法蘭自由鍛

　　定義：利用沖擊力或壓力使金屬在上下砧面間各個方向自由變形，不受任何限制而獲得所需形狀及尺寸和一定機(jī)械性能的鍛件的一種加工方法，簡稱自由鍛。

　　法蘭自由鍛特點：自由鍛造所用工具和設(shè)備簡單，通用性好，成本低。 同鑄造毛坯相比，自由鍛消除了縮孔、 縮松、氣孔等缺陷，使毛坯具有更高的力學(xué)性能。鍛件形狀簡單，操作靈活。因此，它在重型機(jī)器及重要零件的制造上有特別重要的意義。

　　分類：主要有手工鍛造和機(jī)械鍛造兩種。手工自由鍛生產(chǎn)效率低，勞動強(qiáng)度大，僅用于修配或簡單、小型、小批鍛件的生產(chǎn)。

　　在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，機(jī)器自由鍛已成為鍛造生產(chǎn)的主要方法，在重型機(jī)械制造中，它具有特別重要的作用。 而產(chǎn)生的鍛件形狀和尺寸主要由操作工的技術(shù)水平?jīng)Q定。

　　法蘭自由鍛主要設(shè)備：自由鍛造的設(shè)備分為鍛錘和液壓機(jī)兩大類。生產(chǎn)中使用的鍛錘有空氣錘和蒸汽-空氣錘，有些廠還使用結(jié)構(gòu)簡單，投資少的彈簧錘、夾板錘、杠桿錘和鋼絲錘等。液壓機(jī)是以液體產(chǎn)生的靜壓力使坯料變形的，是生產(chǎn)大型鍛件的唯一方式。 基本工序：

　　法蘭自由鍛造的基本工序包括鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯移、切割及鍛接等。

　　螺栓的兩個密封面相互擠壓法蘭墊片并形成密封，但這同時也導(dǎo)致密封的破壞。為了保持密封，就得維持巨大的螺栓作用力，為此，螺栓就要做得更大。而更大的螺栓就要匹配更大的螺母，這就意味著需要直徑更大的螺栓為上緊螺母創(chuàng)造條件。

　　【拔長】也稱延伸，它是使坯料橫斷面積減小、長度增加的鍛造工序。拔長常用于鍛造桿、軸類零件。拔長的方法主要有兩種：

　　(1)在平砧上拔長。

　　(2)在芯棒上拔長。鍛造時，先芯棒插入沖好孔的坯料中，然后當(dāng)作實心坯料進(jìn)行拔長。拔長時，一般不是一次拔成，先將坯料拔成六角形，鍛到所需長度后，再倒角滾圓，取出芯棒。為便于取出芯棒，芯棒 的工作部分應(yīng)有1：100 左右的斜度。這種拔長方法可使空心坯料的長度增加， 壁厚減小， 而內(nèi)徑不變，常用于鍛造套筒類長空心鍛件。

　　【鐓粗】是使毛坯高度減小，橫斷面積增大的鍛造工序。 鐓粗工序主要用于鍛造齒輪坯、圓餅類鍛件。鐓粗工序可以有效地改善坯料組織，減小力學(xué)性能的異向性。 鐓粗與拔長的反復(fù)進(jìn)行，可以改善高合金工具鋼中碳化物的形態(tài)和分布狀態(tài)。鐓粗主要有以下三種形式：

　　(1)完全鐓粗。完全鐓粗是將坯料豎直放在砧面上， 在上砧的錘擊下， 使坯料產(chǎn)生高度減小，橫截面積增大的塑性變形。

　　(2)端部鐓粗。將坯料加熱后，一端放在漏盤或胎模內(nèi)，限制這一部分的塑性變形，然后錘擊坯料的另一端， 使之鐓粗成形。用漏盤的鐓粗方法， 多用于小批量生產(chǎn);胎模鐓粗的方法， 多用于大批量生產(chǎn)。在單件生產(chǎn)條件下，可將需要鐓粗的部分局部加熱，或者全部加熱后將不需要鐓粗的部分在水中激冷，然后進(jìn)行鐓粗。(3)中間鐓粗。這種方法用于鍛造中間斷面大，兩端斷面小的鍛件，例如雙面都有凸臺的齒輪坯就采用此法鍛造。坯料鐓粗前，需先將坯料兩端拔細(xì)，然后使坯料直立在兩個漏盤中間進(jìn)行錘擊，使坯料中間部分鐓粗。

　　法蘭自由鍛為了防止鐓粗時坯料彎曲，坯料高度h與直徑d之比h/d ≤ 2.5 。

　　【沖孔】是在坯料上沖出透孔或不透孔的鍛造工序。 沖孔的方法主要有以下兩種：(1)雙面沖孔法。用沖頭在坯料上沖至2/3～3/4深度時，取出沖頭，翻轉(zhuǎn)坯料，再用沖頭從反面對準(zhǔn)位置，沖出孔來。

　　(2)單面沖孔法。厚度小的坯料可采用單面沖孔法。沖孔時，坯料置于墊環(huán)上，一略帶錐度的沖頭大端對準(zhǔn)沖孔位置，用錘擊方法打入坯料，直至孔穿透為止。

　　【彎曲】采用一定的工模具將坯料彎成所規(guī)定的外形的鍛造工序，稱為彎曲。

　　法蘭自由鍛常用的彎曲方法有以下兩種：

　　(1)鍛錘壓緊彎曲法。 坯料的一端被上、下砧壓緊，用大錘打擊或用吊車?yán)硪欢?，使其彎曲成形?/p>

　　(2)模彎曲法。在墊模中彎曲能得到形狀和尺寸較準(zhǔn)確的小型鍛件。

　　【切割】是指將坯料分成幾部分或部分地割開，或從坯料的外部割掉一部分，或從內(nèi)部割出一部分的鍛造工序。

　　【錯移】是指將坯料的一部分相對另一部分平行錯開一段距離，但仍保持軸心平行的的鍛造工序，常用于鍛造曲軸零件。錯移時，先對坯料進(jìn)局部切割，然后在切口兩側(cè)分別施加大小相等、方法相反且垂直于軸線的沖擊力或壓力，使坯料實現(xiàn)錯移。

　　【鍛接】是將坯料在爐內(nèi)加熱至高溫后，用錘快擊，使兩者在固態(tài)結(jié)合的鍛造工序。鍛接的方法有搭接、對接、咬接等。鍛接后的接縫強(qiáng)度可達(dá)被連接材料強(qiáng)度的70%～80%。

　　法蘭自由鍛造的缺陷：

　　裂紋：可能由坯料質(zhì)量不好、加熱不充分、鍛造溫度過低、鍛件冷卻不當(dāng)和鍛造方法有誤造成的。

　　末端凹陷和軸心裂紋

　　可能由于鍛造時坯料內(nèi)部未熱或坯料整個截面未鍛透，變形只產(chǎn)生在坯料表面造成的。

　　折疊： 可能由于坯料在鍛壓時送進(jìn)量小于單面壓下量而造成的。