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自由锻造工艺规程的编制及举例
制定自由锻工艺规程的过程就是自由锻工艺设计的过程。主要 有以下 内容 :
(一) 绘制锻件图
自由锻件的锻件图是在零件图的基础上考虑了加工余量、锻造公差、工艺余块等之后绘制的图。绘制自由锻件的锻件图可按以下步骤进行 :
1.简化锻件形状 为了简化锻造工艺,零件上的小孔、凹档、台阶等部分,可加上余块而不予锻出,如图a。是否加余块要根据零件的形状、尺寸、锻造技术水平和经济效果来确定。
a)
b)
a) 机械加工余量、台阶、法兰、凹挡 b)锻件图
锻件
2. 确定加工余量和锻件公差
(1)机械加工余量
【机械加工余量】为使零件具有一定的加工尺寸和表面粗糙度,在零件表面需要加工的部分,在锻件上留一层供作机械加工用的金属,称作机械加工余量 (见上图a)。
(2) 余块
【余块】为简化锻件外形及锻造过程,在锻件的某些地方和添一些大于机械加工余量的金属,这种加添的金属称作余块 (见上图a)。
(3) 锻件公差
【 锻件公差 】锻件实际尺寸与基本尺寸之间所允许的误差。公差值的大小是根据锻件形状、尺寸并考虑生产的具体情况而定的。
3.绘制锻件图 在锻件图上,规定用粗实线绘出锻件的形状。为了便于了解零件的形状和检查锻件的实际加工余量,在锻件图上还要用双点划线绘出零件的主要形状,如图10-27b。
(二)计算坯料质量与尺寸
【坯料质量】 坯料质量可按下式计算
G 坯料 =G 锻件 +G 烧损 +G 料头
式中 G 坯料 ——坯料质量
G 锻件 ——锻件质量
G 烧损 ——加热时由于坯料表面氧化而烧损的质量。第一次加热取被加热金属的2~3%,以后每次加热取1.5~2.0%
G 料头 ——在锻造过程中冲掉或切掉的那部分金属的质量。如冲孔时坯料中部的料芯,修切端部的料头等。
当锻造大型锻件时,如采用钢锭作坯料,还要考虑应切掉的钢锭头部和尾部的质量。
2. 坯料尺寸 根据坯料质量即可确定坯料尺寸。 在计算坯料尺寸前,先要考虑锻造比。
【锻造比】是指坯料在锻造前后的断面积的比值。
对于拔长工序来说,其锻造比 R d 可按下式计算:
R d =A 0 /A 1 或 L 1 /L 0
式中 A 0 、 A 1 —— 拔长前、后坯料的断面积 ;
L 0 、 L 1 —— 拔长前、后坯料的长度。
对于镦粗工序来说,其锻造比 (R u )可按下式计算:
R u =A 1 /A 0 或H 0 /H 1
式中 A 0 、 A 1 ——镦 粗前、后坯料的断面积 ;
H 0 、 H 1 ——镦 粗前、后坯料的高度。
确定坯料的尺寸时,应满足对锻件的锻造比要求,并应考虑变形工序对坯料尺寸的限制。采用镦粗法锻造时,为避免镦弯,坯料的高径比 (H 0 /D 0 2.5)。但为下料方便,坯料高径比还应大于1.25。
根据坯料质量,由下式求出坯料体积 V 坯 。
V 坯 =m 坯 / ρ
ρ—— 金属密度。对于钢铁 ρ =7.85kg/dm 3 。
然后,求出坯料横截面积A 0 。
采用拔长法锻造时,由公式:
A 0 =R d A 1
因锻后横截面积A 1 可知,故可求出A 0 ( 坯料为钢锭时,锻造比R d 取2.3~3.0;坯料为轧材时, R d 取l.3~1.5), 最后可求出坯料直径或边长。
(三) 制定锻造工序
根据不同类型的锻件选用不同的锻造工序。 工序确定后,尚须确定所用的工夹具、加热设备、加热和冷却规范及根据锻件质量确定锻造设备。
(四) 自由锻件的锻造工艺规程举例 。
自由锻件的锻造工艺 规程举例见下表。
锻件名称
齿 轮 坯
工艺类别
自由锻造
材 料
45
设备
65kg空气锤
加热火次
1
锻造温度范围
1200~800℃
锻 件 图
坯 料 图
序号
工序名称
变形简图
1
墩粗
2
冲孔
3
修整外圆
4
修整平面
齿轮坯自由锻工艺过程
锻件的结构工艺性
绘制锻件图等工艺设计工作是解决如何锻造出合格锻件的问题,而锻件的结构工艺性,则是考虑什么样的结构容易优质高产地锻造出来的问题。锻造方法不同,对零件的结构工艺性的要求也不同。 下面分别讨论自由锻、胎模锻和锤上模锻的零件结构工艺性。
( 一 ) 自由锻件的结构工艺性
1、 自由锻
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