《金工实习》第4章 压力加工(3)

水压机主体庞大，并需配备供水和操纵系统，故造价较高。水压机的压力大，规格为500～12500t,能锻造1～300t的大型重型坯料。

4.3.2 自由锻工具 一、机器自由锻的工具

根据工具的功能可分为以下几类，如图4-13所示：

1．夹持工具：如圆钳、方钳，槽钳、抱钳、尖咀钳、专用型钳等。 2．切割工具：剁刀、剁垫、刻棍等。

3．变形工具：如压铁、摔子、压肩摔子、冲子、垫环(漏盘)等。 4．测量工具：如钢直尺、内外卡钳等。 5．吊运工具：如吊钳、叉子等。

图4-13 机锻工具

钳手 刻棍 压铁 剁刀 冲子 垫环

剁垫 摔子 压肩摔子

二、手工自由锻工具

利用简单的手工工具，使坯料产生变形而获得的锻件方法，称手工自由锻，如图4-14所示。

1、手工锻造工具分类如下：

(1) 支持工具：如羊角砧等； (2) 锻打工具：如各种大锤和手锤； (3) 成型工具：如各种型锤、冲子、漏盘等； (4) 夹持工具：各种形状的钳子； (5) 切割工具：各种錾子及切刀； (6) 测量工具：钢直尺、内外卡钳等。

图4-14 手锻工具

a)羊角钻 b)锻锤 c)衬垫工具 d)手钳 e)测量工具

2、手工自由锻的操作

(1) 锻击姿势 手工自由锻时，操作者站离铁砧约半步，右脚在左脚后半步，上身稍向前倾，眼睛注视锻件的锻击点。左手握住钳杆的中部，右手握住手锤柄的端部，指示大锤的锤击。

锻击过程，必须将锻件平稳地放置在铁砧上，并且按锻击变形需要，不断将锻件翻转或移动。

(2) 锻击方法 手工自由锻时，持锤锻击的方法可有：

手挥法 主要靠手腕的运动来挥锤锻击，锻击力较小，用于指挥大锤的打击点和打击轻重。

肘挥法 手腕与肘部同时作用、同时用力，锤击力度较大。

臂挥法 手腕、肘和臂部一起运动，作用力较大，可使锻件产生较大的变形量，但费力甚大。

三、锻造过程严格注意做到“六不打”：

① 低于终锻温度不打； ② 锻件放置不平不打； ③ 冲子不垂直不打；

④ 剁刀、冲子、铁砧等工具上有油污不打； ⑤ 镦粗时工件弯曲不打；

⑥ 工具、料头易飞出的方向有人时不打。

4.4 自由锻工艺

4.4.1 自由锻的工艺特点

一．应用设备和工具有很大的通用性，且工具简单，所以只能锻造形状简单的锻件，操作强

度大，生产效率低。

二．自由锻可以锻出质量从不到1kg到200～300t的锻件。对大型锻件，自由锻是唯一的加

工方法，因此自由锻在重型机械制造中有特别重要的意义。

三．自由锻依靠操作者控制其形状和尺寸，锻件精度低，表面质量差，金属消耗也较多。

所以，自由锻主要用于品种多，产量不大的单件小批量生产，也可用于模锻前的制坯工序。

4.4.2 自由锻的基本工序

无论是手工自由锻、锤上自由锻以及水压机上自由锻，其工艺过程都是由一些锻造工序所组成。所谓工序是指在一个工作地点对一个工件所连续完成的那部分工艺过程。根据变形的性质和程度不同，自由锻工序可分为：基本工序，如镦粗、拔长、冲孔、扩孔、芯轴拔长、切割、弯曲、扭转、错移、锻接等，其中镦粗、拔长和冲孔三个工序应用得最多；辅助工序，如切肩、压痕等；精整工序，如平整、整形等三类。 一．镦粗

镦粗是使坯料的截面增大，高度减小的锻造工序。镦粗有完全镦粗如图4-15所示和局部镦粗。局部镦粗按其镦粗的位置不同又可分为端部镦粗和中间镦粗两种，如图4-16所示。

图4-16完全镦粗

镦粗主要用来锻造圆盘类（如齿轮坯）及法兰等锻件，在锻造空心锻件时，可作为冲孔前的预备工序。

镦粗的一般规则、操作方法及注意事项如下：

1．被镦粗坯料的高度与直径（或边长）之比应小于2.5～3，否则会镦弯，如图4-17a所示。工件镦弯后应将其放平，轻轻锤击矫正，如图4-17b所示。局部镦粗时，镦粗部分坯料的高度与直径之比也应小于2.5～3。

2．镦粗的始锻温度采用坯料允许的最高始锻温度，并应烧透。坯料的加热要均匀，否则镦粗时工件变形不均匀，对某些材料还可能锻裂。

图2-17 局部镦粗

a)漏盘上镦粗 b)胎膜内镦粗 c)中间镦粗

图4-17 镦弯的产生和矫正 （a）镦弯的产生 b)镦弯的矫正

3．镦粗的两端面要平整且与轴线垂直，否则可能会产生镦歪现象。矫正镦歪的方法是将坯料斜立，轻打镦歪的斜角，然后放正，继续锻打，如图4-18所示。如果锤头或砥铁的工作面因磨损而变得不平直时，则锻打时要不断将坯料旋转，以便获得均匀的变形而不致镦歪。

4．锤击应力量足够，否则就可能产生细腰形，如图4-19a所示。若不及时纠正，继续锻打下去，则可能产生夹层，使工件报废，如图4-19b所示。

图4-18 镦歪的产生和矫正 图4-19 细腰形及夹层的产生

a)

细腰形 b)夹层 二、拔长

拔长是使坯料长度增加，横截面减少的锻造工序，又称延伸或引伸，如图4-20所示。拔长用于锻制长而截面小的工件，如轴类、杆类和长筒形零件。

图4-20 拔长

a)拔长 b)局部拔长 c)心轴拔长

拔长的一般规则，操作方法及注意事项：

1．拔长过程中要将坯料不断地翻转，使其压下面都能均匀变形，并沿轴向送进操作。 翻转的方法有三种：如图4-21(a) 所示，为反复翻转拔长，是将坯料反复左右翻转90o，常用于塑性较高的材料；如图4-21(b) 所示，为螺旋式翻转拔长， 是将坯料沿一个作90o翻转，常用于塑性较低的材料；如图4-21(c) 所示，为单面前后顺序拔长，是将坯料沿整个长度方向锻打一遍后，再翻转90o，尔后依次进行，常用于频繁翻转不方便的大锻件，但应注意工件的宽度和厚度之比不要超过2.5，否则再次翻转继续拔长时容易产生折叠。

图4-21 拔长时锻件的翻转方法

a)反复翻转拔长 b)螺旋式翻转拔长 c)单面顺序拔长

2、拔长时，坯料应沿砥铁的宽度方向送进，每次的送进量Ｌ应为砥铁宽度Ｂ的0.3～0.7倍，如图4-22a所示。送进量太大，金属主要向宽度方向流动，反而降低延伸效率，如图4-22b所示。送进量太小，又容易产生夹层，如图4-22c所示。另外，每次压下量也不要太大，压下量应等于或小于送进量，否则也容易产生夹层。

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