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成形載荷[ 04-04 08:05 ]

成形載荷是選取壓力機(jī)噸位以及制定工藝流程重要的技術(shù)參數(shù)。圖2．25所示為H／D每2．5的坯料進(jìn)行兩步法鐓粗成形工藝過程中軸向鍛造載荷與上砧行程的曲線。從圖中可以看出兩步法鐓粗成形工藝可劃分為三個(gè)階段。首先是，錐形砧作用于坯料，使得上下難變形區(qū)的金屬開始發(fā)生塑性流動，隨著壓下量的增加，上砧的載荷逐漸增大，當(dāng)端面的坯料完全貼模時(shí)，載荷達(dá)到此階段載荷達(dá)到最大值；其次是，更換為平砧后，隨著壓下量的增加，端面處的坯料流動加快，逐漸開始與平砧接觸，直至完全貼模，載荷緩慢增加；最后是，貼模后隨著壓下量的增加，內(nèi)部大變形區(qū)區(qū)域逐漸

兩種工藝的應(yīng)力比較[ 04-03 10:05 ]

圖2．23所示為H／D-2．5的坯料進(jìn)行兩步法鐓粗成形工藝與平砧鐓粗成形工藝時(shí)，坯料內(nèi)部中點(diǎn)的徑向應(yīng)力、切向應(yīng)力與壓下量的關(guān)系。由圖可以看出，采用平砧鐓粗工藝時(shí)，在壓下量40％之前，坯料內(nèi)部中心點(diǎn)的應(yīng)力值隨著壓下量的增加而增大，切向應(yīng)力、徑向應(yīng)力均為拉應(yīng)力，坯料墩粗過程中，軸向應(yīng)力為壓應(yīng)力，在此之前，內(nèi)部中點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)為兩向拉應(yīng)力一向壓應(yīng)力狀態(tài)，拉應(yīng)力的存在可能會誘發(fā)鑄錠內(nèi)部原有的孔洞變成裂紋，嚴(yán)重影響毛坯的內(nèi)部質(zhì)量；在壓下量40％之后，毛坯內(nèi)部中點(diǎn)的徑向應(yīng)力與切向應(yīng)力隨著壓下量的增加而急劇增加，此時(shí)切向應(yīng)力、徑向

坯料兩步鐓粗成形的應(yīng)力場分析[ 04-03 09:05 ]

過程l為起始狀態(tài)，過程2為第一步鐓粗過程中的狀態(tài)，過程3為第一步鐓粗完成后貼模的狀態(tài)，過程4為第二步鐓粗過程中平砧與毛坯完全貼模的狀態(tài)，過程5為第二步鐓粗完成時(shí)的狀態(tài)。圖中的數(shù)值為正表示拉應(yīng)力，數(shù)值為負(fù)表示壓應(yīng)力。圖2．2l所示為H／D-2．5的坯料在兩次鐓粗成形工藝過程中，不同L值時(shí)鐓粗后毛坯內(nèi)部中點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)。由于坯料為軸對稱結(jié)構(gòu)，故內(nèi)部中點(diǎn)的徑向應(yīng)力與切向應(yīng)力相同。從圖中可以看出，在相同L值的情況下，狀態(tài)l到狀態(tài)3過程中，毛坯內(nèi)部應(yīng)力值逐漸增大，完全貼模時(shí)達(dá)到最大值，此時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)為三向壓應(yīng)力，狀態(tài)3至狀態(tài)4

金屬流動速度場[ 04-03 08:05 ]

圖2．20中列出的是L=Omm，圓錐形砧砧角為2l。時(shí)，即變形最均勻時(shí)，H／D=2．5坯料采用兩步法鐓粗成形工藝過程中毛坯的成形速度場分布。鐓粗過程中，上砧作為主動模具，下砧固定不動，坯料上端面為主動變形區(qū)，下端面為被動變形區(qū)，因此從圖中可以看出上端坯料的流動速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于下端坯料的流動速度。(a)．(b)圖中坯料在上砧作用下，同時(shí)向毛坯內(nèi)部和側(cè)表面流動，側(cè)表面金屬流動相對于中心處容易，使得毛坯出現(xiàn)凹坑；(c)．(d)圖中更換平砧后，毛坯上下端面的金屬流動再一次開始貼模，未完全貼模時(shí)，毛坯向中心流動更快，完全貼模后，

等效應(yīng)變分布[ 04-02 10:05 ]

圖2．19中列出的是L-=13mm，圓錐形砧錐角為2l°時(shí)，即變形最均勻時(shí)，H／D-2．5坯料采用兩步法鐓粗成形工藝過程中毛坯的等效應(yīng)變場分布(a)圖所示圓錐形砧開始作用于坯料的上、下端面，坯料上、下端面處的金屬逐漸開始貼模，此時(shí)坯料的上、下端面難變形區(qū)處的金屬開始發(fā)生塑性變形，其他區(qū)域的坯料基本上不發(fā)生變形；(b)圖所示坯料流動至完全貼模狀態(tài)時(shí)，坯料上下端面處的塑性變形區(qū)逐漸增大，此時(shí)坯料的大變形區(qū)和小變形區(qū)的金屬發(fā)生較小的變形；(c)圖所示更換為平砧后，在平砧的作用下，坯料端面未發(fā)生變形的金屬也開始發(fā)生

兩種工藝結(jié)果對比[ 04-02 09:05 ]

表2-4所示采用兩步法鐓粗成形工藝與平砧鐓粗工藝，變形均勻性與外形尺寸的比較。從表24中可以看出，不管高徑比的大小，采用兩步法鐓粗成形工藝使得坯料變形更加充分，變形也更加均勻，外形尺寸更好。

錐形結(jié)構(gòu)砧參數(shù)對鼓形系數(shù)的影響[ 04-02 08:05 ]

圖2-17中顯示的是L值對鐓粗后毛坯的鼓形系數(shù)的影響。從圖中可以看出，對于同一L值時(shí)，隨著錐形結(jié)構(gòu)砧的錐角增大，鐓粗后毛坯的鼓形系數(shù)會在某一錐角處出現(xiàn)一個(gè)小值，錐角繼續(xù)增大，鼓形系數(shù)將減??；當(dāng)L值減小時(shí)，鐓粗后毛坯的鼓形系數(shù)逐漸減小。這是由于在同一L值時(shí)，錐形結(jié)構(gòu)砧的錐角較小時(shí)，對坯料上下端面作用后，第一步鐓粗后貼模程度較小，毛坯的凹坑較小，在第二步鐓粗過程中，凹坑消除后進(jìn)行向外流動，產(chǎn)生了鼓度；當(dāng)錐角合理時(shí)，第二步鐓粗完成后凹坑正好消失；當(dāng)錐角較大時(shí)，第一步鐓粗后貼模程度較大，最大半徑尺寸出現(xiàn)在上、下端面的側(cè)表面

坯料高徑比對成形載荷的影響[ 04-01 10:05 ]

圖2．10中所示為不同高徑比坯料采用平砧鐓粗工藝所需的最大成形載荷。從圖中明顯可以看到，隨著坯料高徑比的減小，坯料完成鐓粗工藝后所需的最大成形載荷增大。高徑比的減小，坯料的截面面積增大，坯料端面和平砧接觸的面積增大，使得最大成形載荷增大。對于大型坯料的制坯工藝來說，所需的壓力機(jī)噸位較大，因此壓力機(jī)噸位對于制定工藝有著決定性的作用，實(shí)際生產(chǎn)過程中可以根據(jù)壓力機(jī)的噸位選擇合適的高徑比坯料。由上我們發(fā)現(xiàn)，高徑比的減小，鐓粗后毛坯的鼓形減小，但是毛坯的變形量減小，同時(shí)鐓粗時(shí)所需的成形載荷增大，所以實(shí)際生產(chǎn)中根據(jù)情況選擇合適

坯料高徑比對成形結(jié)果的影響[ 04-01 09:05 ]

圖2-7所示為不同高徑比的坯料采用平砧鐓粗工藝后毛坯的等效應(yīng)變分布場圖。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，平砧鐓粗后的毛坯變形極不均勻，鐓粗后的毛坯明顯存在三大變形區(qū)，毛坯上、下端面與平砧接觸存在較大的摩擦阻力，受其阻礙作用，金屬塑性變形較小，為難變形區(qū)，難變形區(qū)類似一個(gè)“半球體"，這個(gè)區(qū)域中金屬隨著離端面中心區(qū)域的距離增加，變形增大。坯料內(nèi)部的區(qū)域?yàn)榇笞冃螀^(qū)，整體發(fā)生了較大的塑性變形，從圖中可以發(fā)現(xiàn)，最大等效應(yīng)變值出現(xiàn)在坯料端面外緣處，因?yàn)殓叴诌^程中上、下端面受到摩擦的作用，此區(qū)域的金屬流動較慢，端面?zhèn)缺砻嫣?/dd>

外形尺寸的評定標(biāo)準(zhǔn)[ 04-01 08:05 ]

鐓粗后毛坯的外形尺寸對于后續(xù)環(huán)件軋制的裝配、金屬流動等有著重要的影響，合理的毛坯外形尺寸是軋制進(jìn)行的前提。制坯的鐓粗過程中由于上、下砧與坯料端部接觸產(chǎn)生摩擦，以及坯料各部位溫度分布不一樣，使得坯料在側(cè)表面產(chǎn)生周向附加拉應(yīng)力，從而產(chǎn)生鼓形，如果鼓形系數(shù)過大，會導(dǎo)致毛坯開裂報(bào)廢，因此本文通過鼓形系數(shù)來有效的衡量毛坯的外形尺寸。其中鼓形系數(shù)Q(圖2-6)的表達(dá)式如下：

變形均勻性的評定標(biāo)準(zhǔn)[ 03-31 10:05 ]

鐓粗后毛坯的應(yīng)變分布的均勻程度對后續(xù)的環(huán)件軋制有著重要影響，因此本文通過鐓粗后毛坯的等效應(yīng)變平均值avemge(A)和標(biāo)準(zhǔn)偏差stdevp(δ)來有效的衡量變形不均勻性。其中等效應(yīng)變平均值和等效應(yīng)變標(biāo)準(zhǔn)偏差定義分別如下：

大型鍛件鐓粗的摩擦條件[ 03-31 09:05 ]

在金屬塑性成形過程中，摩擦阻力存在于變形體與模具接觸表面，阻礙材料的流動，其值大小與接觸表面處的力學(xué)條件、摩擦表面狀態(tài)等有關(guān)，因而摩擦邊界條件是金屬塑性變形過程中的一個(gè)關(guān)鍵問題。采用有效的手段處理好摩擦邊界條件、選擇合理的摩擦模型對于有限元模擬結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)備性有著重要的影響。由于大型環(huán)件制坯工藝中，坯料的塑性變形較大，因此，在數(shù)值模擬中用常剪切摩擦模型來表述坯料與砧子問的摩擦條件，其表達(dá)式如下所示：

大型鑄錠鐓粗工藝主要思路[ 03-31 08:05 ]

兩步法鐓粗成形工藝是第一步采用上、下對稱的錐形結(jié)構(gòu)砧進(jìn)行首次鐓粗至毛坯貼模狀態(tài)，第二步更換為上、下平砧完成坯料的鐓粗工藝，其工藝思路圖如圖2．1所示。兩步法鐓粗成形工藝過程中采用的錐形結(jié)構(gòu)砧如圖2．2所示。具體工藝步驟為：先將上、下錐形結(jié)構(gòu)砧定位，確保上、下錐形結(jié)構(gòu)砧中心線重合；將加熱的高溫坯料定位于下錐形結(jié)構(gòu)砧上，調(diào)整位置確保坯料中心線與上、下錐形結(jié)構(gòu)砧中心線重合；調(diào)整完畢后，液壓機(jī)帶動上錐形結(jié)構(gòu)砧下移緩慢作用于鑄錠，使得上、下端面處的金屬逐漸貼模，貼模后更換為上、下平砧完成鐓粗過程。三步法鐓粗成形工藝是先采用上

大型鍛件短促的研究主要內(nèi)容[ 03-30 10:05 ]

(1)利用有限元軟件對兩步法鐓粗成形工藝和三步法鐓粗成形工藝進(jìn)行數(shù)值模擬，得出不同高徑比坯料下，不同錐形結(jié)構(gòu)砧參數(shù)(L值、錐角)對毛坯變形和外形的影響，通過等效應(yīng)變值的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差值來評價(jià)鐓粗后毛坯的變形均勻性，通過鼓形系數(shù)來衡量坯料的外形尺寸。比較兩步法、三步法鐓粗成形工藝和平砧鐓粗工藝的模擬結(jié)果。(2)基于兩步法鐓粗成形工藝和三步法鐓粗成形工藝的有限元模型，探究鐓粗成形過程中毛坯的等效應(yīng)變分布規(guī)律、金屬流動規(guī)律、應(yīng)力場規(guī)律、成形載荷規(guī)律。(3)針對304L大型環(huán)件出現(xiàn)的粗晶問題，增加了鍛棒工藝，利用有限元軟

國內(nèi)外大型鍛件制坯的現(xiàn)狀[ 03-30 09:05 ]

國內(nèi)外有關(guān)大型鍛件制坯工藝的研究現(xiàn)狀可知：國內(nèi)外的研究多對平砧間鐓粗的工藝參數(shù)進(jìn)行了研究，得出相關(guān)的規(guī)律，有些通過提出一些簡化理論，分析平砧鐓粗的情況下應(yīng)力應(yīng)變的分布。還有一些學(xué)者對于傳統(tǒng)的套環(huán)內(nèi)鐓粗、毛坯凹形端面鐓粗、軟金屬墊鐓粗及坯料疊起鐓粗工藝進(jìn)行了研究；還有些提出了先壓凹端面再平板鐓粗和利用上、下內(nèi)凹砧完成鐓粗的工藝，這些工藝能夠減小鼓形、一定程度上改善應(yīng)力應(yīng)變的分布情況；還有些提出利用錐形板有利于毛坯內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)的改善，使其處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)，從而改善鍛件內(nèi)部金屬的質(zhì)量與性能，然而這些多是針對于小坯料和小

拔長工序[ 03-30 08:05 ]

拔長是使坯料長度增加，橫截面減少的鍛造工序。拔長的成形特點(diǎn)毛坯沿軸向逐次送進(jìn)拔長，同時(shí)受兩端不變形金屬的影響，相當(dāng)于連續(xù)進(jìn)行的局部鐓粗工序。影響拔長效果和生產(chǎn)率的主要參數(shù)有砧型、摩擦潤滑狀況、加熱后坯料的溫度場、坯料及砧面的相關(guān)尺寸。拔長過程中常用的砧型種類主要有上下平砧、上平砧下V型砧、上下V型砧、上下圓弧砧等。上下平砧拔長圓截面坯料時(shí)，由于工件與平砧接觸面小，金屬橫向流動大，軸向流動小，降低了拔長效率，并且由于變形集中于與平砧接觸的上下端面，容易在心部產(chǎn)生拉應(yīng)力，生成中心裂紋。所以必須采用合理的拔長工序：應(yīng)把圓

鐓粗缺陷[ 03-29 10:05 ]

大型鑄錠在鐓粗制坯工藝中常有的缺陷：(1)難變形區(qū)變形程度小，溫度降低快，導(dǎo)致此區(qū)域不易發(fā)生再結(jié)晶行為，晶粒無法細(xì)化，易殘留鑄錠原有的鑄態(tài)缺陷，如疏松、偏析、縮孔、夾雜物、質(zhì)點(diǎn)和雜質(zhì)等，以上缺陷尤其是夾雜物或雜質(zhì)、質(zhì)點(diǎn)通常位于晶界處，在鑄錠鍛造過程中，當(dāng)對鑄錠施加的外載荷增大到一定程度時(shí)，在帶有夾雜物等缺陷的晶界處，位錯(cuò)塞積或缺陷本身的分裂擴(kuò)大使其形成微觀孔洞，這是大型鑄錠鍛造成形過程中普遍存在的微觀組織變化。(2)大變形區(qū)變形不均勻，鐓粗過程中易產(chǎn)生拉應(yīng)力，可能使其出現(xiàn)內(nèi)部新裂紋。(3)坯料外表面易出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致

平砧鐓粗[ 03-29 09:05 ]

高徑比H／D=1．0—2．0的圓柱體坯料在平砧間鐓粗時(shí)，隨著壓下量的增加，金屬逐漸向側(cè)表面流動，鐓粗完成后毛坯外部呈現(xiàn)單鼓形(中間直徑大，兩端直徑小)，用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬顯示坯料平砧鐓粗后其內(nèi)部應(yīng)變分布和損傷分布如圖1-1所示。從圖可以看出鐓粗過程中各區(qū)域的變形不均勻，損傷最容易出現(xiàn)于側(cè)表面的鼓形處。根據(jù)變形情況，將毛坯內(nèi)部區(qū)域分成三個(gè)變形區(qū)。第一個(gè)區(qū)域一般稱為難變形區(qū)，位于坯料上下端面和平砧接觸的區(qū)域；第二個(gè)區(qū)域一般稱為大變形區(qū)，位于坯料內(nèi)部中心區(qū)域：第三個(gè)區(qū)域?yàn)樾∽冃螀^(qū)，位于坯料外自由變形的區(qū)域。坯料

制坯的自由鍛工藝概述[ 03-29 08:05 ]

大型環(huán)件的生產(chǎn)流程通常包括以下幾個(gè)步驟：鋸床下料．鑄錠加熱一液壓機(jī)制坯一再加熱一徑軸向軋制一熱處理一機(jī)加工一檢測一成品，各個(gè)環(huán)節(jié)相輔相成。尤其是性能較差、外形尺寸不好的毛坯對于后續(xù)的環(huán)件軋制影響非常大，導(dǎo)致軋制無法正常進(jìn)行。大型環(huán)件的毛坯的生產(chǎn)，通常是采用液壓機(jī)自由鍛制而成。自由鍛通常是使用簡單通用的工具(如平砧、型砧)使坯料或者鑄錠發(fā)生塑性變形，從而得到所需的形狀尺寸和良好組織性能鍛件的塑性加工方法。對于鑄錠而言，鍛造的作用主要是：(1)獲得較好的外形尺寸——通過鍛造，使得鑄錠獲得接近零件

大鍛件在實(shí)際生產(chǎn)過程中具有哪些特點(diǎn)？[ 03-28 10:05 ]

(1)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求高重大裝備上的關(guān)鍵零部件和基礎(chǔ)件多是由大鍛件組成，這些零部件和基礎(chǔ)件在一些惡劣的工礦環(huán)境下，其所受到的載荷復(fù)雜，為了保證重大裝備的使用安全可靠和壽命，必須確保大鍛件在質(zhì)量、性能等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面達(dá)到嚴(yán)格的要求。尤其是近些年隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和行業(yè)的需求，重大裝備逐漸向著大型化、高性能化、高參數(shù)化發(fā)展，這對于大型鍛件的生產(chǎn)技術(shù)要求更為嚴(yán)格，除了確保能夠生產(chǎn)出大尺寸的鍛件外，更需要確保鍛件制造過程中的材料領(lǐng)用率和鍛件的性能、質(zhì)量的要求。(2)制造工藝復(fù)雜且難度大大鍛件的生產(chǎn)形式多為單件或小批量，經(jīng)常會根據(jù)