第四章自由锻工艺4.1概述中小型锻件，大型锻件。为模锻完成制坯工序。.16000吨水压机上，重260吨的巨型钢锭4570毫米、长3450毫米的核电筒节B中国第二重型机械集团公司（以下简称中国二重或二重）4.2.1自由锻工序组成表4—1自由锻工序1表4—1自由锻工序1(3)修整工序当锻件在基本工序完成后，需要对其形状和尺寸作进一步精整，使其达所要求的形状和尺寸的工序。表4-2自由锻件分类表4-2自由锻件分类图4-1传动轴的锻造过程图4-2摇杆传动轴的锻造过程图4-3盘饼类锻件的锻造过程a)齿轮的锻造过程b)锤头的锻造过程图4-4三拐曲轴的锻造过程图4-5195型单拐曲轴的全纤维锻造过程6.弯曲类锻件7.复杂形状类锻件4.3自由锻基本工序分析4.3.1镦粗墩粗的分类按原材料的形状分类：1、圆形截面墩粗2、方形截面墩粗3、矩形截面墩粗按镦粗方式分类：1.平砧镦粗2.垫环镦粗3.局部镦粗1.平砧镦粗图4-8平砧镦粗图4-9平砧镦粗时变形分布与应力状态（１)坯料侧面出现鼓形，可能引起表面纵裂；(２)坯料上下两端出现粗大的铸造组织；(３)坯料内部变形不均匀，晶粒大小不均匀，锻件性能也不均匀；（４)高径比较大的坯料，易产生纵向弯曲,变形失稳。3）为减少缺陷采取的措施图4-11铆镦与端面辗压３.软金属垫镦粗；图4-13铆镦图4-14叠料镦粗过程图4-15套环内镦粗图4-16不同高径比坯料镦粗时图4-17不同高径比坯料镦粗过2.垫环镦粗坯料高度与直径之比（H0/D0）、环孔与坯料直径之比(d/D0)、变形程度（εH）、环孔斜度（α）及摩擦条件等。3.局部镦粗图4-20头大杆细类锻件的局部镦粗4.3.3冲孔1.实心冲头冲孔图4-49冲孔时的应力应变简图图4-50冲孔时坯料形状变化的情况.(2)冲孔坯料尺寸计算图4-51冲孔缺陷示意图图4-52空心冲头冲孔图4-53在垫环上冲孔4.3.4扩孔图4-54冲子扩孔2.芯轴扩孔（马架扩孔）芯轴扩孔前坯料尺寸的计算方法：(1)预冲孔直径d0D:锻件直径(2)坯料外径D0(3)坯料高度H0因扩孔后坯料高度略有增加，则坯料高度H0应比锻件高度略小。锻锤吨位t3.辗压扩孔4.3.5弯曲4.3.6错移4.4自由锻工艺规程的制订4.4.1锻件图的制订与绘制图4-61锻件的各种余块图4-64齿轮零件图4.4.2坯料质量和尺寸的确定表4-6不同加热炉中加热钢的一次火耗率4.4.3制订变形工艺和确定锻造比.图4-62锤上锻造空心锻件的工艺方案选择图线图4-63水压机锻造空心锻件制订变形工艺应注意的问题2.确定锻造比表4-8典型锻件的锻造比表4-7锻造工序锻造比和变形过程总锻造比的计算方法重要锻件：采用镦粗拔长联合工艺，锻比要求高达6～8。4.4.4选择锻造设备1.理论计算法2.经验类比法表4-10自由锻锤锻造能力.复习表4—1自由锻工序12、按工艺特点（形状特征相同、变形过程相似）分，自由锻件分哪些种类？5.空心类锻件、3、自由锻工艺规程包含哪些内容？1）锻件图的制订与绘制2）制订变形工艺和确定锻造比3）坯料质量和尺寸的确定.4）选择锻造设备5）确定锻造温度范围，制定坯料加热和锻件冷却规范6）制定锻件的热处理规范7）制定技术条件和检验要求8）填写工艺规程卡片4.4.5制定自由锻工艺规程举例1、设计、绘制齿轮锻件图1）锻造余块2）加工余量和锻造公差...根据GB/T21470-2008中“圆环类自由锻件机械加工余量和公差”查得：1）锻件外圆的双边余量和公差为a=12±5（mm)2)锻高度方向的的双边余量和公差为b=7±2（mm)3）锻件内孔的双边余量和公差为a=16±7（mm)3）绘制锻件图.2、确定变形工艺盘饼类自由锻主要成形工序有哪些？...怎样选择孔加工方案呢？教材图4-62..齿轮的自由锻工艺过程2）各工序坯料尺寸的具体计算因为自由墩粗的坯料要进行垫环局部鐓粗，所以自由鐓粗后的直径要小于垫环下端内径154mm,取153mm（2）冲孔（2）扩孔3、计算坯料尺寸齿轮毛坯体积V0为2332122mm3D0=120mm齿轮的自由锻工艺过程4、选择设备吨位选0.5T锻锤5、确定锻造温度范围4.3.2拔长图4-21方截面坯料拔长图4-23平砧拔长圆截面坯料时的截面变化过程图4-24在型砧中拔长a)圆弧型砧b)上平砧下V型砧c)上下V型砧图4-25芯轴拔长1—上砧2—V型砧3—芯轴4—坯2.拔长变形过程分析a.变形参数：设拔长前变形区的长、宽、高分别为l0、b0、h0，拔长后变形区的长、宽、高分别为l、b、h，送进量l0，相对送进量l0/b0，压下量Δh＝h0－h，展宽量Δb＝b－b0,拔长量Δl＝l－l0。图4-26拔长变形前后尺寸关系(2)拔长时的