自由锻造时,被加工金属在上、下砧铁之间受压产生变形,在水平面的各个方向金属能自由流动,故称自由锻造。
自由锻造所用设备和工具通用性较大,锻件的质量大小不等。但是,自由锻件的形状和尺寸主要依靠锻工的操作技术来保证,对锻工的技术水平要求高,劳动强度大,生产率低,锻件的精度低,加工余量大,且不能获得较复杂的形状。所以主要用于单件、小批生产以及修配工作。对于大型锻件,自由锻造是唯一的生产方法。自由锻造有手工锻和机器锻两种。
手工锻是靠人力利用砧铁、大锤、小锤、手钳、冲子、凿子和型锤等工具,使坯料变形制成锻件的加工方法。手工锻所用的设备和工具简单、投资少,但劳动强度大、生产率低,适用于修理工作以及机器锻的辅助工作。
手工锻是由掌钳工和打锤工配合进行操作的。掌钳工左手握钳,用以夹持、移动和翻转工件;右手握小锤,用于变形量很小的锻打和指挥锤工的操作。打锤工双手握大锤,站在砧铁的外侧进行锤击。
机器锻是利用机器产生的冲击力或压力使坯料变形的加工方法。它的生产率较高,但仍是自由锻造的基本方法。
机器锻造所用的设备有空气锤、蒸汽锤和水压机等,其中以空气锤应用最为广泛。它有压缩汽缸和工作汽缸,压缩汽缸内有压缩活塞,由电动机经减速机构再借曲柄-连杆机构带动而作上下运动。当压缩活塞上升时,将空气压人工作汽缸的上部,使工作活塞连同锤头和上砧铁下击。当压缩活塞下降时,将空气压人工作汽缸的下部,使工作活塞连同锤头上升。