专题十七 自由锻造（教案)-浙江省职教高考《金属加工基础》机工版-讲练测

专题十八.自由锻造（讲义）-《金属加工基础》专题复习讲练测 [考纲要求] 1.理解自由锻的特点和应用； 2.熟悉自由锻的基本工序； 3.掌握自由锻设备的种类和特点； 4.理解锻件的冷却、检验与热处理过程。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 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，简称锻件。锻件的形状和尺寸是锻工翻动坏料及控制机器对坯料施加压力来保证的。 二、自由锻基本工序 自由锻的基本工序包括缴粗、拔长、冲孔、扩孔、切割、弯曲、锻接、错移、扭转等。 1.缴粗： 缴粗是使毛坏的高度减小，横截面积增大的锻造工序。缴粗时，由于坏料两端面与上、下砧铁间会产生摩擦力，而阻碍了金属流动，因此，圆柱形坏料经缴粗后呈鼓形，这种形状可以在后续工序中进行修整。对坏料上某一部分进行的缴粗，称为局部缴粗。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、套简等空心锻件时，领粗可作为预备工序。 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。拔长操作可以在平砧上进行，也可以在型砧上进行。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： 冲孔是在坏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。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。 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)。 5.切制： 切制是将坏料切断或部分割开的锻造工序。切常用于切除锻件的料头、分段、劈缝或切制成所需形状、下料、切除钢锭冒口等。 6.弯曲： 弯曲是使用一定的工具将坏料成所需要形状的锻造工序。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 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。银件锻接后的接缝强度可达被连接材料强度的70% -80%。 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。错移前，首先对坏料进行局部切割，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，使坏料实现错移。错移主要用于制造曲轴类零件。 9.扭转： 扭转是使坏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。扭转主要用于制造曲轴、麻花钻、连杆和校正某些锻件。 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、蒸汽-空气锤和水压机等，选择自由设备时，需要根据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。 四、锻件的冷却、检验与热处理 锻件的冷却是保证锻件质量的重要环节，冷却方式不合理，会导致锻件产生内应力变形，甚至裂纹。冷却速度过快还会使锻件表面产生硬皮，难以进行后续的切削加工。锻件常用的冷却方式有空冷、堆冷、坑冷、灰砂冷和炉冷。根据锻件的材质、尺寸、形状复杂程度等，可以确定相应的冷却方法。一般低碳钢或中碳钢的小型锻件锻后常单个或成堆地堆放在地上空冷;低合金钢的锻件及截面宽大的锻件则需要放入坑中或埋在砂石灰或炉渣等中缓慢冷却;高合金钢的锻件及大型锻件的冷却速度要缓慢，通常采用随炉缓冷。形状简单的锻件锻后可直接进行空冷;形状复杂的锻件锻后则应缓慢冷却，以减小热应力与变形。 锻件冷却后应仔细进行质量检验，合格的锻件应进行去应力退火、正火或球化退火，为后续热处理工艺及切削加工作好组织准备;变形较大的锻件应矫正;