等。 新知学习 02 4. 扩孔 扩孔是减小空心毛坯的壁厚而增加其内、外径的锻造工序。扩孔的基本方法有冲头扩孔 和马杠扩孔(也称心轴扩孔),如图5-13所示。 新知学习 02 5. 切割 切割是将坯料切断或部分割开的锻造工序，如图5-14所示。切割常用于切除锻件的料 头、分段、劈缝或切割成所需形状、下料、切除钢锭冒口等。 新知学习 02 6. 弯曲 弯曲是使用一定的工具将坯料弯成所需要形状的锻造工序，如图5-15所示。弯曲常用于制造各种弯曲形状的锻件，如吊钩、直角尺、U 形叉、弯板、链环等。 新知学习 02 7. 锻接 锻接是将几块坯料在炉内加热至高温后用锤快击，使其在固相状态结合的锻造工序。锻 接的方法有搭接、对接、咬接、交错搭接等，如图5-16所示。锻件锻接后的接缝强度可达 被连接材料强度的70%～80%。 新知学习 02 8.错移 错移是将坯料的一部分相对于另一部分平移错开一段距离，但仍保持这两部分的轴线平 行的锻造工序。如图5-17所示，错移前，首先对坯料进行局部切割，然后在切口两侧分别 施加大小相等、方向相反，且垂直于轴线的冲击力或压力，使坯料实现错移。错移主要用于 制造曲轴类零件。 新知学习 02 9. 扭转 扭转是使坯料的一部分相对于另一部分绕其轴线旋转一定角度的锻造工序。对于小型坯 料，当扭转角度不大时，可采用锤击的方法，如图5-18所示。扭转主要用于制造曲轴、麻花钻、连杆和校正某些锻件。 新知学习 02 三 、自由锻设备 自由锻所使用的设备包括锻锤类和液压类两种。其中，锻锤类设备产生冲击力，而液压 类设备产生静压力使金属坯料变形。目前，自由锻设备主要有空气锤(图5-19)、蒸汽-空 气锤(图5-20)和水压机(图5-21)等，选择自由锻设备时，需要根据锻件的质量和尺寸 进行选择。 一般当锻件质量小于100kg 时，可选择空气锤；锻件质量为100～1000kg 时，可选择蒸汽-空气锤；锻件质量大于1000kg时，可选择水压机。 新知学习 02 四、锻件的冷