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自由锻的基本工序
1. 镦粗
镦粗是使坯料的截面增大，高度减小的锻造工序。镦粗有完全镦粗、局部镦粗和垫环镦粗等三种方式。局部镦粗按其镦粗的位置不同又可分为端部镦粗和中间镦粗两种。如图3-1所示。
镦粗主要用来锻造圆盘类（如齿轮坯）及法兰等锻件，在锻造空心锻件时，可作为冲孔前的预备工序，镦粗可作为提高锻造比的预备工序。
镦粗的一般规则、操作方法及注意事项如下：
⑴ 被镦粗坯料的高度与直径（或边长）之比应小于2.5～3，否则会镦弯（图3-2a）。工件镦弯后应将其放平，轻轻锤击矫正（图3-2b）。局部镦粗时，镦粗部分坯料的高度与直径之比也应小于2.5～3。
⑵ 镦粗的始锻温度采用坯料允许的最高始锻温度，并应烧透。坯料的加热要均匀，否则镦粗时工件变形不均匀，对某些材料还可能锻裂。
 
图3-1 镦粗 图3-2 镦弯的产生和矫正
a)完全镦粗 b)局部镦粗 a)镦弯的产生 b)镦弯的矫正
⑶ 镦粗的两端面要平整且与轴线垂直，否则可能会产生镦歪现象。矫正镦歪的方法是将坯料斜立，轻打镦歪的斜角，然后放正，继续锻打（图3-3）。如果锤头或抵铁的工作面因磨损而变得不平直时，则锻打时要不断将坯料旋转，以便获得均匀的变形而不致镦歪。
⑷ 锤击应力量足够，否则就可能产生细腰形，如图3-4a所示。若不及时纠正，继续锻打下去，则可能产生夹层，使工件报废，如图3-4b所示。
图3-3 镦歪的产生和矫正 图3-4 细腰形及夹层的产生
a)细腰形 b)夹层
2. 拔长
拔长是使坯料长度增加，横截面减少的锻造工序，又称延伸或引伸，如图3-5所示。拔长用于锻制长而截面小的工件，如轴类、杆类和长筒形零件。
图3-5 拔长
a)拔长 b)局部拔长 c)心轴拔长
拔长的一般规则，操作方法及注意事项：
⑴ 拔长过程中要将毛坯料不断反复地翻转90°，并沿轴向送进操作，如图3-6a所示。螺旋式翻转拔长如图3-6b所示，是将毛坯沿一个方向作90°翻转，并沿轴向送进的操作。单面顺序拔长如图3-6c所示，是将毛坯沿整个长度方向锻打一遍后，再翻转90°，同样依次沿轴向送进操作。用这种方法拔长时，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。
图3-6 拔长时锻件的翻转方法
a)反复翻转拔长 b)螺旋式翻转拔长 c)单面顺序拔长
⑵ 拔长时，坯料应沿抵铁的宽度方向送进，每次的送进量应为抵铁宽度的0.3～0.7倍（图3-7a）。送进量太大，金属主要向宽度方向流动，反而降低延伸效率（图3-7b）。送进量太小，又容易产生夹层（图3-7c）。另外，每次压下量也不要太大，压下量应等于或下于送进量，否则也容易产生夹层。
图3-7 拔长时的送进方向和进给量
a)送进量合适 b)送进量太大、拔长率降低 c)送进量太小、产生夹层
⑶ 由大直径的坯料拔长到小
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。如图3-8所示。
图3-8 大直径坯料拔长时的变形过程
⑷ 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。如图3-9所示。
图3-9 压肩
a)方料压肩 b)圆料压肩
⑸ 锻件拔长后须进行修整，修整方形或矩形锻件时，应沿下抵铁的长度方向送进，如图3-10a所示，以增加工件与抵铁的接触长度。拔长过程中若产生翘曲应及时翻转180°轻打校平。圆形截面的锻件用型锤或摔子修整。如图3-10b所示。
图3-10 拨长后的修整
a)方形、矩形面的修整 b)圆形截面的修整
3. 冲孔
冲孔是用冲子在坯料冲出透孔或不透孔的锻造工序。
一般规定：锤的落下部分重量在0.15～5t之间，最小冲孔直径相应为Φ30～Φ100mm；孔径小于100mm，而孔深大于300mm的孔可不冲出；孔径小于150mm，而孔深大于500mm的孔也不冲出。
根据冲孔所用的冲子的形状不同，冲孔分实心冲子冲孔和空心冲子冲孔。实心冲子冲孔分单面冲孔和双面冲孔。
⑴ 单面冲孔：对于较薄工件，即工件高度与冲孔孔径之比小于0.125时，可采用单面冲孔（图3-11）。冲孔时，将工件放在漏盘上，冲子大头朝下，漏盘的孔径和冲子的直径应有一定的间隙，冲孔时应仔细校正，冲孔后稍加平整。
⑵ 双面冲孔：其操作过程为：镦粗；试冲（找正中心冲孔痕）；撒煤粉；冲孔，即冲孔到锻件厚度的2/3～3/4；翻转180°找正中心；冲除连皮；如图3-12所示。修整内孔；修整外圆。
图3-11 单面冲孔 图3-12 双面冲孔
冲孔前的镦粗是为了减少冲孔深度并使端面平整。由于冲孔锻件的局部变形量很大，为了提高塑性，防止冲裂，冲孔应在始锻温度下进行。冲孔时试冲的目的是为了保证孔的位置正确，即先用冲子轻冲出孔位的凹痕，并检查孔的位置是否正确，如果有偏差，可将冲子放在正确的位置上再试冲一次，加以纠正。孔位检查或修正无误后，向凹痕内撒放少许煤粉或焦炭粒，其作用是便于拔出冲子，因可利用煤粉受热后产生的气体膨胀力将冲子顶出，但要特别注意安全，防止冲子和气体冲出伤人，对大型锻件不用放煤粉，而是冲子冲入坯料后，立即带着冲子滚外圆，直到冲子松动脱出。冲子拔出后可继续冲深，此时应注意保持冲子与砧面垂直，防止冲歪，当冲到一定深度时，取出冲子，翻转锻件，然后从反面将孔冲透。
⑶空心冲子冲孔：当冲孔直径超过400mm时，多采用空心冲子冲孔。对于重要的锻件，将其有缺陷的中心部分冲掉，有利于改善锻件的机械性能。
4. 扩孔
扩孔是空心坯料壁厚减薄而内径和外径增加的锻造工序。其实质是沿圆周方向的变相拔长。扩孔的方法有冲头扩孔、马杠扩孔和劈缝扩孔等三种。扩孔适用于锻造空心圈和空心环锻件。
5. 错移
将毛坯的一部分相对另一部分上、下错开，但仍保持这两部分轴心线平行的锻造工序，错移常用来锻造曲轴。错移前，毛坯须先进行压肩等辅助工序，如图3-13所示。
图2-13 错移
a)压肩 b)锻打 c)修整
6. 切割
切割是使坯料分开的工序，如切去料头、下料和切割成一定形状等。用手工切割小毛坯时，把工件放在砧面上，錾子垂直于工件轴线，边錾边旋转工件，当快切断时，应将切口稍移至砧边处，轻轻将工件切断。大截面毛坯是在锻锤或压力机上切断的,方形截面的切割是先将剁刀垂直切入锻件,至快断开时,将工件翻转180°,再用剁刀或克棍把工件截断，如图2-14a所示。切割圆形截面锻件时，要将锻件放在带有圆凹槽的剁垫上，边切边旋转锻件，如图2-14b所示。
图2-14 切割
a)方料的切割 b)圆料的切割
7. 弯曲
使坯料弯成一定角度或形状的锻造工序称为弯曲。弯曲用于锻造吊钩、链环、弯板等锻件。弯曲时锻件的加热部分最好只限于被弯曲的一段，加热必须均匀。在空气锤上进行弯曲时，将坯料夹在上下砥铁间，使欲弯曲的部分露出，用手锤或大锤将坯料打弯，如图2-15a所示。或借助于成型垫铁、成型压铁等辅助工具使其产生成型弯曲，如图2-15b所示。
图2-15 弯由
a)角度弯曲 b)成形弯曲
8. 扭转
扭转是将毛坯的一部分相对于另一部分绕其轴心线旋转一定角度的锻造工序，称为扭转，如图2-16所示。锻造多拐曲轴、连杆、麻花钻等锻件和校直锻件时常用这种工序。
扭转前，应将整个坯料先在一个平面内锻造成形，并使受扭曲部分表面光滑，然后进行扭转。扭转时，由于金属变形剧烈，要求受扭部分加热到始锻温度，且均匀热透。扭转后，要注意缓慢冷却，以防出现扭裂。
图2-16 扭转
9. 锻接
锻接是将两段或几段坯料加热后，用锻造的方法连接成牢固整体的一种锻造工序，又称锻焊。锻接主要用于小锻件生产或修理工作，如：锚链的锻焊；刃具的夹钢和贴钢，它是将两种成份不同的钢料锻焊在一起。典型的锻接方法有搭接法、咬接法和对接法。搭接法是最常用的，也易于保证锻件质量，而交错搭接法操作较困难，用于扁坯料。咬接法的缺点是锻接时接头中氧化溶渣不易挤出。对接法的锻接质量最差，只在被锻接的坯料很短时采用。锻接的质量不仅和锻接方法有关，还与钢料的化学成分和加热温度有关，低碳钢易于锻接，而中、高碳钢则困难，合金钢更难以保证锻接质量。
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