阶梯轴的锻造

第2章 自由锻工艺规程的制定

自由锻工艺规程是指导、组织锻造生产，确保锻件品质的技术文件。根据零件图绘制锻件图

锻件图是编制锻造工艺过程、设计工具、指导生产和验收锻件的主要依据。它是在零件图的基础上考虑加工余量、锻件公差、锻造余块、检验试样及操作用夹头等因素绘制而成

确定锻件的形状：锻造时零件上有些不能锻出的部分需加余块，以简化锻件的形状和操作工艺，但这样会增加金属的消耗和机械加工工时，余量的大小必须保证锻件在下一步机械加工时能获得零件所需要的尺寸和表面粗糙度。绘制锻件图应结合锻造的具体情况来确定。所绘零件图如下：

为了便于锻造，绘制锻件图时应遵循以下规则：

1) 为了方便起见，锻件的基体尺寸的尾数可简化为5或0。

2) 锻件的外形用粗实线描绘，为了便于了解零件的形状和检查锻造后的实际余量，对某些复杂的零件或大批量生产的锻件，应在锻件图上用点划线描绘出零件的主要轮廓形状。

3) 锻件的基本尺寸和公差标注在尺寸线上面，而零件的基本尺寸标在尺寸线下面的括号内。

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4) 在锻件图上注明锻件的总长度和各部分长度（凹档和最后锻造的那一部分可不必标注长度）。注明各部分长度时应选择一个基准面（直径最大的台阶或法兰）。从这里开始向两个方向标注。带凹档的锻件可以选择几个基面，但基面的数目应力求最少。

5) 在锻件图上还需要注明一些特殊余块、热处理吊头、力学性能试验用的试棒、机械加工用的夹头等的位置。

6) 零件上加余块，锻件的公差加加工余量最后，按机械制图的规则绘制锻件图如下，尺寸线下面的尺寸为零件图尺寸，并用括弧注明。

2.1确定坯料的质量和尺寸

锻件的质量可根据锻件的形状和基本尺寸来计算，对大、中型锻件和形状复杂的锻件，应按锻件基本尺寸加上上偏差的一半来计算。这是因为自由锻件形状不能符合图纸上的要求，且表面也不很平整，因为锻件的实际质量，常常会超出计算得出的质量。

坯料质量

=（

）

——锻件质量，kg，按基本尺寸确定；

——冲孔芯料损失，kg，取决于冲孔方式、冲孔直径（d）和坯料高度（

具体可按下式计算

圆形截面

），

矩形截面

式中 ——钢料加热烧损率，与所选用加热设备类型有关

烧损量：金属在加热时由于形成氧化皮而造成的损失量，成为烧损量。烧损量一般以占钢坯或钢锭质量的百分之几表示。烧损量出了与保温时间有关外，还

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与坯料的化学成分、坯料的形状结构和加热炉的种类、加热炉的热效率、炉膛内的加热气氛等有关。若钢的成分容易氧化坯料的当量厚度（坯料体积与坯料表面积之商成为坯料的当量厚度）较小，保温时间较长，炉气内氧化性气体较多时，烧损量取表中的上限，反之则取下限。

不同加热炉中加热钢的一次火耗率

加热炉类型 室式油炉 连续式油炉 室式煤气炉 连续式煤气炉 32.5 32.5 2.0 2.51.5 电阻炉 高频加热炉 电接触加热 室式煤炉 加热炉类型 1.51.0 1.00.5 1.00.5 4.02.5 锻造用原材料估算的基本原理是体积不变定律，认为锻造变形前和锻造变形后的坯料体积相等

参照类似锻件锻造工艺方案如下：坯料——预拔长——压肩——拔长制成品 锻件整体为一圆柱体，坯料是45钢密度为7.85kg/由锻件图可知，该轴最大轴径质量：

。

，轴向长度760mm。所以得锻件

坯料质量

=（

）

坯料的尺寸与锻件成形工序有关，采用的工序不同，计算坯料的方法也不同，

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具体坯料体积可由坯料质量除以材料密度得到。

采用拔长法锻制锻件时，原坯料直径应按锻件最大截面积

，并考虑锻

比和修整量等要求来确定。从满足锻比要求的角度出发求原坯料截面积。

典型锻件的锻造比

锻件名称 碳素钢轴类锻件 合金钢轴类锻件 热轧辊 冷轧辊 计算部位 最大截面 最大截面 辊身 辊身 总锻造比

由此便可算出原坯料直径

，即

取原坯料直径初步算出坯料直径

后，应按国家材料规格标准，选择标准直径

，再根据

选定的直径，计算坯料长度。

选取坯料为

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