為了消除傳統(tǒng)平砧鐓粗工藝所無(wú)法解決的鼓形、難鍛合缺陷以及應(yīng)力應(yīng)變分布不均勻等問(wèn)題，我國(guó)科學(xué)工作者提出了許多新的鍛造工藝?yán)碚摷凹夹g(shù)。燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院的劉助柏教授以主動(dòng)塑性變形區(qū)和被動(dòng)塑性變形區(qū)的角度考慮，對(duì)普通平板間鐓粗

圓柱體提出了兩個(gè)重要的新理論，即當(dāng)高徑比大于1時(shí)的剛塑性力學(xué)模型的拉應(yīng)力理論和當(dāng)高徑比小于1時(shí)的靜水應(yīng)力力學(xué)模型的剪應(yīng)力理論。同時(shí)劉助柏教授還針對(duì)傳統(tǒng)平砧鐓粗的不足，提出了一種形砧鐓粗工藝—錐形板鐓粗工藝。李錦提出先壓凹端面然后再去平板鐓粗，李緯民提出錐形板鐓粗加局部壓平的新鍛壓工藝等。新的鍛壓工藝開(kāi)發(fā)被越來(lái)越多的專(zhuān)家學(xué)者所重視。 

隨著形砧鐓粗工藝的提出，其理論及形砧的選擇日趨成熟，研究者紛紛做了大量的理論研究與實(shí)驗(yàn)，分別提出了如圖 1.1 所示的平板鐓粗、球形板鐓粗、碟形板鐓粗和錐形板鐓粗等多種形砧工藝方案。

平板鐓粗主要是從砧寬比的角度考慮，通過(guò)調(diào)整砧子與鍛件接觸面的比例來(lái)改善鍛件質(zhì)量，但是其對(duì)鍛件內(nèi)部的孔洞閉合能力較弱，而且難變形區(qū)域較大。球形板和碟形板都是對(duì)平板進(jìn)行了改造，其上下砧凹進(jìn)去，在鐓粗時(shí)可以提高鍛件內(nèi)部的靜水壓力，增強(qiáng)鍛件的塑性能力，同時(shí)可以有效的防止裂紋的產(chǎn)生。但是對(duì)于球形板跟碟形板的上下板來(lái)說(shuō)，由于其是凹形砧，相當(dāng)于把鍛件給包裹起來(lái)，然而在鐓粗時(shí)鍛件徑向增大，這就與形砧產(chǎn)生了相互作用力，即產(chǎn)生了較大的難變形區(qū)域，這些難變形區(qū)的鑄態(tài)組織就無(wú)法打碎，而且對(duì)于很多缺陷沒(méi)有辦法鍛合。 

針對(duì)球形板和碟形板的缺陷，錐形板被提出。錐形板先是錐的頂部與鍛件的上下面的中心處接觸，然后隨著壓下量的增加，錐面逐漸下壓，那么單一的軸向壓力就由于錐面的斜度而分解成為軸向與徑向兩個(gè)方向的力，有助于鍛件難變形區(qū)域的減小。在實(shí)際當(dāng)中運(yùn)用錐形板明顯可以改善鋼錠鐓粗的開(kāi)裂，取得了比較好的效果。 

燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院的專(zhuān)家學(xué)者們?cè)诜治隽饲蛐巍⒌魏湾F形板各自的優(yōu)缺點(diǎn)后，綜合了它們的優(yōu)點(diǎn)，從而提出了一種新型的 M 形板鐓粗方法，如圖 1.2 所示。 

M 形板是在球形板的中間加入一個(gè)錐形板，當(dāng)板與鍛件相接觸的時(shí)候，中間的錐形部分開(kāi)始擠壓鍛件的中心難變形區(qū)域。兩邊的球形部分，可以很好的防止由于中心部分的徑向力而產(chǎn)生的鼓形現(xiàn)象。M 形板主要需要研究的是中間的錐形部分高度與錐角的大小，選擇合適的參數(shù)能更進(jìn)一步優(yōu)化形砧鐓粗工藝。