进阶篇：3.8）锻造件设计

本章目的：设计出符合锻造工艺的零件

1.定义：

锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压（锻造与冲压）的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。



锻造生产也是机械制造工业中提供毛坯的主要途径之一。

2.锻造生产的分类（根据变形时的温度）

1．热锻指终锻温度高于再结晶温度的锻造过程。变形过程中冷变形强化和再结晶同时存在，属于动态再结晶。

2．冷锻指室温下进行的体积塑性成形。可以避免加热出现的缺陷，精度和表面质量高，强度和硬度高。但变形抗力大，需用较大吨位设备，多次变形时需增加再结晶退火和其它辅助工序。主要局限于低碳钢、有色金属及其合金的薄件及小件加工。

　　其成形方式有实心件正挤压、空心件正挤压、反挤压、复合挤压和镦粗。 冷轧丝杆、长丝杆的轧制、冷镦六角螺栓。

3．温锻温锻的金属变形温度是在再结晶温度以下和室温以上的温度范围内，温锻是一种少无切屑塑性成形工艺。

4．等温锻指模具和坯料要保持在相同的恒定温度下，为了实现这个要求，模具必须带加热和保温装置。

钢的开始再结晶温度约为727℃，但普遍采用800℃作为划分线，高于800℃的是热锻；在300～800℃之间称为温锻或半热锻，在室温下进行锻造的称为冷锻。用于大多数行业的锻件都是热锻，温锻和冷锻主要用于汽车、通用机械等零件的锻造，温锻和冷锻可以有效的节材

3.锻造分类2（成型机理）

根据成形机理，锻造可分为自由锻、模锻、碾环、特殊锻造。

1、自由锻。指用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧铁之间直接对坯料施加外力,使坯料产生变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的加工方法。 采用自由锻方法生产的锻件称为 自由锻件。自由锻都是以生产批量不大的锻件为主，采用锻锤、液压机等锻造设备对坯料进行成形加工，获得合格锻件。 自由锻的基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转、错移及锻接等。自由锻采取的都是热锻方式。 

2、模锻。模锻又分为开式模锻和闭式模锻．金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件，模锻一般用于生产重量不大、批量较大的零件。模锻可分为热模锻、温锻和冷锻。温锻和冷锻是模锻的未来发展方向，也代表了锻造技术水平的高低

4.锻造的过程（图解）：

 

5.锻造用材

锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢，其次是铝、镁、铜、钛等及其合金。材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。 金属在变形前的横断面积与变形后的横断面积之比称为锻造比。正确地选择锻造比、合理的加热温度及保温时间、合理的始锻温度和终锻温度、合理的变形量及变形速度对提高产品质量、降低成本有很大关系。

6.锻造件设计原则：

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