常用的锻造方法及其优缺点

1、自由锻
　　自由锻是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。
　　自由锻造工序包括基本工序、辅助工序、精整工序。
　　自由锻造的基本工序：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转、错移及锻接等，而实际生产中z常用的是镦粗、拔长、冲孔这三种工序。
　　辅助工序：预先变形工序，如压钳口、压钢锭棱边、切肩等。
　　精整工序：减少锻件表面缺陷的工序，如清除锻件表面凹凸不平及整形等。
优点：
　　(1) 烟台锻造灵活性大，可以生产不足100kg的小件，也可以生产大至300t以上的重型件；
　　(2) 所用工具为简单的通用工具；
　　(3) 锻件成形是使坯料分区域逐步变形，因而，锻造同样锻件所需锻造设备的吨位比模型锻造要小得多；
　　(4) 对设备的精度要求低；
　　(5) 生产周期短。
缺点及局限性：
　　(1) 生产效率比模型锻造低得多；
　　(2) 锻件形状简单、尺寸精度低、表面粗糙；工人劳动强度高，而且要求技术水平也高；
　　(3) 不易实现机械化和自动化。
2、模锻
　　模锻是指在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的锻造方法。此方法生产的锻件尺寸精 确，加工余量较小，结构也比较复杂生产率高。
　　按所用设备的不同分类：锤上模锻、曲柄压力机模锻、平锻机上模锻及摩擦压力机上模锻等。
　　锤上模锻z常用的设备是蒸汽-空气模锻锤、无砧座锤和高速锤等。
　　锻模模膛：根据其功用不同可分为模锻模膛和制坯模膛两大类。
锤上模锻所用的锻模
　　（1—锤头；2—上模；3—飞边槽；4—下模；5—模垫；6，7，10—紧固楔铁；8—分模面；9—模膛）
1）模锻模膛
　　(1) 预锻模膛：预锻模膛的作用是使毛坯变形到接近于锻件的形状和尺寸，这样在进行终锻时，金属容易填满模膛而获得锻件所需要的尺寸。对于形状简单的锻件或批量不大时可不设预锻模膛。预锻模膛的圆角和斜度要比终锻模膛大得多，而且没有飞边槽。
　　(2) 终锻模膛：终锻模膛的作用是使毛坯后变形到锻件所要求的形状和尺寸，因此，它的形状应和锻件的形状相同；但因锻件冷却时要收缩，故终锻模膛的尺寸应比锻件尺寸放大一个收缩量。钢锻件收缩量取1.5%。另外，沿模膛四周有飞边槽，用以增加金属从模膛中流出的阻力，促使金属充满模膛，同时容纳多余的金属。

2）制坯模膛
　　对于形状复杂的锻件，为了使毛坯形状基本符合锻件形状，以便使金属能合理分布和很好地充满模膛，就须预先在制坯模膛内制坯。
弯曲连杆锻造过程
　　(1) 拔长模膛：它是用来减少毛坯某部分的横截面积，以增加该部分的长度。拔长模膛分为开式和闭式两种。
拔长模膛：(a)开式；(b)闭式
　　(2) 滚压模膛：它是用来减少毛坯某一部分的横截面积，以增加另一部分的横截面积，从而使金属按锻件形状来分布。滚压模膛分为开式和闭式两种。
滚压模膛：(a)开式；(b)闭式
　　(3) 弯曲模膛：对于弯曲的杆类模锻件，需用弯曲模膛来弯曲毛坯。
弯曲模膛
　　(4)切断模膛：它是在上模与下模的角上组成一对刀口，用来切断金属。
切断模膛
优点：
生产效率较高。模锻时，金属的变形在模膛内进行，故能较快获得所需形状；
能锻造形状复杂的锻件，并可使金属流线分布更为合理，提高零件的使用寿命；
模锻件的尺寸较精 确，表面质量较好，加工余量较小；
节省金属材料，减少切削加工工作量。
在批量足够的条件下，能降低零件成本。
缺点及局限性：
模锻件的重量受到一般模锻设备能力的限制，大多在7OKg以下；
锻模的制造周期长、成本高；
模锻设备的投资费用比自由锻大。
3、辊锻
　　辊锻是指用一对相向旋转的扇形模具使坯料产生塑性变形，从而获得所需锻件或锻坯的锻造工艺。
　　辊锻变形原理如上所示。辊锻变形是复杂的三维变形。大部分变形材料沿着长度方向流动使坯料长度增加，少部分材料横向流动使坯料宽度增加。辊锻过程中坯料根截面面积不断减小。辊锻适用于轴类件拔长，板坯辗片及沿长度方向分配材料等变形过程。
　　辊锻可用于生产连杆、麻花钻头、扳手、道钉、锄、镐和透平叶片等。辊锻工艺利用轧制成形原理逐步地使毛坯变形。
　　与普通模锻相比，辊锻具有设备结构较简单、生产平稳、振动和噪音小、便于实现自动化、生产效率高等优点。
4、胎模锻
　　胎模锻是采用自由锻方法制坯，然后在胎模中后成形的一种锻造方法，是介于自由锻与模锻之间的一种锻造方法。在模锻设备较少，大部为自由锻锤中小型企业应用普遍。
　　胎模锻使用胎模的种类很多，生产中常用的有：型摔、扣模、套模、垫模、合模等。
扣模
开式筒模：(a)整体筒模；(b)镶块筒模；(c)带垫模筒模
闭式筒模
　　闭式筒模多用于回转体锻件的锻造。如两端面带凸台的齿轮等，有时也用于非回转体锻件的锻造。闭式筒模锻造属无飞边锻造。
　　对于形状复杂的胎模锻件，则需在筒模内再加两个半模(即增加一个分模面)制成组合筒模，毛坯在由两个半模组成的模膛内成形。
组合筒模（1—筒模；2—右半模；3—冲头；4—左半模；5—锻件）
合模
　　合膜通常由上下模两部分组成。为了使上下模吻合及不使锻件产生错移，经常用导柱和导销定位。合模多用于生产形状复杂的非回转体锻件，如连杆、叉形锻件等。
胎模锻与自由锻相比有如下优点 ：
　　(1) 由于坯料在模膛内成形，所以锻件尺寸比较精 确，表面比较光洁，流线组织的分布比较合理，所以质量较高；
　　(2) 胎模锻能锻出形状比较复杂的锻件；由于锻件形状由模膛控制，所以坯料成形较快，生产率比自由锻高1～5倍；
　　(3) 余块少，因而加工余量较小，既可节省金属材料，又能减少机加工工时。
缺点及局限性：
　　(1) 需要吨位较大的锻锤；
　　(2) 只能生产小型锻件；
　　(3) 胎模的使用寿命较低；
　　(4) 工作时一般要靠人力搬动胎模，因而劳动强度较大；
　　(5) 胎模锻用于生产中、小批量的锻件。