一、鍛壓工藝過程設(shè)計的任務(wù)

鍛壓工藝過程設(shè)計是鍛件生產(chǎn)中最重要的技術(shù)準(zhǔn)備工作。它的主要任務(wù)有以下四項：

(一)設(shè)計工序

(1)選定鍛件的主成形方法和各工序的主要加工方法。

(2)計算工步，設(shè)計工步件或工序件的圖形和結(jié)構(gòu)要素并提出技術(shù)要求。

(3)計算毛坯的尺寸和重量并確定原材料的品種和規(guī)格。

(4)拜定加工設(shè)備的規(guī)格和數(shù)量。

(5)提出工裝的技術(shù)要求、規(guī)格和數(shù)量。

(6)確定輔助材料、輔助輯作內(nèi)容和管理要求等。

(二）提出質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和保證措施

(1)根據(jù)鍛件圖樣規(guī)定的質(zhì)量控制等級，確定關(guān)鍵工序及其控制精度范圍、抽樣規(guī)則、取樣方法等。

(2)熱定工序件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

(3)提出加工過程中保證質(zhì)量的工藝措施，

(4)確定驗收規(guī)則并選擇檢驗方法。

(三)確定工藝路線

(1)在工序設(shè)計之前，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計圖樣、鍛壓圖樣和鍛件技術(shù)條件，提出主導(dǎo)工藝路線。

(2)在工序設(shè)計完成后，詳細(xì)設(shè)計工藝路線。

(四)編寫工藝規(guī)格

(1)選擇工藝規(guī)程的圖、表紙樣。

(2)繪制工序件草圖。

(3)編寫文字條款。

(4)描繪底圖，組織文本校對、審査和枇準(zhǔn)。

二、鍛壓工藝過程設(shè)計的依據(jù)

鍛壓工藝過程主要以產(chǎn)品設(shè)計圖樣和鍛件圖樣、技術(shù)條件，現(xiàn)場生產(chǎn)條件及生產(chǎn)批量為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計。

(一)產(chǎn)品圖樣

產(chǎn)品圖樣是設(shè)計鍛件及其鍛壓工藝過程的主要技術(shù)依據(jù)。它提出了鍛件的形狀，尺寸、組織、性能以及其它的技術(shù)要求，因此在制訂工藝過程之前，必須對產(chǎn)品圖樣認(rèn)真進(jìn)行分析，掌握其技術(shù)要點(diǎn)和重點(diǎn)保證的項目。

(二）鍛件圖樣

鍛件圖樣是設(shè)計鍛壓工藝過程的直接依據(jù)。它不僅全面反映了產(chǎn)品圖樣對鍛件的要求，而且也反映已選定的主要成形方法、其它工序（如熱處理、表面清理等）加工方法和檢驗方法。

(三)鍛件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

鍛件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是和產(chǎn)品設(shè)計圖樣具有同等效力的指令性文件。它詳細(xì)規(guī)定了鍛件的技術(shù)要求和驗收方法，因此也是設(shè)計鍛壓工藝過程的主要依據(jù)。

(四)現(xiàn)場生產(chǎn)條件

鍛壓工藝過程必須通過現(xiàn)場生產(chǎn)條件來實(shí)現(xiàn)。必要時，還可通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)改造，如更新老設(shè)備，推廣應(yīng)用新工藝，新技術(shù)、新設(shè)備等來實(shí)現(xiàn)。

(五）生產(chǎn)批量

工藝過程必須根據(jù)給定的生產(chǎn)枇量來設(shè)計，因為生產(chǎn)批量的大小決定生產(chǎn)類型，并直接影響工藝方法、設(shè)備和工具等的選擇。

生產(chǎn)類型不同，工藝過聲的詳細(xì)程度也不同，甚至所選用的工藝方法也不同。單件生產(chǎn)時，除必須保證產(chǎn)品的組織和性能外，應(yīng)盡可能采用通用的工藝方法使加工簡化如用自由鍛代替模鍛，用粗鍛代替精鍛等。成批生產(chǎn)時，就要詳細(xì)設(shè)計全過程的所有工序，并選用完全正規(guī)的工藝方法。當(dāng)批量不大時，一般以保證產(chǎn)品質(zhì)量為主；批量很大時，還要顧及提高生產(chǎn)效率和節(jié)省材料等問題。

三、鍛壓工藝過程設(shè)計的步驟

(一）工藝技術(shù)分析

根據(jù)產(chǎn)品圖樣.鍛件埋樣和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所給出的原始條件和技術(shù)要求，結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)條件并吸收最新科技成果和經(jīng)驗，找出技術(shù)難點(diǎn)，論證實(shí)旌方案，確定工藝參數(shù)，估算技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，提出技術(shù)改造意見a。

(二）確定主導(dǎo)工藝

根據(jù)工藝技術(shù)分析的結(jié)果，在鍛件圖樣和有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的基礎(chǔ)上，確定制造鍛件的主導(dǎo)工藝，即確定毛坯類型（圓棒，方棒或是鍛造坯料)、加熱方式（火焰加熱、電加熱或保護(hù)加熱）、主成形方法（錘鍛、壓力機(jī)鍛或特種鍛）和熱處理類型（消除應(yīng)力 處理、預(yù)備熱處理或最終熱處理）等。對精密鍛件還應(yīng)確定表面保護(hù)方法（復(fù)蓋、氣氛 或真空保護(hù)）和表面加工方法（吹砂、機(jī)械拋光或化學(xué)加工)。

(三)設(shè)計工步

除少數(shù)已有專門文件規(guī)定或簡單的工序外，其它所有工序和工步均需進(jìn)行洋細(xì)的計算和設(shè)計，其中包括工步和工序件草圖;工步和工序件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及其檢驗方法；毛坯規(guī)格與重量；工藝參數(shù)；設(shè)備型號與規(guī)格；通用工具的規(guī)格和精度等級；搡作細(xì)則；采用的通用性文件等。

工步設(shè)計首先從鍛壓成形工步設(shè)計開始，然后計算毛坯并設(shè)計備料、加熱，切邊、熱處理工序和工步，最后設(shè)計其他工序。

(四）確定工芝流程

在確定主導(dǎo)工藝的同時，就應(yīng)根據(jù)鍛件圖樣和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，初步擬定基本工藝流程以供生產(chǎn)準(zhǔn)備之用。在工步設(shè)計完成后，再將全部工序和工步按照加工順序進(jìn)行組合排列，然后結(jié)合工廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，最終形成完整的鍛造工藝流程，

(五）編寫工藝規(guī)程

工藝規(guī)程是將巳經(jīng)確定的工藝流程、工序內(nèi)容、鍛件自然狀況、材料消耗、勞動定額等用文字和圖表形式來表述的文件。它是加工和驗收鍛件的指令性文件。

鍛件工藝規(guī)程主要有三種類型：

(1)專用工藝規(guī)程。它僅適用于一個圖號或工藝相同的幾個圖號鍛件《其中，有制造鍛件的完整工藝流程，除少數(shù)工序可按專門文件進(jìn)行加工外，其它工序均有金部工作內(nèi)容。

(2)通用工藝規(guī)程。它適用于多種鍛件，而且一般都是鍛造工藝過程中的某些非鍛壓工序用的。當(dāng)它用于不同鍛件時，除工藝參數(shù)不同外，其它并無明顯差別。如化學(xué)銑切、吹沙等工藝規(guī)程均屬此類。

(3)類型工藝規(guī)程。它是為具有相同或相近條件（如材料，基本工藝流程、形狀），但因某些要素不同（如尺寸）而導(dǎo)致個別工藝參數(shù)不同的鍛件所編寫的工藝規(guī)程。這類 文件中的工藝流程和基本工作內(nèi)容，應(yīng)與專用工藝規(guī)程相同，但用于不同圖號的鍛件時， 某些工藝參數(shù)或工序件尺寸則有不同，如形狀相同、尺寸不同的不銹鋼環(huán)形鍛件的鍛造工藝規(guī)程就屬于此類規(guī)程。

編寫工藝規(guī)程大致按以下步驟進(jìn)行：

(1)選擇適當(dāng)樣式的圖表紙型。

(2)按文字書寫規(guī)則書寫文字內(nèi)容，按制圖規(guī)則繪制圖樣

(3)編寫工序和工具目錄。

(4)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化檢査、技術(shù)校對和審枇。

四、工藝過程綜合設(shè)計要點(diǎn)

設(shè)計和確定與制造鍛件有關(guān)的各類工序和工藝內(nèi)容的原則、方法和步驟，但在設(shè)計工藝過程的總體構(gòu)成時，應(yīng)該注意到鍛件原始條件 (如鍛件的材料、形狀和尺寸）、現(xiàn)場實(shí)際狀況（設(shè)計、工具和人員）和前后工序的匹配等各種因素的影響，并進(jìn)行必要的綜合分析，以便正確地選擇工藝方法和參數(shù)，使設(shè)計的工藝過程達(dá)到先進(jìn)、合理、實(shí)用和經(jīng)濟(jì)的目的。

(一)備料工序

備料工序包括原材料檢驗、切割毛坯、清除毛坯上的毛刺和表面缺陷，毛坯檢驗等工序。設(shè)計備料工序時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)下料方法應(yīng)根據(jù)材料性質(zhì)、毛坯精度和生產(chǎn)批量加以選擇。例如，高溫合金. 鎂合金和鈦合金毛坯不宜用剪切或熱剁而應(yīng)采用砂輪切割下料；精鍛件用毛還應(yīng)采用精密下料；小批量生產(chǎn)用毛還則宜選用通用方法下料等。

(2)有非加工表面的鍛件或精鍛件的毛坯，一般應(yīng)有嚴(yán)格的表面清理工序。

(3)原材料和毛還必領(lǐng)有無損探傷和牌號鑒別等詳細(xì)的檢驗規(guī)定。材質(zhì)必須嚴(yán)格控制，不允許有混料和不合格料投入生產(chǎn)線。

(4)鍛件要從毛坯開始進(jìn)行管理，其中包括爐號、錠節(jié)號、批次和檔案管理等。

(二)鍛壓成形工序

鍛壓成形工序包括制坯、預(yù)成形、終成形等工序。這些工序的設(shè)計除應(yīng)遵循規(guī)定外，還應(yīng)考慮到以下幾點(diǎn)：

(1)成形工序各工步的尺寸和變形量，應(yīng)根據(jù)鍛件材料的允許變形程度和臨界變形程變范圍確定，以防產(chǎn)生裂紋和低倍粗晶。

(2)低塑性材料應(yīng)選用具有明顯三向不均勻壓應(yīng)力狀態(tài)的成形方法。

(3)毛坯中的金屬流線，應(yīng)華免形成明顯彎折、切斷、渦流或穿流缺陷。

(4)應(yīng)根據(jù)鍛件材料的塑性和鍛造溫度范圍，對鍛件流線和形狀的要求以及生產(chǎn)條件和生產(chǎn)量等因素，選用自由鍛制坯，專用設(shè)備瓶坯或模鍛制坯。

(5)自由鍛各工序和工步必須繪出圖樣和淹線分布，并規(guī)定具體的操作細(xì)則，如打擊力大小、拔長時的毛坯翻轉(zhuǎn)順序和方向、壓肩工具和尺寸、反復(fù)鐓拔順序和方向及大型自由鍛件應(yīng)達(dá)到的鍛造比等，均應(yīng)作出規(guī)定。

(6)必須注明潤滑劑及其涂敷方法和涂敷部位等。

(7)模鍛時的放料方向、清除氧化皮的方法、錘擊力和欠壓量的大小及從型槽中取出鍛件的方法等，均應(yīng)明確規(guī)定。

(三)加熱與冷卻工序

鍛前毛坯加熱應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)確定加熱規(guī)范應(yīng)以鍛件材料、形狀、尺寸和加工余量為主要依據(jù)，但還應(yīng)考慮一火次所完成的工步類型、數(shù)量和變形量。在滿足成形要求的前提下，毛坯的加熱次數(shù)應(yīng)力求減少。

(2)鍛造加熱溫度是材料允許的最高加熱溫度。毛坯各工序或工步的具體加熱溫度，應(yīng)根據(jù)操作的復(fù)雜程度加以調(diào)整，原則是保證規(guī)定的終鍛溫度，因為終鍛溫度過高，會出現(xiàn)組織粗大、二次氧化嚴(yán)重及收縮量大等問題；終鍛溫度過低，也會導(dǎo)致金屬變形抗力增大、塑性降低、成形困難、產(chǎn)生裂紋等問題。

(3)在設(shè)計加熱工序時，除選定加熱溫度、速度和時間等工藝參數(shù)外，還應(yīng)根據(jù)爐子特性、材料加熱適應(yīng)性和鍛件的重要程度，確定裝爐量和裝爐方式以及保持爐中清潔度措施、控溫精度、保護(hù)方式、重復(fù)加熱（回爐）的次數(shù)和溫度等。

(4)冷卻規(guī)范主要應(yīng)根據(jù)材料特性確定，其次，還應(yīng)考慮鍛件的形狀和尺寸及車間壞境的影響。

(四)鍛件熱處理工序

確定鍛件的熱處理工序，除應(yīng)遵循規(guī)定外，還應(yīng)注意以下幾個問題：

(1)當(dāng)鍛件的熱處理有兩種以上工藝可供選擇時，應(yīng)按規(guī)定的技術(shù)要求擇其一種。而且選定熱處理工藝，應(yīng)盡可能達(dá)到消除應(yīng)力、調(diào)整硬度和改善組織等多項目的。

(2)鋁、鎂合金鍛件鍛后必須進(jìn)行最終熱處理，才能滿足機(jī)械加工的獬要。葉片等熱處理時易變形的鍛件，必須有防止熱處理變形的措施合金結(jié)構(gòu)輛鍛件的非加工表面尺寸會因熱處理時的氧化而發(fā)生變化，熱處理時也應(yīng)有防止措施。

(3)熱處理前，鍛件應(yīng)清除油污和裂紋。

(五)鍛件的表面清理與加工工序

此工序的H的是淸除鍛件表面的異物、污染層和缺陷，或減少多余金屬和提高鍛件精度。

(1)清理和加工方法，應(yīng)根據(jù)鍛件精度，鍛件上有無非加工表面，鍛件材料、形狀和尺寸以及后續(xù)加工或成品零件的要求等加以選澤。例如，精鍛件應(yīng)選用能獲得精密尺寸和光潔表面的加工方法。具有需要電鍍的非加工表面的鍛件，應(yīng)選用能保持鍛件表面潔凈的清理方法。薄長形鍛件應(yīng)選用吹砂清理，不宜采用滾筒清理，避免清理后鍛件變形。

(2)清除表面異物或缺陷的工序，應(yīng)緊接產(chǎn)生異物和缺陷的工序后進(jìn)行。

(3)馬氏體鋼鍛件酸洗前，一般應(yīng)先安排消除應(yīng)力退火工序。鈦合金鍛進(jìn)行化銑時，有吸氫現(xiàn)象，一般在化銑后應(yīng)安排去氫退火工序。

(4)對于表面質(zhì)量要求高的鍛件（精密鍛件、有非加工面的鍛件）或在空氣中易銹蝕的鍛件（鋁合金和鎂合金鍛件)，應(yīng)在其最終清理工序完成后，進(jìn)行防銹和油封處理(包括氧化覆蓋)。

(六)保證和質(zhì)量檢驗條款

鍛壓工藝過程中的質(zhì)量保證條款包括保證加工工序和工步質(zhì)量的搡作細(xì)則（如鐓粗去氧化皮)和工序件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。質(zhì)量檢驗條款括工序間檢驗和最終檢驗條款在確定這些條款時，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)對鍛件質(zhì)量有決定性影響的工序，或只能靠正確操作才能保證質(zhì)量而又很難在終檢時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量有問題的工序，應(yīng)規(guī)定詳細(xì)的操作說明。

(2)原材料質(zhì)量等級、設(shè)備精度、工具精度和其它生產(chǎn)條件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)按鍛件的重要程度進(jìn)行選擇。

(3)應(yīng)選擇可靠的工藝參數(shù)。

(4)盡置縮短工序件缺陷存活的時間，一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時排除，以防在后續(xù)加工時擴(kuò)大或?qū)е庐a(chǎn)生新的缺陷。同時，應(yīng)針對具體情況，在工序中注明。

(5)對質(zhì)量難于保持穩(wěn)定的主導(dǎo)工序，應(yīng)設(shè)置工序間檢驗和定期抽檢。對于爐溫波動范圍和化銑溶液成分等重要的生產(chǎn)條件，應(yīng)實(shí)行直接控制。

(6)產(chǎn)品缺陷應(yīng)盡量先使之暴霜出來，而后再進(jìn)行檢驗。例如，鋁合金鍛件須先經(jīng)硫酸陽極化，而后再檢驗其表面缺陷。

(7)應(yīng)盡量擴(kuò)大無損險驗的應(yīng)用范圍，以及能直接考核工藝穩(wěn)定程度和鍛件質(zhì)量水平的檢驗內(nèi)容。例如，斷口檢驗和鍛件定期的全面鑒定，其中包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定項目之外的疲勞性能試驗和合金元素貧化層深度測定等檢驗項目。