Ⅰ 怎麼精確的計算鍛件下料尺寸
你好，這個東西嘛不是三言兩語就能說清楚了，屬於特別專業化的技能，其實鍛件下料尺寸就是在圖紙凈尺寸基礎上加入加工餘量，說起來好像挺簡單，但是不同的機器不一樣的工件，很多需要經驗積累才能算的精確，這個東西給大了就是浪費材料，小了又可能在加工過程中出問題，所以新手最好能有老師傅來在旁邊給出指導哦
Ⅱ 鍛壓的目的
鍛壓是鍛造和沖壓的合稱，是利用鍛壓機械的錘頭、砧塊、沖頭或通過模具對坯料施加壓力，使之產生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的製件的成形加工方法。
在鍛造加工中，坯料整體發生明顯的塑性變形，有較大量的塑性流動；在沖壓加工中，坯料主要通過改變各部位面積的空間位置而成形，其內部不出現較大距離的塑性流動。鍛壓主要用於加工金屬製件，也可用於加工某些非金屬，如工程塑料、橡膠、陶瓷坯、磚坯以及復合材料的成形等。
鍛壓和冶金工業中的軋制、拔制等都屬於塑性加工，或稱壓力加工，但鍛壓主要用於生產金屬製件，而軋制、拔制等主要用於生產板材、帶材、管材、型材和線材等通用性金屬材料。
人類在新石器時代末期，已開始以錘擊天然紅銅來製造裝飾品和小用品。中國約在公元前2000多年已應用冷鍛工藝製造工具，如甘肅武威皇娘娘台齊家文化遺址出土的紅銅器物，就有明顯的錘擊痕跡。商代中期用隕鐵製造武器，採用了加熱鍛造工藝。春秋後期出現的塊煉熟鐵，就是經過反復加熱鍛造以擠出氧化物夾雜並成形的。
最初，人們靠掄錘進行鍛造，後來出現通過人拉繩索和滑車來提起重錘再自由落下的方法鍛打坯料。14世紀以後出現了畜力和水力落錘鍛造。
1842年，英國的內史密斯製成第一台蒸汽錘，使鍛造進入應用動力的時代。以後陸續出現鍛造水壓機、電機驅動的夾板錘、空氣鍛錘和機械壓力機。夾板錘最早應用於美國內戰(1861～1865)期間，用以模鍛武器的零件，隨後在歐洲出現了蒸汽模鍛錘，模鍛工藝逐漸推廣。到19世紀末已形成近代鍛壓機械的基本門類。
20世紀初期，隨著汽車開始大量生產，熱模鍛迅速發展，成為鍛造的主要工藝。20世紀中期，熱模鍛壓力機、平鍛機和無砧鍛錘逐漸取代了普通鍛錘，提高了生產率，減小了振動和雜訊。隨著鍛坯少無氧化加熱技術、高精度和高壽命模具、熱擠壓，成形軋制等新鍛造工藝和鍛造操作機、機械手以及自動鍛造生產線的發展，鍛造生產的效率和經濟效果不斷提高。
冷鍛的出現先於熱鍛。早期的紅銅、金、銀薄片和硬幣都是冷鍛的。冷鍛在機械製造中的應用到20世紀方得到推廣，冷鐓、冷擠壓、徑向鍛造、擺動輾壓等相繼發展，逐漸形成能生產不需切削加工的精密製件的高效鍛造工藝。
早期的沖壓只利用鏟、剪、沖頭、手錘、砧座等簡單工具，通過手工剪切、沖孔、鏟鑿、敲擊使金屬板材(主要是銅或銅合金板等)成形，從而製造鑼、鐃、鈸等樂器和罐類器具。隨著中、厚板材產量的增長和沖壓液壓機和機械壓力機的發展，沖壓加工也在19世紀中期開始機械化。
1905年美國開始生產成卷的熱連軋窄帶鋼，1926年開始生產寬頻鋼，以後又出現冷連軋帶鋼。同時，板、帶材產量增加，質量提高，成本降低。結合船舶、鐵路車輛、鍋爐、容器、汽車、制罐等生產的發展，沖壓已成為應用最廣泛的成形工藝之一。
鍛壓主要按成形方式和變形溫度進行分類。按成形方式鍛壓可分為鍛造和沖壓兩大類；按變形溫度鍛壓可分為熱鍛壓、冷鍛壓、溫鍛壓和等溫鍛壓等。
熱鍛壓是在金屬再結晶溫度以上進行的鍛壓。提高溫度能改善金屬的塑性，有利於提高工件的內在質量，使之不易開裂。高溫度還能減小金屬的變形抗力，降低所需鍛壓機械的噸位。但熱鍛壓工序多，工件精度差，表面不光潔，鍛件容易產生氧化、脫碳和燒損。
冷鍛壓是在低於金屬再結晶溫度下進行的鍛壓，通常所說的冷鍛壓多專指在常溫下的鍛壓，而將在高於常溫、但又不超過再結晶溫度下的鍛壓稱為溫鍛壓。溫鍛壓的精度較高，表面較光潔而變形抗力不大。
在常溫下冷鍛壓成形的工件，其形狀和尺寸精度高，表面光潔，加工工序少，便於自動化生產。許多冷鍛、冷沖壓件可以直接用作零件或製品，而不再需要切削加工。但冷鍛時，因金屬的塑性低，變形時易產生開裂，變形抗力大，需要大噸位的鍛壓機械。
等溫鍛壓是在整個成形過程中坯料溫度保持恆定值。等溫鍛壓是為了充分利用某些金屬在等一溫度下所具有的高塑性，或是為了獲得特定的組織和性能。等溫鍛壓需要將模具和坯料一起保持恆溫，所需費用較高，僅用於特殊的鍛壓工藝，如超塑成形。
鍛壓可以改變金屬組織，提高金屬性能。鑄錠經過熱鍛壓後，原來的鑄態疏鬆、孔隙、微裂等被壓實或焊合；原來的枝狀結晶被打碎，使晶粒變細；同時改變原來的碳化物偏析和不均勻分布，使組織均勻，從而獲得內部密實、均勻、細微、綜合性能好、使用可靠的鍛件。鍛件經熱鍛變形後，金屬是纖維組織；經冷鍛變形後，金屬晶體呈有序性。
鍛壓是使金屬進行塑性流動而製成所需形狀的工件。金屬受外力產生塑性流動後體積不變，而且金屬總是向阻力最小的部分流動。生產中，常根據這些規律控制工件形狀，實現鐓粗拔長、擴孔、彎曲、拉深等變形。
鍛壓出的工件尺寸精確、有利於組織批量生產。模鍛、擠壓、沖壓等應用模具成形的尺寸精確、穩定。可採用高效鍛壓機械和自動鍛壓生產線，組織專業化大批量或大量生產。
鍛壓的生產過程包括成形前的鍛坯下料、鍛坯加熱和預處理；成形後工件的熱處理、清理、校正和檢驗。常用的鍛壓機械有鍛錘、液壓機和機械壓力機。鍛錘具有較大的沖擊速度，利於金屬塑性流動，但會產生震動；液壓機用靜力鍛造，有利於鍛透金屬和改善組織，工作平穩，但生產率低；機械壓力機行程固定，易於實現機械化和自動化。
未來鍛壓工藝將向提高鍛壓件的內在質量、發展精密鍛造和精密沖壓技術、研製生產率和自動化程度更高的鍛壓設備和鍛壓生產線、發展柔性鍛壓成形系統、發展新型鍛壓材料和鍛壓加工方法等方面發展。
提高鍛壓件的內在質量，主要是提高它們的機械性能(強度、塑性、韌性、疲勞強度)和可靠度。這需要更好地應用金屬塑性變形理論；應用內在質量更好的材料；正確進行鍛前加熱和鍛造熱處理；更嚴格和更廣泛地對鍛壓件進行無損探傷。
少、無切削加工是機械工業提高材料利用率、提高勞動生產率和降低能源消耗的最重要的措施和方向。鍛坯少、無氧化加熱，以及高硬、耐磨、長壽模具材料和表面處理方法的發展，將有利於精密鍛造、精密沖壓的擴大應用。
Ⅲ 鍛造基本工序
鍛造和板料沖壓總稱為鍛壓。鍛壓是對金屬坯料施加一外力，使之產生塑性變形，從而獲得具有一定尺寸、形狀和內部組織的毛坯或零件的一種壓力加工方法。
鍛造能消除金屬鑄錠中的一些鑄造缺陷，使其內部晶粒細化，組織緻密，力學性能顯著提高。所以重要的機器零件和工具部件，如車床主軸、高速齒輪、曲軸、連桿、鍛模、和刀桿等大都採用鍛造制坯。
3.1 鍛 造
鍛造的工藝方法主要有自由鍛、模鍛和胎膜鍛。生產時，按鍛件質量的大小，生產批量的多少選擇不同的鍛造方法。
3.1.1自由鍛
鍛造時，金屬坯料受上下抵鐵的壓縮變形，而向四周為自由的塑性流動，故稱為自由鍛。由於工件的尺寸和形狀要靠操作技術來保證，所以自由鍛要求工人有較高的技術水平。
自由鍛生產率低，加工餘量大，但工具簡單，通用性大，故被廣泛用於鍛造形狀較簡單的單件、小批生產的鍛件。
3.1.1.1坯料的加熱
金屬材料在一定溫度范圍內，隨溫度的上升其塑性會提高，變形抗力會下降，用較小的變形力就能使坯料穩定地改變形狀而不出現破裂，所以鍛造時要對工件加熱。
（1）始鍛溫度與終鍛溫度 允許加熱達到的最高溫度稱為始鍛溫度，停止鍛造的溫度稱為終鍛溫度。由於化學成分的不同，每種金屬材料始鍛和終鍛溫度都是不一樣的。幾種常用金屬材料的鍛造溫度范圍見表3-1所示。
表3-1常用金屬材料的鍛造溫度范圍
材料種類 始鍛溫度/℃ 終鍛溫度/℃
低碳鋼 1200~1250 800
中碳鋼 1150~1200 800
合金結構鋼 1100~1180 850
鍛件的溫度可用儀表測定，在生產中也可根據被加熱金屬的火色來判別，如碳鋼的加熱溫度與火色的關系如下：
溫度(℃) 1300 1200 1100 900 800 700 小於600
火色 白色 亮黃 黃色 櫻紅 赤紅 暗紅 黑色
（2）加熱缺陷 對鍛件加熱不當，則會產生以下缺陷。 1）過熱 加熱溫度超過該材料的始鍛溫度，或在高溫下保溫過久，金屬材料內部的晶粒會變得粗大，這種現象稱為過熱。過熱使鍛坯的塑性下降，可鍛性變差。可通過重結晶退火的方法使晶粒重新細化。
2）過燒 加熱溫度遠遠高於始鍛溫度，接近該材料的熔點，晶粒邊界發生嚴重氧化而使晶粒間失去結合力，這種現象稱為過燒。過燒的坯料一經鍛打即會碎裂，是不可修復的缺陷。
3)氧化和脫碳 加熱時鋼料與高溫的氧、二氧化碳和水蒸氣接觸，使坯料表面產生氧化皮和脫碳層。每次加熱的氧化燒損量約占坯料總重量的2~3%，下料計算時必須加上這個燒損量。
（3）加熱爐 鍛件加熱可採用一般燃料如焦炭、重油等進行燃燒，利用火焰加熱，也可採用電能加熱。典型的電能加熱設備是高效節能紅外箱式爐，其結構如圖3-1所示。它採用硅碳棒為發熱元件，並在內壁塗有高溫燒結的輻射塗料，加熱時爐內形成高輻射均勻溫度場，因此升溫快，單位耗電低，達到節能目的。紅外爐採用無級調壓控制櫃與其配套，具有快速啟動，精密控溫，送電功率和爐溫可任意調節的特點。
自由鍛設備有空氣錘、蒸汽-空氣錘和水壓機等，分別適合小、中和大型鍛件的生產。
（1）空氣錘的結構和工作原理 空氣錘的結構如圖3-2 所示，由錘身、壓縮缸、工作缸、傳動機構、操縱機構、落下部分及砧座等組成。空氣錘的公稱規格是以落下部分的質量來表示的。落下部分包括了工作活塞、錘桿、錘頭和上抵鐵。例如65Kg空氣錘，是指其落下部分質量為65Kg，而不是指它的打擊力。
空氣錘的工作原理亦如圖3-2所示，電動機通過減速機構帶動曲柄連桿機構轉動，曲柄連桿機構把電動機的旋轉運動轉化為壓縮活塞的上下往復運動，壓縮活塞通過上下旋閥將壓縮空氣壓入工作缸的下部或上部，推動落下部分的升降運動，實現錘頭對鍛件的打擊。
（2）空氣錘的操作 通過踏桿或手柄操縱配氣機構（上、下旋閥），可實現空轉、懸空、壓緊、連續打擊和單次打擊等操作。
1）空轉 轉動手柄，上、下旋閥的位置使壓縮缸的上下氣道都與大氣連通，壓縮空氣不進入工作缸，而是排入大氣中，壓縮活塞空轉。
2）懸空 上懸閥的位置使工作缸和壓縮缸的上氣道都與大氣連通，當壓縮活塞向上運行時，壓縮空氣排入大氣中，而活塞向下運行時，壓縮空氣經由下旋閥，沖開一個防止壓縮空氣倒流的逆止閥，進入工作缸下部，使錘頭始終懸空。懸空的目的是便於檢查尺寸，更換工具，清潔整理等。
3）壓緊 上下旋閥的位置使壓縮缸的上氣道和工作缸的下氣道都與大氣連通，當壓縮活塞向上運行時，壓縮空氣排入大氣中，而當活塞向下運行時，壓縮缸下部空氣通過下旋閥並沖開逆止閥，轉而進入上下旋閥連通道內，經由上旋閥進入工作缸上部，使錘頭向下壓緊鍛件。與此同時，工作缸下部的空氣經由下旋閥排入大氣中。壓緊工件可進行彎曲、扭轉等操作。
4）連續打擊 上下旋閥的位置使壓縮缸和工作缸都與大氣隔絕，逆止閥不起作用。當壓縮活塞上下往復運動時，將壓縮空氣不斷壓入工作缸的上下部位，推動錘頭上下運動，進行連續打擊。
5）單次打擊 由連續打擊演化出單次打擊。即在連續打擊的氣流下，手柄迅速返回懸空位置，打一次即停。單打不易掌握，初學者要謹慎對待，手柄稍不到位，單打就會變為連打，此時若翻轉或移動鍛件易出事故。
3.1.1.3自由鍛的基本工序
自由鍛造時，鍛件的形狀是通過一些基本變形工序將坯料逐步鍛成的。自由鍛造的基本工序有鐓粗、拔長、沖孔、彎曲和切斷等。
（1）鐓粗 鐓粗是對原坯料沿軸向鍛打，使其高度減低、橫截面增大的操作過程。這種工序常用於鍛造齒輪坯和其他圓盤形類鍛件。
鐓粗分為全部鐓粗和局部鍛粗兩種，如圖3—3所示。
鐓粗時應注意下列幾點：
1）鐓粗部分的長度與直徑之比應小於2.5，否則容易鐓彎，如圖3—4所示。
2）坯料端面要平整且與軸線垂直，鍛打用力要正，否則容易鍛歪。
3）鐓粗力要足夠大，否則會形成細腰形或夾層，如圖3—5所示。
（2）拔長 拔長是使坯料的長度增加，截面減小的鍛造工序，通常用來生產軸類件毛坯，如車床主軸、連桿等。拔長時，每次的送進量L應為砧寬B的0．3~0．7倍，若L太大，則金屬橫向流動多，縱向流動少，拔長效率反而下降。若L太小，又易產生夾層，如圖3-6所示。
拔長過程中應作90°翻轉，較重鍛件常採用鍛打完一面再翻轉90°鍛打另一面的方法；較小鍛件則採用來回翻轉90°的鍛打方法，如圖3-7所示。
圓形截面坯料拔長時，先鍛成方形截面，在拔長到邊長直徑接近鍛件直徑時，鍛成八角形截面，最後倒棱滾打成圓形截面，如圖3-8所示。這樣拔長效率高，且能避免引起中心裂紋。
（3）沖孔 用沖子在坯料上沖出通孔或不通孔的鍛造工序。實心沖子雙面沖孔如圖3-9所示，在鐓粗平整的坯料表面上先預沖一凹坑，放稍許煤粉，再繼續沖至約3/4深度時，藉助於煤粉燃燒的膨脹氣體取出沖子，翻轉坯料，從反面將孔沖透。
（4）彎曲 使坯料彎曲成一定角度或形狀的鍛造工序，如圖3-10所示。
（5）扭轉 使坯料的一部分相對另一部分旋轉一定角度的鍛造工序，如圖3-11所示。
（6）切割 分割坯料或切除料頭的鍛造工序。
3.1.1.4鍛件的鍛造過程示例
任何鍛件往往是經若干個工序鍛造而成的，在鍛造前要根據鍛件形狀、尺寸大小及坯料形狀等具體情況，合理選擇基本工序和確定鍛造工藝過程。表3-2所示為六角螺母的鍛造工藝過程示例，其主要工序是鐓粗和沖孔。