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§2 锻造技术 锻造：利用冲击力或静压力使加热后的坯料在锻压设备上、下砧之间产生塑性变形，以获得所需尺寸、形状和质量的锻件。 常用锻造方法：自由锻、模锻、胎模锻。 一、金属塑性变形的流动规律 金属的塑性变形是通过内部质点的流动实现的。掌握金属变形的规律，才能合理制订工艺规程，正确使用锻造工艺，达到预期变形效果。 最小阻力定律 体积不变定律 最小阻力定律 定律内容：在塑性成形中，当金属质点有向几个方向移动的可能时 ，它首先向阻力最小的方向流动。 例：图3-11 不同截面的质点流动 柱形坯料沿轴向变形时，不同部位变形不均匀。图3-12 金属质点的流动方向 体积不变定律 定律内容：V后 = V前 定律依据：金属塑性变形的过程实际是通过金属流动而使坯料体积进行再分配的过程，因而遵循体积不变定律。 应用：由锻件尺寸计算所需原始材料的尺寸。 二、自由锻 定义：加热后的坯料放在上、下两个铁砧之间，通过上铁砧向下运动施加冲击力或压力，从而使坯料向四周产生自由的塑性变形的锻造方法。 设备：锻锤和液压机 锻锤：空气锤和蒸汽-空气锤，中小型锻件 液压机：以液体产生的静压力使坯料变形，是生产大型锻件（500t）的唯一方式。 1.自由锻特点 金属自由流动，自由变形； 形状、尺寸精度依赖于操作者的操作技术； 生产率低，产品精度低，用于单件、小批量生产； 通用性强，小到大型锻件均可生产，是大型锻件的唯一锻造方法。 2.自由锻工序 基本工序：锻造过程中使金属产生一定程度的塑性变形，以达到锻件所需形状和尺寸的工艺过程。 镦粗、拔长、冲孔等。 辅助工序：为基本工序操作方便而进行的预先变形工序。倒棱、压肩等。 精整工序 ：为减少锻件表面缺陷、提高尺寸精度而进行的修整工序。整形、精压等。 自由锻常见的基本工序：镦粗、拔长、冲孔 拔 长 冲 孔 3.自由锻的工艺规程 锻件生产前需根据锻件的批量、技术要求、尺寸、结构等条件，并结合实际情况制定相应的锻造工艺规程。主要包括以下内容： 1）绘制锻件图 2）选择锻造工序 3）计算坯料质量与尺寸 1）锻件图的绘制 定义：在零件图的基础上，考虑切削加工余量、锻件公差、工艺余块等所绘制的图样。 余量：锻件上凡需切削加工的表面，应留有加工余量。零件基本尺寸+余量=锻件基本尺寸 公差：锻件实际尺寸与基本尺寸之间所允许的偏差。 余块（敷料）：为简化锻件形状而在零件的某些部位添加的一部分金属。 锻件图的绘制 粗实线：锻件图的外形 双点划线：零件的外形 例图（补充） 2）锻造工序的选择 选择依据：锻件的形状、尺寸、技术要求、生产数量等。 一般原则：盘类：以镦粗为主； 轴类件：以拔长为主。 表3-3 常见形状锻件的锻造工序 3）坯料质量与尺寸的计算 M坯=M锻+M烧+M料头 其中： M锻可由锻件形状、尺寸得出； M烧：加热时坯料表面氧化而烧损的质量；（2%～3%加热金属） M料头：锻造过程中冲掉或切掉的金属的质量；如冲孔时坯料中部的料芯，修切端部产生的料头等。 坯料质量与尺寸的计算 由M坯可计算出坯料尺寸。还需对照钢材规格标准加以修正，选用与计算坯料尺寸一致的标准尺寸或相邻的较大尺寸。 锻造比=原始坯料尺寸/锻件尺寸 轧制碳钢锻造比：1.3～1.5 三、模锻 定义：将加热好的金属坯料放在一定形状（与锻件形状一致）的锻模模膛里，施加外力时坯料发生塑性变形而充满模膛，从而获得锻件的方法。 方法：锤上模锻、压力机上模锻 图3-14、3-15 锻造过程及各组成作用 模锻 1.模锻特点（与自由锻比较） 优点：形状可复杂，尺寸精确，生产率高； 缺点：制造锻模成本高，锻件质量受生产规模影响。 适用：中小型复杂锻件的大批量生产。 飞边槽的作用 冲孔连皮 2.锻模模膛分类 制坯模膛：对于形状复杂的锻件，需先将金属坯料在制坯模膛内初步锻成近似锻件的形状，（确保金属变形均匀，合理分布并顺利充满模膛），再放入模锻模膛终锻。 eg: 拔长、滚压、弯曲、切断等 模锻模膛：包括预锻模膛和终锻模膛。 模锻模膛和制坯模膛 预锻模膛：减小终锻模膛磨损，保证锻坯最后成形。 终锻模膛：与锻件形状和尺寸基本一致，有飞边槽，最后飞边切去。 3.模锻工艺规程的制定 选择分模面 确定余量、公差、冲孔连皮 模锻斜度与模锻圆角 绘制模锻件图 1）选择分模面原则 为保证锻件顺利出模，应选在锻件最大水平截面上； 使分模面上下模膛外形一致，以便及时发现错模，保证合模准确。 应使模膛浅而宽，以利于金属坯料充满模膛； 使模锻件敷料最少。 例题 2）确定余量、公差、冲孔连皮 余量、公差：相关手册，一般余量1～4mm,公差0.3～3mm。 d＜25mm,孔不锻出；d