锻造一个锻件的变形工艺有许多种,但应采用工序最少、最合理的锻造工艺。
1.自由锻工序中的几点注意事项
1)坯料尺寸、中间尺寸必须符合各工序的操作要点,如镦粗前材料的高径比(H/D)取2~2.5,拔长时截面变换经验数据见表4-3。
2)必须估计到各工序中毛坯尺寸的变化,例如,冲孔时毛坯高度有些减小,一般取锻件高度的1.1倍等;芯轴扩孔时高度有些增加等。
3)分段压痕时,必须保证锻件各部分有足够的体积,如在台阶轴、曲轴或齿轮凸台的出坯时,做好各部分的体积分配。
4)多火次锻造时,必须注意中间各火次加热的可能性,如开始把锻件拔的太长,而导致二次加热时炉膛尺寸不够,放不进长锻件。特别要注意最后一火的变形量和最后一火始锻、终锻温度的控制,以保证锻件的尺寸和质量。
5)必须保证在最后修光时有足够的修整留量,应注意:①因为在压肩、错移、冲孔等工序中,毛坯上有拉缩等现象,这就必须在中间工序中留有一定的修整留量;②锻造长轴类锻件(如曲轴等)和有凹挡的锻件,由于它们的长度尺寸超差无法重行镦粗,必须估计到长度方向的尺寸在修整时会略有延伸而导致超差。
6)选择工具时,尽量采用通用工具。生产批量大时,可制专用工具或胎模,以提高锻件的质量和产量。
7)根据坯料的尺寸和质量大小,选用车间现有的设备。
8)由于锻件测量是在锻件红热的时候进行的,因此卡具、量具和定型样板,只起着参考性的测量作用。
9)锻件的形状及尺寸主要是靠掌钳工人的目力观察和技术经验指挥锤打的轻重来决定的。
2.关于自由锻精度的几点注意事项
锻造车间的锻件图是根据零件图绘制的,已经考虑到锻造以后机械加工的余量和锻造公差,还在个别的地方加上了余块,使锻件的形状简单化。(www.xing528.com)
1)余块。为了使锻件形状简单化,以达到便于锻造的目的,在零件图上附加—部分多余的钢料就是余块。例如,在零件中应该有孔的锻件,锻造的时候可以不必做成孔;在成品中应该有肩和槽的锻件,锻造的时候有的可以不必做成肩和槽。因此,在锻件就留有一些多余的钢料。这些余块需在机械加工的时候除掉。
2)余量。锻件以零件图为基础所增加的尺寸,称为机械加工余量,简称余量。余量的大小和锻件的尺寸及形状有关。余量应尽可能小,但必须保证零件在机械加工以后,可以得到需要的尺寸和光洁的表面。
3)公差。锻造的时候,即使熟练的操作人员,也不一定能把锻件锻造得完全符合规定尺寸,总存在一定的偏差。零件锻件尺寸与图上所规定的允许误差称为锻造公差。允许大于规定尺寸的偏差叫做正(+)公差,允许小于规定尺寸的偏差叫做负(-)公差。各工厂都有根据自己的具体情况订出锻件的余量和公差的范围。
所锻制的锻件的实际尺寸,应在锻件的最小尺寸与锻件的最大尺寸范围内,不超出锻造公差即为合格。每个操作人员都应该认识到,最大的允许公差是锻件尺寸的最大限度,不但不能超过,而且应尽可能的比它低些,以节约钢材并减少机械加工的时间。
应该注意到,在热状态下停锻时,钢是有些膨胀的,热膨胀的大小与终锻温度的高低有关系。一般当锻造终了温度在1000℃时,热膨胀率采用1.3%,当锻造终了温度在100℃范围内变化时,热膨胀率的变化量将为0.13%。因此,要求较精确的锻件尺寸时,应事先将收缩量计算出来,否则会造成尺寸不符合要求而报废。
关于自由锻件的“肥头大耳”问题:在新产品试锻、初期锻造时,为防止锻不出来,余量可放大些,随着经验的积累,理解的加深,则可减少锻造余量。
3.关于锻件的内在质量问题
锻工操作时对外观质量很重视,对内部质量往往忽视,甚至为了片面追求生产率而不顾内部质量。
1)虽然锻件形状和尺寸完全符合锻件图上的要求,但是没有达到必要的锻造比,不可避免地会造成废品。这种废品往往是在锻件进行最后力学试验时才被发现的。
2)为了降低坯料的变形抗力,加热温度超出始锻温度,保温时间过长。为了减轻加热操作的劳动强度,对小批量的锻件不是逐个向高温区推进,循环加热,而是成批在高温区加热、保温,使后面取出的坯料保温时间过长而氧化严重,晶粒粗大,甚至过热。
3)在锻造时,终锻温度控制不严,最后一火压下量不够,导致晶粒粗大,甚至出现魏氏组织。
4)锻后没有按冷却规范冷却,导致大锻件的内部氢气逸出不好,产生白点。再者,在冬天,锻件锻好后随手一丢,底面温度骤降,或者浸水,使锻件表面硬度增高,甚至因变形开裂而报废。
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