自由锻工艺实例解析

液压机自由锻热轧辊锻件工艺示例如下：

（1）热轧辊零件图 如图10-26所示。热轧辊技术条件中无力学性能的要求，因此锻件不留试棒，这类锻件也不需要热处理吊卡头和机械加工特殊余块。生产数量为1件。轧辊材料为60CrMnMo。

图10-26 热轧辊零件图

（2）绘制热轧辊锻件图 从有关标准中可查得粗加工和热处理余量a=14mm，粗加工外圆角半径R₁=15mm，内圆角半径R₂=30mm，绘制粗加工图。由于轧辊两端的梅花头凹槽不能锻出，故需加余块，如图10-27所示。

根据锻件形状和尺寸查有关标准中的相应锻件，得到轧辊中间直径的余量及公差为46mm±34mm，轧辊两端直径的余量及公差为38mm±26mm，绘制锻件图，如图10-28所示。

（3）确定钢锭质量 大中型锻件按基本尺寸加上1/2上偏差来计算锻件质量。

图10-27 热轧辊粗加工

图10-28 热轧辊锻件图

m_锻=m_Ⅰ+m_Ⅱ+m_Ⅲ+2m_余面

其中，m_Ⅰ=m_Ⅱ=6.16D²L=6.16kg/mm³×5.03²mm²×8.63mm≈1345kg

m_Ⅲ=6.16kg/mm³×9.77²mm²×18.02mm≈10596kg

m_余面=0.18（D-d）²（D+2d）

=0.18kg/mm³×（9.77-5.03）²mm²×（9.77+2×5.03）mm=80.2kg

取 m_余面=80kg

m_锻=m_Ⅰ+m_Ⅱ+m_Ⅲ+2m_余面

=1345kg+10596kg+1345kg+（2×80）kg=13446kg

钢锭利用率_η按60%计算得：

根据钢锭规格，初选22t钢锭，如图10-29所示。(https://www.xing528.com)

（4）确定锻造比K_L，一般情况下热轧辊K_L=2.5～3，验算初选的钢锭截面积是否满足K_L的要求，即

图10-29 22t钢锭尺寸

上述计算未能满足要求，则应采用镦粗后拔长的工艺方案。

（5）拟定锻造工序 参照类似产品的锻造工艺，确定锻造工序方案如下：

第一火：压钳把→倒棱→切锭尾；

第二火：镦粗→预拔长→分段压印→拔长至锻件尺寸。

（6）确定设备与工具 为达到2.5的锻造比，需进行镦粗，镦粗后直径d≥2.5×1029mm=1627mm，查手册可得，需液压机3150000kg。为提高内部质量，应采用上下V形型砧拔长。

（7）确定加热、冷却和热处理规范

图10-30 22t60CrMnMo热锭加热曲线

1）加热规范。一般情况，大型合金钢钢锭采用热运送，根据某厂热钢锭加热规范来定出加热温度变化曲线，如图10-30所示。始锻温度1200℃，终锻温度800℃，修整温度不低于700℃。第二火直接进入高温炉中进行快速加热，其加热曲线与热锭加热曲线相同。

2）锻件冷却和热处理规范，由锻件尺寸参照某厂锻后冷却及热处理规范，确定如图10-31所示冷却、热处理规范。

图10-31 60CrMnMo热轧辊冷却、热处理曲线

（8）制订工时定额和确定锻件级别 参照某厂工时定额标准，定出工时定额为：第一火0.4台时，第二火2.2台时。根据国家标准中相应锻件，查得该锻件为Ⅲ级。

（9）填写工艺卡片 将上述编好的工艺规程填入工艺卡片，见表10-5。

表10-5 液压机自由锻造热轧辊工艺卡片

（续）