摘要：為了盡可能地減少鍛造余量，研究了鍛造余量選擇的方法，目的是節約金屬材料和減少機加工工時(shí)，從而降低鍛件的成本。據統計，金屬材料約占鍛件價(jià)格的40%左右，有的合金鋼甚至達到50%以上，因此，節約金屬材料對于降低鍛件成本有著(zhù)重要的作用。本著(zhù)這一原則，唐山某冶金廠(chǎng)鍛壓分廠(chǎng)對鍛造生產(chǎn)進(jìn)行了技術(shù)革新嘗試，取得了較好的效果
如何選擇鍛造余量，在鍛件余量與公差標準中都有說(shuō)明，一般都是按其說(shuō)明進(jìn)行選擇的，但鍛造余量的具體選擇，是非常值得研究和探討的問(wèn)題。鍛造余量選擇的基礎一般有兩種類(lèi)型，一種是對沒(méi)有粗加工要求的鍛件，是將零件圖簡(jiǎn)化后加上標準鍛造余量即可；另外一種是對要求粗加工后調質(zhì)的鍛件，該類(lèi)鍛件是將粗加工圖簡(jiǎn)化后再加上標準鍛造余量。這里主要對后者余量的選擇進(jìn)行研究和探討。余量選擇的目的是要盡可能地減少鍛造余量，節約金屬材料和減少機加工工時(shí)，從而降低鍛件的成本。根據統計，金屬材料費用約占鍛件成本的40%左右，合金鋼甚至達到50%以上，因此，節約金屬材料對于降低鍛件成本有著(zhù)重要的作用。
為了節約金屬材料、降低鍛件成本、提高經(jīng)濟效益，鍛造業(yè)在批量生產(chǎn)時(shí)，曾研究了不少節約金屬材料的鍛造方法，像少無(wú)氧化加熱后精密鍛造，無(wú)飛邊模鍛、溫鍛或冷鐓等工藝方法。但對于單件小批生產(chǎn)時(shí)，節約金屬材料的方法研究甚少，所以目前單件小批生產(chǎn)的鍛件仍存在有“肥頭大耳”的現象，造成金屬材料和機加工工時(shí)的極大浪費。
多年來(lái)，鍛造業(yè)在編制鍛造工藝時(shí)，對于一些要求粗加工后調質(zhì)處理的鍛件都是按照鍛件余量與公差標準的規定，在粗加工余量的基礎上再加上標準鍛造余量，這就形成了雙重余量，再加上操作工人“大點(diǎn)保險”的思想意識，就形成了大上加大。這樣，不但浪費金屬材料，還大大增加了機加工工時(shí)，造成工序間的多重浪費。
隨著(zhù)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也不斷提高，因此，要求粗加工后調質(zhì)的鍛件也越來(lái)越多，占產(chǎn)品鍛件數的比例也相對增加，因此，研究減少這類(lèi)鍛件的機械加工余量有著(zhù)極重要的意義。
為了解決這個(gè)矛盾，對各類(lèi)鍛件的余量構成及各類(lèi)鍛件的結構與變形的關(guān)系進(jìn)行了分析研究。認為：對于有精加工要求的調質(zhì)鍛件從工藝上減少一定的機械加工余量是可能的和必要的。為了既能減少余量而又不影響鍛件質(zhì)量，嘗試著(zhù)對各類(lèi)鍛件作了不同的規定，經(jīng)過(guò)一年多的實(shí)踐證明是行之有效的，這一方法稱(chēng)之為“小余量鍛造法”。
“小余量鍛造”法的總原則為：當選用小余量鍛造時(shí)，在鍛件的尺寸達到原偏差后，其鍛件的實(shí)際尺寸應比粗加工要求的尺寸大1mm～２ｍｍ，以保證粗加工要求，且粗加工后允許局部有黑皮（黑皮處余量應保證精加工量）。各類(lèi)鍛件鍛造余量選擇方法如下所述。
2.1 圓軸、方軸、六方軸及扁方軸類(lèi)鍛件
該類(lèi)鍛件的長(cháng)度同其直徑（或邊長(cháng)）之比值的大小同熱處理后的變形大小有密切關(guān)系，因此，根據長(cháng)徑（邊長(cháng)）比的大小規定了選擇鍛造余量的具體方法：（１）當零件長(cháng)度與直徑（或邊長(cháng)）比為５時(shí)，可在零件圖樣尺寸的基礎上直接選用標準鍛造余量，但應符合總的原則；（２）當零件長(cháng)度與直徑（或邊長(cháng)）比為5～10時(shí)，其鍛造余量應在粗加工圖樣尺寸的基礎上選取標準鍛造余量的80%～90%；（3）當零件長(cháng)度與直徑（或邊長(cháng)）比大于10時(shí)，其鍛造余量應在粗加工圖樣尺寸的基礎上選取標準鍛造余量的90%～95%。
如軸類(lèi)零件的臺階很小，鍛造時(shí)簡(jiǎn)化為圓（方）軸時(shí)，可根據余塊的長(cháng)短來(lái)選擇鍛造余量。若鍛件的余塊很短，則應按長(cháng)徑（或邊長(cháng)）比的大小確定其鍛造余量。若鍛件的余塊很長(cháng)，則可按簡(jiǎn)化后的尺寸選擇標準鍛造余量，而不必加粗加工余量。
在軸類(lèi)鍛件的長(cháng)度方向，在編制鍛造工藝時(shí)，已加大了鍛造余量，如錘上自由鍛的軸類(lèi)鍛件，其長(cháng)度方向的余量為直徑方向的2倍，水壓機自由鍛件則為3～4倍。此外，軸類(lèi)鍛件端部不會(huì )因熱處理變形而導致加工余量不夠，因此，在長(cháng)度方向不用加粗加工余量。
該類(lèi)鍛件余量應根據簡(jiǎn)化后的具體情況來(lái)選定。當簡(jiǎn)化后的鍛件沒(méi)有余塊存在時(shí)，可按其長(cháng)徑比來(lái)選擇鍛造余量，其長(cháng)徑比的計算方法應以粗加工的最小直徑同長(cháng)度之比。當簡(jiǎn)化后的鍛件有余塊存在時(shí)，應根據余塊的長(cháng)短來(lái)確定鍛造余量。當余塊較長(cháng)時(shí)，可在簡(jiǎn)化后零件圖樣尺寸的基礎上選用標準
鍛造余量；若余塊很短，則應按長(cháng)徑比的大小來(lái)選用鍛造余量。
這類(lèi)鍛件的長(cháng)度方向之余量同圓軸類(lèi)鍛件相同，也不用加粗加工余量，而直接在零件圖的長(cháng)度上加上標準鍛造余量即可。
2.3 錘頭、模塊、短圓柱、凸肩法蘭類(lèi)鍛件
這類(lèi)鍛件都是矮胖型鍛件，熱處理變形很小，因此，對這類(lèi)鍛件規定可在零件圖樣尺寸的基礎上加上標準鍛造余量即可，而不必另加粗加工余量。
2.4餅類(lèi)、帶孔餅類(lèi)及板類(lèi)鍛件
這類(lèi)鍛件在熱處理時(shí)變形的大小，同它的直徑（或邊長(cháng)）與其厚度之比有直接關(guān)系，因此，應根據這個(gè)比值的大小來(lái)確定鍛造余量的大?。寒敱龋? 時(shí)，應在零件圖樣尺寸的基礎上選用標準鍛造余量；當比=5～10 時(shí)，應在粗加工圖樣尺寸的基礎上選其標準鍛造余量的80%～90%；當比＞10 時(shí)，應在粗加工圖樣尺寸的基礎上選取其標準鍛造余量的90%～95%。
這類(lèi)鍛件在直徑方向或長(cháng)度方向允許不考慮粗加工余量，僅加鍛造余量即可。
圈類(lèi)鍛件在熱處理時(shí)的變形情況同其壁厚有關(guān)，同時(shí)隨著(zhù)鍛件外徑的加大，鍛造生產(chǎn)難度也大，基于這些情況，對其鍛造余量的選用也作了具體的
設想和規定：當鍛件的外徑≤400mm，內徑≤200mm時(shí)，允許在零件圖樣尺寸的基礎上選用標準鍛造余量；當鍛件的外徑≥400mm時(shí)，壁厚≥200mm 時(shí)，應在粗加工圖樣尺寸的基礎上選其標準鍛造余量的80%～90%；而當鍛件外徑≥1000mm時(shí)，其鍛造余量的選用可由工藝人員根據壁厚大小酌情確定。
對于筒類(lèi)鍛件外徑的鍛造余量可根據簡(jiǎn)化后的形狀參照軸類(lèi)或臺階類(lèi)鍛件的方法來(lái)選用。其內孔的鍛造余量，暫不作具體規定。兩端的余量可在粗加
工圖樣尺寸的基礎上選用標準鍛造余量的80%～90%。
參照軸類(lèi)鍛件的鍛造余量，在曲柄和軸頸（或其他圓柱部分）處各有規定。一般情況下曲柄的鍛造余量較大，而軸頸處可按多臺階軸的余量增加50%設置，又因軸頸處是曲軸尺寸較小的部分，易在此處發(fā)生變形，因此，對曲柄和軸頸處作了不同的規定。對曲柄處的鍛造余量可在零件簡(jiǎn)化后尺寸的基礎上選用標準鍛造余量，而軸頸（或其他圓柱部分），應在粗加工圖樣尺寸的基礎上，選用標準鍛造余量。該類(lèi)鍛件的長(cháng)度方向一律在零件圖樣尺寸的基礎上選用標準鍛造余量。
本著(zhù)上述原則和規定，對唐山某冶金廠(chǎng)鍛壓分廠(chǎng)鍛造生產(chǎn)進(jìn)行了技術(shù)革新嘗試，取得了較好的效果。經(jīng)過(guò)一年多的生產(chǎn)實(shí)踐證明，這一工藝措施不僅保證了鍛件質(zhì)量，而且節約了大量金屬材料和機加工工時(shí)，取得了較好的經(jīng)濟效益。據統計，僅就金屬材料而言，在500t要求粗加工后調質(zhì)的鍛件中，節約金屬材料（包括碳素鋼和合金鋼）就達36t，節約率達13.7%，節材價(jià)值近20余萬(wàn)元。由此可見(jiàn)，本文所述原則和規定其成效是顯著(zhù)的，有待進(jìn)一步探討、實(shí)踐和推廣
