锻压工艺锻压分类

锻压主要按成形方式和变形温度进行分类。按成形方式锻压可分为锻造和冲压两大类；按变形温度锻压可分为热锻压、冷锻压、温锻压和等温锻压等。

锻压工艺热锻压

热锻压是在金属再结晶温度以上进行的锻压。提高温度能改善金属的塑性，有利于提高工件的内在质量，使之不易开裂。高温度还能减小金属的变形抗力，降低所需锻压机械的吨位。但热锻压工序多，工件精度差，表面不光洁，锻件容易产生氧化、脱碳和烧损。

锻压工艺冷锻压

冷锻压是在低于金属再结晶温度下进行的锻压，通常所说的冷锻压多专指在常温下的锻压，而将在高于常温、但又不超过再结晶温度下的锻压称为温锻压。温锻压的精度较高，表面较光洁而变形抗力不大。 　在常温下冷锻压成形的工件，其形状和尺寸精度高，表面光洁，加工工序少，便于自动化生产。许多冷锻、冷冲压件可以直接用作零件或制品，而不再需要切削加工。但冷锻时，因金属的塑性低，变形时易产生开裂，变形抗力大，需要大吨位的锻压机械。

锻压工艺等温锻压

等温锻压是在整个成形过程中坯料温度保持恒定值。等温锻压是为了充分利用某些金属在等一温度下所具有的高塑性，或是为了获得特定的组织和性能。等温锻压需要将模具和坯料一起保持恒温，所需费用较高，仅用于特殊的锻压工艺，如超塑成形。

人类在新石器时代末期，已开始以锤击天然红铜来制造装饰品和小用品。中国约在公元前2000多年已应用冷锻工艺制造工具，如甘肃武威皇娘娘台齐家文化遗址出土的红铜器物，就有明显的锤击痕迹。商代中期用陨铁制造武器，采用了加热锻造工艺。春秋后期出现的块炼熟铁，就是经过反复加热锻造以挤出氧化物夹杂并成形的。 最初，人们靠抡锤进行锻造，后来出现通过人拉绳索和滑车来提起重锤再自由落下的方法锻打坯料。14世纪以后出现了畜力和水力落锤锻造。

1842年，英国的内史密斯制成第一台蒸汽锤，使锻造进入应用动力的时代。以后陆续出现锻造水压机、电机驱动的夹板锤、空气锻锤和机械压力机。夹板锤最早应用于美国内战(1861～1865)期间，用以模锻武器的零件，随后在欧洲出现了蒸汽模锻锤，模锻工艺逐渐推广。到19世纪末已形成近代锻压机械的基本门类。

20世纪初期，随着汽车开始大量生产，热模锻迅速发展，成为锻造的主要工艺。20世纪中期，热模锻压力机、平锻机和无砧锻锤逐渐取代了普通锻锤，提高了生产率，减小了振动和噪声。随着锻坯少无氧化加热技术、高精度和高寿命模具、热挤压，成形轧制等新锻造工艺和锻造操作机、机械手以及自动锻造生产线的发展，锻造生产的效率和经济效果不断提高。

冷锻的出现先于热锻。早期的红铜、金、银薄片和硬币都是冷锻的。冷锻在机械制造中的应用到20世纪方得到推广，冷镦、冷挤压、径向锻造、摆动辗压等相继发展，逐渐形成能生产不需切削加工的精密制件的高效锻造工艺。

早期的冲压只利用铲、剪、冲头、手锤、砧座等简单工具，通过手工剪切、冲孔、铲凿、敲击使金属板材(主要是铜或铜合金板等)成形，从而制造锣、铙、钹等乐器和罐类器具。随着中、厚板材产量的增长和冲压液压机和机械压力机的发展，冲压加工也在19世纪中期开始机械化。

1905年美国开始生产成卷的热连轧窄带钢，1926年开始生产宽带钢，以后又出现冷连轧带钢。同时，板、带材产量增加，质量提高，成本降低。结合船舶、铁路车辆、锅炉、容器、汽车、制罐等生产的发展，冲压已成为应用最广泛的成形工艺之一。

在锻造加工中，坯料整体发生明显的塑性变形，有较大量的塑性流动；在冲压加工中，坯料主要通过改变各部位面积的空间位置而成形，其内部不出现较大距离的塑性流动。锻压主要用于加工金属制件，也可用于加工某些非金属，如工程塑料、橡胶、陶瓷坯、砖坯以及复合材料的成形等。

锻压和冶金工业中的轧制、拔制等都属于塑性加工，或称压力加工，但锻压主要用于生产金属制件，而轧制、拔制等主要用于生产板材、带材、管材、型材和线材等通用性金属材料。

锻压可以改变金属组织，提高金属性能。铸锭经过热锻压后，原来的铸态疏松、孔隙、微裂等被压实或焊合；原来的枝状结晶被打碎，使晶粒变细；同时改变原来的碳化物偏析和不均匀分布，使组织均匀，从而获得内部密实、均匀、细微、综合性能好、使用可靠的锻件。锻件经热锻变形后，金属是纤维组织；经冷锻变形后，金属晶体呈有序性。

锻压是使金属进行塑性流动而制成所需形状的工件。金属受外力产生塑性流动后体积不变，而且金属总是向阻力最小的部分流动。生产中，常根据这些规律控制工件形状，实现镦粗拔长、扩孔、弯曲、拉深等变形。

锻压出的工件尺寸精确、有利于组织批量生产。模锻、挤压、冲压等应用模具成形的尺寸精确、稳定。可采用高效锻压机械和自动锻压生产线，组织专业化大批量或大量生产。

锻压的生产过程包括成形前的锻坯下料、锻坯加热和预处理；成形后工件的热处理、清理、校正和检验。常用的锻压机械有锻锤、液压机和机械压力机。锻锤具有较大的冲击速度，利于金属塑性流动，但会产生震动；液压机用静力锻造，有利于锻透金属和改善组织，工作平稳，但生产率低；机械压力机行程固定，易于实现机械化和自动化。

未来锻压工艺将向提高锻压件的内在质量、发展精密锻造和精密冲压技术、研制生产率和自动化程度更高的锻压设备和锻压生产线、发展柔性锻压成形系统、发展新型锻压材料和锻压加工方法等方面发展。

提高锻压件的内在质量，主要是提高它们的机械性能(强度、塑性、韧性、疲劳强度)和可靠度。这需要更好地应用金属塑性变形理论；应用内在质量更好的材料；正确进行锻前加热和锻造热处理；更严格和更广泛地对锻压件进行无损探伤。

少、无切削加工是机械工业提高材料利用率、提高劳动生产率和降低能源消耗的最重要的措施和方向。锻坯少、无氧化加热，以及高硬、耐磨、长寿模具材料和表面处理方法的发展，将有利于精密锻造、精密冲压的扩大应用。

图书目录

目 录

前言

第一章 锻压基础标准及应用

第一节 锻压术语

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（GB/T8541―1997）

第二节 其他锻压术语

第二章 锻造工艺标准及应用

第一节 锤上自由锻件通用技术

条件

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB4385―87）

第二节 锤上自由锻工艺规程的

编制

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（ZB/TJ32010―90）

第三节 锤上自由锻件复杂程度

分类及折合系数

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB4286―86）

第四节 锤上钢质自由锻件机械

加工余量与公差

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（GB/T15826・1～15826.9―1995）

第五节 钢质自由锻件加热通用

技术条件

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/T6052―92）

第六节 水压机上自由锻件通用

技术条件

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（ZBJ32001―88）

第七节 水压机上自由锻件复杂

程度分类及折合系数

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（ZBJ32002―88）

第八节 水压机上自由锻件机械

加工余量与公差

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（ZBJ32003.1―88～003.8―88）

第九节 自由锻锻造比表示方法

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（ZBJ32007―89）

第十节 钢质模锻件通用技术条

件

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（GB12361―90）

第十一节 钢质模锻件公差及机

械加工余量

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（GB12362―90）

第十二节 钢质模锻件工艺结构

要素

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/Z295―87）

第十三节 模锻工艺规程的编制

一 概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/Z226―85）

第十四节 模锻件材料消耗工艺

定额编制方法

―、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/z270―86）

第十五节 钢质模锻件金相组织

评级图及评定方法

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（GB/T13320―91）

第十六节 钢质自由锻件检验通

用规则

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/T8421―96）

第十七节 钢质锻件热锻工艺燃

料消耗定额计算方法

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/T6053―92）

第十八节 锻造工艺质量控制规

范

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/T7535―94）

第十九节 锻件功能分类

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（GB/T12363―90）

第二十节 高速工具钢锻件技术

条件

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB4290―86）

第二十一节 锻造生产技术经济

指标计算方法

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/Z266―86）

第二十二节 锻件毛坯下料通用

技术条件

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB4214―86）

第三章 冲压工艺标准及应用

第一节 金属冲压件结构要素

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB437887）

第二节 金属冷冲压件通用技术

条件

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB4380―87）

第三节 金属冷冲压件公差

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB4379―87）

第四节 金属板料拉深工艺设计

规范

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/T6959―93）

第五节 金属薄板成形性能与试

验方法

一、基本概论

二、标准应用说明

三、标准应用举例

四、标准文本（GB/T15825.1～15825.8―1995）

第六节 冲压件尺寸公差

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（GB/T13914―92）

第七节 冲压件角度公差

一、概论

二、标准文本（GB/T13915―92）

第八节 冲压件形状和位置未注

公差

一 概论

二、标准应用说明

三、标准文本（GB/T13916―92）

第九节 冲压件未注公差尺寸的

极限偏差

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（GB/T15055―94）

第十节 冲压件毛刺高度

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB4129―85）

第十一节 冲裁间隙

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（GB/T16743―1997）

第十二节 冲压剪切下料件公差

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB4381―87）

第十三节 冲压件材料消耗工艺

定额编制方法

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/Z282―87）

第十四节 冲压工艺规程编制方

法

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/z306―88）

第十五节 金属板料压弯工艺设

计规范

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/T5109―91）

第四章 特种成形工艺标准及应用

第一节 钢质辊锻件通用技术条

件

一、概论

二、标准应用说明

三 标准文本（JB3642―84）

第二节 辊锻件结构要素

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB4221―86）

第三节 径向锻机上钢质轴类锻

件公差及机械加工余量

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB4384―87）

第四节 旋压件设计规范

一、概况

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/T7531―94）

第五节 旋压件工艺编制原则

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/T7532―94）

第六节 直齿锥齿轮精锻件技术

条件

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB4201―86）

第七节 直齿锥齿轮精锻件结构

设计规范

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（ZBJ32008―89）

第八节 精密冲裁件结构工艺性

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/Z272―86）

第九节 精密冲裁件通用技术

条件

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/T6958―93）

第十节 精密冲裁件 工艺编制

原则

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/T6957―93）

第十一节 精密冲裁件质量

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/Z280―87）

第十二节 钢质冷挤压件 公差

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（ZBJ3200689）

第十三节 钢质冷挤压件 通用

技术条件

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（ZBJ32005―89）

第十四节 冷挤压件工艺编制原

则

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/T6054―92）

第十五节 冷挤压件形状和结构

要素

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/T6541―93）

第十六节 超塑拉伸试验方法

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB4408―87）

第十七节 冷镦工艺材料消耗工

艺定额编制方法

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/Z281―87）

第十八节 紧固件冷镦工艺的编

制及计算方法

一 概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/Z319～32388）

第五章 锻压安全技术与环境保护

标准及应用

第一节 锻造车间安全生产通则

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（GB13318―91）

第二节 锻造车间环境保护导则

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/T6055―92）

第三节 冷冲压安全规程

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（GB13887―92）

第四节 冲压车间环境保护导则

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（JB/T6056 92）

第五节 冲压车间安全生产通则

一、概论

二、标准应用说明

三、标准文本（GB/T8176―1997）

附录

附录1“全国锻压标准化技术委

员会”简介

附录2锻压工艺标准体系表介

绍

附录3国内其他部门组织制订的

锻压标准目录

附录4国际和国外锻压标准目

录

2100433B

（1）热模锻

模锻全称为模型锻造，是将加热后的坯料放置在固定于模锻设备上的锻模内锻造成形的加工方法，模锻可以在多种设备上进行。在工业生产中，锤上模锻大都采用蒸汽-空气锤，吨位在5KN～300KN（0.5～30t）。压力机上的模锻常用热模锻压力机，吨位在25000KN～63000KN（2500～6300t）。

在众多锻造方法中，以热模锻的工艺流程最长，一般顺序为：

（2）自由锻

自由锻是将加热好的金属坯料放在锻造设备的上、下砥铁之间，施加冲击力或压力，直接使坯料产生塑性变形，从而获得所需锻件的一种加工方法。

自由锻由于锻件形状简单，操作灵活，适用于单件，小批量及重型锻件的生产。自由锻分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，仅用于修配或简单、小型、小批锻件的生产，在现代工业生产中，机器自由锻已成为锻造生产的主要方法，在重型机械制造中，它具有特别重要的作用。

自由锻造的基本工序包括拔长、镦粗、冲孔、切割、弯曲、扭转、错移及锻接等。

拔长

拔长也称延伸，它是使坯料横断面积减小、长度增加的锻造工序。拔长常用于锻造杆、轴类零件。拔长的方法主要有两种：

1、在平砧上拔长。

2、在芯棒上拔长。锻造时，先芯棒插入冲好孔的坯料中，然后当作实心坯料进行拔长。拔长时，一般不是一次拔成，先将坯料拔成六角形，锻到所需长度后，再倒角滚圆，取出芯棒。为便于取出芯棒，芯棒的工作部分应有1：100 左右的斜度。这种拔长方法可使空心坯料的长度增加，壁厚减小， 而内径不变，常用于锻造套筒类长空心锻件。

镦粗

镦粗是使毛坯高度减小，横断面积增大的锻造工序。镦粗工序主要用于锻造齿轮坯、圆饼类锻件。镦粗工序可以有效地改善坯料组织，减小力学性能的异向性。 镦粗与拔长的反复进行，可以改善高合金工具钢中碳化物的形态和分布状态。

镦粗主要有以下三种形式：

1、 完全镦粗。完全镦粗是将坯料竖直放在砧面上， 在上砧的锤击下， 使坯料产生高度减小，横截面积增大的塑性变形。

2、 端部镦粗。将坯料加热后，一端放在漏盘或胎模内，限制这一部分的塑性变形，然后锤击坯料的另一端， 使之镦粗成形。用漏盘的镦粗方法，多用于小批量生产；胎模镦粗的方法， 多用于大批量生产。在单件生产条件下，可将需要镦粗的部分局部加热，或者全部加热后将不需要镦粗的部分在水中激冷，然后进行镦粗。

3、 中间镦粗。这种方法用于锻造中间断面大，两端断面小的锻件，例如双面都有凸台的齿轮坯就采用此法锻造。坯料镦粗前，需先将坯料两端拔细，然后使坯料直立在两个漏盘中间进行锤击，使坯料中间部分镦粗。

为了防止镦粗时坯料弯曲，坯料高度h与直径d之比h/d ≤ 2.5。

冲孔

冲孔是在坯料上冲出透孔或不透孔的锻造工序。冲孔的方法主要有以下两种：

1、双面冲孔法。用冲头在坯料上冲至2/3～3/4深度时，取出冲头，翻转坯料，再用冲头从反面对准位置，冲出孔来。

2、单面冲孔法。厚度小的坯料可采用单面冲孔法。冲孔时，坯料置于垫环上，一略带锥度的冲头大端对准冲孔位置，用锤击方法打入坯料，直至孔穿透为止。

弯曲

弯曲采用一定的工模具将坯料弯成所规定的外形的锻造工序，称为弯曲。

常用的弯曲方法有以下两种：

1、 锻锤压紧弯曲法。 坯料的一端被上、下砧压紧，用大锤打击或用吊车拉另一端，使其弯曲成形。

2、模弯曲法。在垫模中弯曲能得到形状和尺寸较准确的小型锻件。

切割

切割是指将坯料分成几部分或部分地割开，或从坯料的外部割掉一部分，或从内部割出一部分的锻造工序。

错移

错移是指将坯料的一部分相对另一部分平行错开一段距离，但仍保持轴心平行的的锻造工序，常用于锻造曲轴零件。错移时，先对坯料进局部切割，然后在切口两侧分别施加大小相等、方向相反且垂直于轴线的冲击力或压力，使坯料实现错移。

锻接

锻接是将坯料在炉内加热至高温后，用锤快击，使两者在固态结合的锻造工序。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%。

扭转

扭转是将毛料的一部分相对于另一部分绕其轴线旋转一定角度的锻造工序。该工序多用于锻造多拐曲轴和校正某些锻件。小型坯料扭转角度不大时，可用锤击方法。

（3）螺旋压力机

用螺杆、螺母作为传动机构，并靠螺旋传动将飞轮的正反向回转运动转变为滑块的上下往复运动的锻压机械。工作时，电动机使飞轮加速旋转以储蓄能量，同时通过螺杆、螺母推动滑块向下运动。当滑块接触工件时，飞轮被迫减速至完全停止，储存的旋转动能转变为冲击能，通过滑块打击工件，使之变形。打击结束后，电动机使飞轮反转，带动滑块上升，回到原始位置。螺旋压力机的规格用公称工作力来表示。

螺旋压力机通常由电动机通过摩擦盘带动飞轮轮缘而使飞轮旋转，所以这种压力机又称摩擦压力机，中国最大的摩擦压力机为25兆牛。更大规格的螺旋压力机用液压系统驱动飞轮，称为液压螺旋压力机,最大规格的有125兆牛。后来又出现用电机直接驱动飞轮的电动螺旋压力机，它的结构紧凑，传动环节少，由于换向频繁，对控制电器要求较高，并需要特殊电机。

螺旋压力机无固定下死点，对较大的模锻件，可以多次打击成形，可以进行单打、连打和寸动。打击力与工件的变形量有关，变形大时打击力小，变形小（如冷击）时打击力大。在这些方面，它与锻锤相似。但它的滑块速度低（约0.5米/秒，仅为锻锤的1/10）,打击力通过机架封闭，故工作平稳，振动比锻锤小得多，不需要很大的基础。螺旋压力机装有打滑保险机构，将最大打击力限制在公称压力的2倍以内，以保护设备安全。

一般螺旋压力机的下部都装有锻件顶出装置。螺旋压力机兼有模锻锤、机械压力机等多种机械的作用，万能性强，可用于模锻、冲裁、拉深等工艺。此外，螺旋压力机，特别是摩擦压力机结构简单，制造容易，所以应用广泛。螺旋压力机的缺点是生产率和机械效率较低。

几种锻压设备制造工艺特点的比较