阶梯轴的锻造

2.2制定变形工艺过程及选用工具

各类锻件锻造工序方案的选择，可由各基本工序的变形特点、锻件的形状尺寸和技术要求，并参考有关的典型工艺，结合车间设备条件、原材料情况、生产批量和辅具情况以及工人的经验与操作水平来确定。因为该锻件为圆光轴，所以其锻造工序为拔长。因为原始坯料断面为圆形，所以按圆形→方形→拔长→方形→八角形→圆形进行拔长，并以方形拔长为主要变形阶段。此处选用上下砧拔长，先以正方形截面拔长到一定程度后再倒棱滚圆，倒棱时锤击不宜过重，否则中心易产生裂纹，小型锻件倒棱滚圆后还可采用摔子整形。

拟定锻造工序方案时应注意以下几项：

1) 要求轴向力学性能高的锻件，采用拔长工序。要求横向力学性能高的锻

件， 选用冶金质量高的原材料，并采用适当的镦粗工序。轴向和横向都要求高的力学性能时，应选用高质量的原材料并采用适当的锻造比，用镦粗—拔长组合工序进行锻造。

2) 采用宽砧拔长，可以更好的锻透中心以防止中心横向裂纹的产生。在高

温下拔长时，要采用大压下量将中心锻透。

3) 避免平板拔长原料，而要以圆形→方形→拔长→方形→圆形的顺序进行。 4) 为破碎工具钢中的碳化物，要用大的锻造比，并采用多次镦粗—拔长的

组合工序进行锻造。

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工序尺寸的确定是和工序的选择同时进行的，工序尺寸确定时应注意以下几点：

1) 工序尺寸的确定必须符合各工序的规则。工序尺寸应按体积（或质量）

不变进行计算，保证尺寸能锻得出。

2) 必须估计到各工序中坯料尺寸的变化，如冲孔时坯料高度有些减小，扩

孔时高度有些增加等。

3) 必须保证各部分有足够的体积（或质量），这在使用分段工序时必须做到。 4) 大锻件多火次生产时，要注意锻造比与加热温度对细化晶粒的影响，尤

其是最后一火更为重要。

5) 在压肩、位错、冲孔等工序中坯料上的拉缩等现象，必须保证在最后修

正时有足够的修整量。

6) 有些长轴类零件长度方向尺寸要求很精确，但长度方向又不允许镦粗，

在计算工序尺寸时，就必须估计到长度方向的尺寸在修整时会略有伸长。

拔长的一般的一般规则，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：反复翻转拔长，是将坯料反复左右翻转用于中小型锻件的手工操作；螺旋式翻转拔长，是将坯料沿一个轴线作

，常翻转，

适用于锻造台阶轴锻件；单面前后顺序拔长，是将坯料沿整个长度方向锻打一遍后翻转

，再而后依次进行，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。

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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

倍，送进量太大，金属主要向宽度方向流动，反而降低延伸效率。

送进量太小，又容易产生夹层。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。

3、由大直径的坯料拔成小直径的锻件时，应把坯料先锻成正方形，在正方形的截面下拔长，到接近锻件的直径时，再倒棱，滚打成圆形，这样锻造效率高，质量好。

4、锻制台阶轴或带台阶的方形、矩形截面的锻件时，在拔长前应先压肩。压肩后对一端进行局部拔长即可锻出台阶

5、锻件拔长后须进行修整，修整方形或矩形锻件时，应沿下砥铁的长度方向送进，以增加工件和砥铁的接触长度。拔长过程中若产生翘曲应及时翻转轻打校平。圆形截面的锻件用型锤或摔子修整

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2.3确定设备吨位

锻造设备一般分为传动锤和蒸汽锤两大类。传动锤按照机械传动结构不同，又分为空气锤、夹板锤、钢丝锤、弹簧锤和杠杆锤等。在自由锻造中使用最广泛的是空气锤和蒸汽—空气锤两种。

空气锤是由电动机直接驱动的锻压设备。空气锤的优点是安装方便，安装费用低；打击速度快，约为

，能充分满足小锻件在锻造过程中因冷

却速度快，必须快速完成锻件成形的要求；而且空气锤还既可以自由锻造，又可进行胎膜锻造。所以空气锤在小锻件生产中得到了广泛的应用。它的不足之处是吨位小，常用空气锤的最大吨位为1t。

采用经验类比法，锻锤吨位按如下经验公式计算 拔长时吨位： G=2.5F kg

F——坯料横截面面积，单位

所以不能选用空气锤。

蒸汽—空气自由锤锻是利用蒸汽或压缩空气作动力来工作的。当以蒸汽为动力时，工件压力一般为

Mpa。当以压缩空气为动力时，空气压力一般为

Mpa。因此，这种锻锤必须配置锅炉或压缩空气机和管道等，投资比较大。 根据锻件形状尺寸，查表，选取3.0吨自由锤锻。

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