径向锻造工艺参数优化探析

（1）进锤速度 进锤速度系指锤头在单位时间内移动的距离，亦就是单位时间内锻件在直径方向的减缩量。一般径向锻造机的进锤速度分快速、较快速、较慢速、慢速四种。在设备负荷允许的情况下，尽量选用较快速度。这既可以提高生产效率，又可以使锤头与锻件接触时间短，锻件不易降温。

锻高合金钢时，进锤速度太快，由于热效应作用，被锻部分温升较大，容易超出锻件加热范围，影响内在品质，所以要求考虑选用较低速度进锤。

锻空心锻件时，采用较快的进锤速度，可使坯料径向压缩量大，轴向延伸量小。同时，因为进锤速度快，锤头与锻件接触时间少，锤头带走的热量也少，所以能使壁厚有小量增加。

一般建议选用进锤速度为4～7mm/s为宜。

（2）径向压下量 径向压下量是指锤头一次进给时，锻件在直径上的绝对收缩量。径向压下量主要与设备公称吨位、锻件材料、进锤速度、轴向送进速度和锻件表面质量有关。在设备负荷允许和满足锻件表面品质的前提下，应选用较大径向压下量。这样可以减小工步，提高生产率。也利于减小锻件尾部凹坑。但可能使锻件上出现螺旋形脊椎纹。锻打小直径段时，这种现象尤为明显。一台径向锻造机一次究竟能达到多大的径向压下量，应具体情况具体分析。材料的变形抗力大，势必影响压下量的加大。例如某径向锻造机锻的钛合金，径向压下量为10mm，而锻同样直径的一般碳素结构钢和低合金钢，径向压下量可取25mm。

较低进锤速度和轴向送进速度的情况下可以选用较大的径向压下量。

（3）轴向送进速度 单位时间内夹头移动的距离，称为轴向送进速度。轴向送进速度也分快速、较快速、较慢速、慢速四种。轴向送进速度的大小，直接关系到生产率的高低和锻件表面质量的好坏。加大轴向送进速度，可显著缩短机器动作时间，提高生产率。一般情况下，在其他工艺参数不变的情况下，选用大的轴向送进速度，锻出的锻件表面质量较差。

轴向送进速度也是影响锻件直径尺寸公差的一个重要因素。锻打变形抗力较大的材料和温度较低的工件，当轴向送进速度大时，锻出的锻件直径偏大，当轴向送进速度小时，锻出的锻件直径偏小。所以为了减小锻件直径尺寸公差，每个工件应尽可能保持用相同的轴向送进速度锻打。如果因某种原因坯料锻打温度已经很低，应采用较低的轴向送进速度锻打，这样可以保持锻件直径尺寸公差。

选用轴向送进速度，应考虑到径向压下量、锻件转速以及设备能量的大小。径向压下量小、锻件转速大，可选用较大的轴向送进速度。反之，选用较低的轴向送进速度。有时径向压下量和锻件转速允许，但设备较小，也不能采用很大的轴向送进速度。

锤头锻打力1600kN的径向锻造机轴向送进速度建议按以下数值选用：

1）热锻时，一般工步选用u_轴=2～3m/min，精整工步u_轴=1～1.5m/min；(www.xing528.com)

2）温锻时，u_轴=0.3～0.5m/min；

3）冷锻时，u_轴=0.06～0.2m/min。

（4）夹头转速 由径向锻造机的工艺原理可知，锻件旋转时，锤头在其周围锻打。当锤头接触到锻件的一瞬间，锻件短时间地被锤头“抱住”，夹爪停止转动。夹头不是匀速转动，而是有规则的一抖一抖的转动。夹头的实际转速与理论计算的转速相比，并不降低。所以，夹头转速就等于锻件每分钟的转数。选择锻件转数实际就是确定夹头的转速。

一般径向锻造机夹头的转速可调，大约为25～46r/min。

夹头转速影响锻件表面质量和生产率。

每转锤头打击次数可根据打击次数和夹头转数计算，应该使每转锤头打击次数不能被锤头数除尽，这样可以避免各锤头打击部位重合。例如：某一径向锻机有四个锤头，打击次数为550次/min，夹头转数34.375r/min，锻出锻件的截面为16边形，这是不合理的。同理打击次数为600次/min的三个锤头的径向锻机，夹头转数选择46r/min和36r/min都比40r/min好。

径向锻造机工作时，锤头每锻打一次，锻件即转动一个角度。因此，锤头在锻件上留下的锤痕也互相错移一个角度，径向锻造机锻出的锻件外圆，呈多边形。但是因为采用了圆弧面锤头，再加上边数较多，因而多边形不太明显。多边形的边数事实上就是某一横截面在圆周上的锤击痕的数量，它是由锤头的打击次数和锻件的转数，即夹头转速所决定的。在锤头打击次数一定的情况下，锻件转数决定了锻件边数的多少，与锻件直径无关。夹头转速对锻件外表面质量的影响，就在于它对锻件边数的多和少所起的作用。锻件边数越多，外表面就圆滑，表面质量越高。

径向锻造机夹头转速对生产率的影响较大。一般来说，为了保证整形效果，不能采用较大的轴向送进速度，因而生产率低。所以在选择夹头转速时，应视锻件技术要求，在保证表面质量的前提下，尽量选用较高的夹头转速，以便配合采用较大的轴向送进速度，提高生产率。热锻直径小的锻件，过高的夹头转速有可能将锻件扭弯，宜选用较低的夹头转速。但是有的径向锻造机只有一种夹头转速，这时为了保证锻件质量，又要顾及生产率，就应选择合适的轴向送进速度。

（5）锻造温度 径向锻造机在进行锻打时，机器动作时间较短，锤头与锻件接触时间极短，锤头带走的热量很少，所以一般锻件的终锻温度较高。在确定锻打坯料锻造温度范围时，对于一般常见的钢材，可以只考虑始锻温度，而不管终锻温度。在设备能力和其他工艺参数允许的情况下，可以将始锻温度选得比一般锻造低100～150℃。这样可以使终锻温度低些，有利于提高锻件的力学性能和表面质量。径向锻造工艺也可采用温锻和冷锻。采用温锻和冷锻的目的是为了避免材料氧化，提高锻件精度，达到净形和近似净形加工（少或无切屑加工）。同时，也提高了锻件的力学性能。