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成形載荷[ 04-04 08:05 ]

成形載荷是選取壓力機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，載荷達到此階段載荷達到最大值；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的坯料進行兩步法鐓粗成形工藝與平砧鐓粗成形工藝時，坯料內(nèi)部中點的徑向應(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，在壓下量40％之前，坯料內(nèi)部中心點的應(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值時鐓粗后毛坯內(nèi)部中點的應(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，完全貼模時達到最大值，此時的應(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，即變形最均勻時，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遠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，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，即變形最均勻時，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，坯料上下端面處的塑性變形區(qū)逐漸增大，此時坯料的大變形區(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，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)一個小值，錐角繼續(xù)增大，鼓形系數(shù)將減?。划?dāng)L值減小時，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，錐形結(jié)構(gòu)砧的錐角較小時，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，凹坑消除后進行向外流動，產(chǎn)生了鼓度；當(dāng)錐角合理時，第二步鐓粗完成后凹坑正好消失；當(dāng)錐角較大時，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，所需的壓力機噸位較大，因此壓力機噸位對于制定工藝有著決定性的作用，實際生產(chǎn)過程中可以根據(jù)壓力機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，同時鐓粗時所需的成形載荷增大，所以實際生產(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“半球體"，這個區(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)域為大變形區(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，因為鐓粗過程中上、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。拔長的成形特點毛坯沿軸向逐次送進拔長，同時受兩端不變形金屬的影響，相當(dāng)于連續(xù)進行的局部鐓粗工序。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，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)點和雜質(zhì)等，以上缺陷尤其是夾雜物或雜質(zhì)、質(zhì)點通常位于晶界處，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，在帶有夾雜物等缺陷的晶界處，位錯塞積或缺陷本身的分裂擴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，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)，用計算機數(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)域分成三個變形區(qū)。第一個區(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：第三個區(qū)域為小變形區(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步驟：鋸床下料．鑄錠加熱一液壓機制坯一再加熱一徑軸向軋制一熱處理一機加工一檢測一成品，各個環(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)致軋制無法正常進行。大型環(huán)件的毛坯的生產(chǎn)，通常是采用液壓機自由鍛制而成。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

大鍛件在實際生產(chǎn)過程中具有哪些特點？[ 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)方面達到嚴(yán)格的要求。尤其是近些年隨著科學(xué)技術(shù)的進步和行業(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)