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自由锻造(简称自由锻)是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形,不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法。
一、分类
自由锻可分为手工自由锻和机器自由锻。手工自由锻生产效率低,劳动强度大,锻件精度低,加工余量大,且对工人的技术水平要求较高,故仅用于修配或单件、小批量生产。机器自由锻通常使用水压机或蒸汽-空气锤来完成锻造过程,适用于中、小型锻件的大批量生产。
二、基本工序
自由锻的基本工序包括镦粗、延伸(拉伸)、交错(错移)、冲孔、切割、弯曲、扭转、锻接等。
镦粗:在变形过程中减少锭或坯的长度,增加其横截面,以生产叶轮、齿轮、圆盘等锻件。
延伸:减小坯料横截面,增加其长度,如生产轴类零件或锻造坯料。
交错(错移):使毛坯的一部分相对于另一部分平行错开一段距离,但仍保持轴心平行,常用于锻造曲轴零件。
冲孔:在坯料上冲制一个全通孔或半通孔。
切割:将坯料切割成几个部分,如切掉铸锭的冒口和底部的边角料。
弯曲:根据工件的要求,将毛坯的各个部分沿轴线弯曲成所需角度。
扭转:将毛坯的一部分绕同一轴线以一定角度转向另一部分,多用于生产曲轴。
锻接:将两块坯料在炉内加热至高温后,用锤快击,使其在固态下结合。锻接的方法有搭接、对接、咬接等,锻接后的接缝强度可达被连接材料强度的70%~80%。
三、特点
自由锻件的形状简单,特别适用于截面变化小而主轴呈平缓直线或弯曲的轴类件、盘类件或环形件。
与模锻件相比,自由锻件的质量受锻压工艺和工人操作水平的影响更大。某些特殊的质量要求可通过自由锻的工艺过程得到满足,如通过反复镦拔可提高原材料的质量。
直轴或弯轴件和弯成的环形件由于金属没有横向流动,其流线分布一般比模锻件的更为合理。但自由锻件流线的清晰度和平直度以及沿锻件外廓分布的吻合程度较模锻件差。
变形程度不够均匀,复杂件因火次较多,有可能在个别部位出现只被加热而不参与变形的情况,进而可能导致组织不均匀或低倍粗晶的出现。
由于自由锻件以自由变形为主,因而同一批锻件的形状和尺寸的均一性较模锻件差,加工余量和公差也较大。
四、应用
自由锻造主要应用于单件、小批量生产,也适用于大型锻件的制造。由于自由锻造的灵活性,它能够满足各种复杂形状和尺寸锻件的需求,特别是在需要高度定制化的场合。
综上所述,自由锻造是一种重要的金属加工方法,具有广泛的应用领域和独特的工艺特点。在金属加工行业中,自由锻造发挥着不可替代的作用。来源-铝精深加工