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輥鍛過程中輥鍛力矩分析[ 04-30 09:05 ]

輥鍛力矩是選擇輥鍛設備的重要依據，根據輥鍛力矩可以確定電動機功率。圖4-7為各道次的力矩變化情況。從圖中可以看出，四道次的輥鍛力矩最大值分別為2.3X107N.mm,  1.8X107N.mm,  9.2X106N.mm,  6.1X106N.mm。隨著輥鍛道次的增加，最大輥鍛力矩逐漸減小。輥鍛力矩變化曲線隨著輥鍛過程的進行發(fā)生變化，其變化趨勢與坯料變形狀態(tài)一致，與型槽形狀有關，中間桿部受壓發(fā)生變形時，壓下量大，輥鍛力矩達到最大。

輥鍛毛坯長度尺寸的確定[ 04-30 08:05 ]

由于輥鍛前后體積不變原則，所以依據公式(3-16 ) ,  (3-17)計算得桿部區(qū)段、小頭部區(qū)段各道次的坯料長度，如表3-1所示。

輥鍛過程中應變分析[ 04-29 09:05 ]

圖4-6為輥鍛過程中應變場分布的分布情況。從圖中可以看出，應變的變化情況與應力變化相對應。隨著輥鍛道次的增加，應變逐漸變大且趨于均勻;在有棱角處，如過渡區(qū)交匯的地方會出現(xiàn)等效應變的極大值;經過四道次輥鍛變形后，在應變累加的作用下，桿部的應變值最大且均勻，說明桿部金屬在輥鍛過程中經過了充分發(fā)生了塑性變形，這對組織細化起到良好作用。

第四道次輥鍛毛坯的確定[ 04-29 08:05 ]

根據計算毛坯圖和己確定的型槽形狀，結合如下原則設計出第四道次輥鍛毛坯，如圖3-5 (d)。    ①根據沿鍛件長度上截面積大小的不同，劃分桿部區(qū)段，頭部區(qū)段等幾個特征段。    ②用直線代替截面圖上相應的曲線，以便簡化模具結構和易于計算。    ③為了模鍛時將毛坯易于放入鍛模中，同時避免由于坯料長而引起的鍛件端部出現(xiàn)折疊缺陷，輥鍛毛坯的端部區(qū)段長度(毛坯的大頭部和小頭部長度)的取值應比鍛件相應區(qū)段長度稍小。 &nbs

輥鍛過程中應力分析[ 04-28 09:05 ]

圖4-5 (a)為第一道次變形過程中的應力分布情況。setp 10所示工件中間被模具咬合后，在咬合力的作用下，中間桿部發(fā)生變形，形成應力場。隨著變形的進行，連桿小頭部坯料發(fā)生變形，也形成應力場。由于桿部的變形量比小頭部的大，產生的應力值較大。    圖4-5 (b)為第二道次變形過程中的應力分布情況。桿部截面形狀在第二道次輥鍛中由橢圓形變成方形，由于壓下量大、方形型槽的上下端部與坯料的接觸面積小，產生了值為254MPa的最大等效應力。小頭部截面形狀由橢圓形變成圓形，step70時金屬在

輥鍛機的選擇[ 04-28 08:05 ]

輥鍛機規(guī)格是根據鍛模公稱直徑選取的。鍛模公稱直徑是指鍛模分模面處的公稱回轉直徑，其值等于兩鍛輥的公稱中心距。選擇鍛模公稱直徑的方法可根據選用的坯料直徑d0做概略的計算。因為do = 65mm，由式(3-6)計算得，鍛模公稱直徑的取值范圍是390-520mm。選用型號是D42-400的雙支撐輥鍛機其鍛模公稱直徑為400mm，在取值范圍內。

輥鍛過程中金屬流動分析[ 04-27 09:02 ]

圖4-4為坯料在輥鍛過程中的速度場分布情況。從金屬的流動來看，坯料在高度方向經輥鍛模具壓縮后，金屬沿著軸向方向、寬度方向都會流動，但是旋轉的輥鍛模具會使金屬在沿軸向方向上具有很大的速度，再加上沿寬度方向上型槽的阻礙，這樣使得只有一小部分金屬橫向流動，大部分被壓縮的金屬沿著坯料的長度方向流動。從金屬流速的大小來看，夾持的料頭端金屬流動速度大于鍛輥的線速度，變形區(qū)的金屬流動速度要小于鍛輥的線速度，并且在變形區(qū)內，從軸向方向看越靠近模具的金屬流動速度越大。而在高度方向上，由于接觸摩擦力的影響，貼合模具的上下斷面金屬流動速

輥鍛道次的確定及型槽系的選擇[ 04-27 08:05 ]

根據計算毛坯圖得到連桿桿部最小截面面積Fmin= 600.3 mm2，原始毛坯截面面積Fo=π（d0/2）2= 3316.6 mm2。由公式(3-4)計算得輥鍛制坯過程中的總延伸系數:計算可得連桿的輥鍛制坯道次為3.98，取整為4。    適用于圓形坯料的常用輥鍛型槽系組合中，“橢圓一方形”型槽允許的延伸系數較大，變形后金屬組織性能均勻，輥鍛時坯料在型槽中的穩(wěn)定性較好;“橢圓一圓形”型槽允許的延伸系數較小，沿型槽寬度上變形分布很不

連桿成形工藝有限元模型的驗證[ 04-26 16:06 ]

采用原有的} 65 X 157mm毛坯進行模擬，其結果如圖4-3所示?？梢钥闯瞿M所得的各工步的坯料與實際生產中的對應工步的坯料在外形形狀上基本一致，用此坯料進行預鍛和終鍛，預鍛件、終鍛件周圍飛邊的大小和形狀與實際的預鍛件、終鍛件一致。由此可知通過有限元模擬能夠較準確的預測金屬的宏觀流動情況，從而驗證了有限元模型的正確性。另一方面，從圖4-3 C c)看出，終鍛件周圍飛邊較大，材料利用率低，而重新設計的輥鍛工藝減小了下料尺寸，對提高材料利用率有利。

長軸鍛壓原始毛坯尺寸的設計[ 04-26 10:42 ]

依據計算毛坯最大截面尺寸，可選取原始毛坯直徑為Φ64.7 mm錯誤!未找到引用源。，按照標準鋼材型號選擇Φ65 mm圓鋼坯，并由式(3-3 )計算原始毛坯長度:式中，錯誤!未找到引用源。Vo一一原始毛坯體積，由鍛件截面圖計算得:最終確定原始毛坯尺寸為:Φ65 X 142mm，此時的材料利用率為77.6%。

計算毛坯圖的繪制[ 04-23 10:05 ]

    根據鍛件圖繪出計算毛坯截面圖和計算毛坯直徑圖。計算毛坯的形狀說明了沿鍛件長度上金屬的分配情況，模鍛前合理的毛坯形狀，應該是接近于計算毛坯的形狀，因此輥鍛毛坯的設計也同樣該以計算毛坯的尺寸和形狀為基礎。    (1)毛坯的各截面面積與計算截面圖按公式(3-1)計算：    在連桿終鍛成形中飛邊的形式如圖3-2 (a)所示。由于連桿桿部與頭部的面積變化很大，為容納多余金屬，局部采用雙倉形式的飛邊槽，如圖3-2 (b)所示。依據終鍛時采用的摩擦壓力機噸位

連桿工藝分析[ 04-23 09:05 ]

如圖3-1所示為某型號汽車柴油機連桿，該連桿鍛件質量約2.8kg，材料是40Cr，為帶工字形截面的長軸類復雜形零件。原采用坯料規(guī)格為必65 X 157mm,材料利用率69%，生產工藝流程為:下料一中頻加熱一四道次輥鍛制坯一預鍛(630T摩擦壓力機)一終鍛(1000T摩擦壓力機)一熱切邊一熱校正。

熱變形過程中微觀組織演變機理[ 04-23 08:05 ]

金屬的熱變形是指發(fā)生在再結晶溫度以上的塑性變形。金屬發(fā)生塑性變形后，吸收了部分變形功，內能增高，結構缺陷增多，處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，當條件滿足時，就有自發(fā)恢復到原始低內能狀態(tài)的趨勢。當溫度升高到一定程度，原子獲得足夠擴散能力時，就將發(fā)生組織、結構以及性能的變化。隨著溫度升高，金屬內部依次發(fā)生回復與再結晶過程。熱塑性變形時，回復、再結晶與加工硬化同時發(fā)生，加工硬化不斷被回復、再結晶消除，使金屬材料始終保持高塑性、低變形抗力的軟化狀態(tài)。因此，回復和再結晶是金屬熱變形過程中的軟化機制。一般認為在應力作用下的回復、再結晶稱為動

數值模擬技術在鍛造中的應用[ 04-22 09:05 ]

隨著有限元理論的廣泛應用和計算機技術的快速發(fā)展，運用有限元法數值模擬對鍛壓成形進行分析，在盡可能少或無需物理實驗的情況下，得到成形中的金屬流動規(guī)律、應力場、應變場等信息，并據此設計成形工藝和模具，成為提高金屬成形效率和生產率的行之有效的手段。由于鍛造成形的制件大多屬于三維非穩(wěn)態(tài)塑性成形過程，在成形過程中，既存在材料非線性和幾何非線性，同時還存在邊界條件非線性，接觸邊界和摩擦邊界也難于描述，因此變形機制十分復雜。應用剛粘塑性有限元法進行三維有限元法數值模擬分析是目前公認的解決此類問題的最好方法之一。S.Kobayas

汽車長軸類復雜零件鍛造生產現(xiàn)狀[ 04-22 08:05 ]

汽車鍛件的需求與日俱增，使典型長軸類復雜零件——連桿、前軸、曲軸等的鍛造工藝方式也發(fā)生了改變。 在制坯方式上，常用的方法有空氣錘制坯、輥鍛制坯、楔橫軋制坯。采用空氣錘制坯存在著加熱火次多、廢品率高、生產效率低、勞動強度大等缺點。因此，該工藝適合多品種小批量生產。采用楔橫軋制坯和輥鍛制坯都具有生產效率高、分料均勻、材料利用率高、適應大批量生產、自動化程度高等優(yōu)點。但是采用楔橫軋工藝制坯時，旋轉的圓棒料在軸對稱方向受一對橫向擠壓力，經常會在心部產生疏松和孔腔，這種問題導致了楔橫軋制坯技

不同扭轉角度的壓力測定[ 04-21 09:05 ]

在扭轉鐓粗裝置的推桿處選擇不同的銷釘孔，壓力傳感器可以測量得到 0°（即平砧鐓粗）、10°、20°、30°四個角度的電壓時間曲線，然后選取四十個點根據公式 6-1計算得出相應的應力值，再繪制出壓力行程圖，如圖 6.7 所示。雖然扭轉鐓粗由于剪切應力的存在，可以減小鍛件的變形力，但是由于本套裝置下壓力與扭轉力是由同一壓力機輸出，因此就要計算其合力。由圖 6.7 可以看出，當扭轉角度為 30°的時候，下壓力和扭轉推力的合力基本與平砧鐓粗所需的下壓力相等，而當扭轉角度為 10&de

壓力傳感器標定[ 04-21 08:05 ]

首先在壓力傳感器貼好應變片后，選擇全橋連接線路。由于實驗材料選擇為鉛，質地較軟，所以壓力值標定到 30T 即可，在 100T 的油壓機上進行壓力傳感器的標定。而后把所測得數據在 origin 軟件上進行描點，并擬合出壓力傳感器特性曲線，如圖 6.6，應力與電壓的線性關系近似為一條直線。通過計算得出應力與電壓的計算公式為：

長軸零件的一些現(xiàn)狀[ 04-21 08:05 ]

近年來，汽車行業(yè)獲得快速發(fā)展，全世界近五年產量每年平均增長 200 萬輛，我國汽車產量連續(xù)五年平均每年增長約 100 萬輛。汽車工業(yè)的快速發(fā)展，使得對汽車零件的需求量大大增加。而采用鍛造工藝生產零件具有消除金屬在冶煉過程中產生的鑄態(tài)疏松等缺陷、優(yōu)化微觀組織結構、保存了完整的金屬流線、鍛件的機械性能較好等優(yōu)點。所以，每輛汽車上有數百種鍛件，分布在汽車的各個部位，大多數為受力零件和保安零件。汽車鍛件的特點是批量大、品種多、形狀復雜、質量要求高，然而長期以來，我國鍛造行業(yè)處于一種粗放狀態(tài)：能源和材料消耗高、生產效率低、環(huán)

扭轉鐓粗鼓形對比實驗[ 04-20 10:05 ]

傳統(tǒng)平砧鐓粗與扭轉鐓粗壓下量均為 40%，扭轉鐓粗的扭轉角度為 30°。實驗后，我們可以從圖 6.5 看出，鉛錠扭轉鐓粗的鼓形明顯小于傳統(tǒng)平砧鐓粗，形狀更為規(guī)則，沒有較大尺寸的凸起。從表 6-1 我們可以看出，相比較傳統(tǒng)平砧鐓粗，扭轉鐓粗后鉛錠的上、中、下各位置最大直徑與最小直徑的差值較小，而且上、中、下各位置間的差值也較小，這就說明扭轉鐓粗后的鉛錠圓柱度更好一些，形狀更加均勻。

扭轉鐓粗孔洞閉合對比實驗[ 04-20 09:05 ]

為了驗證孔洞閉合，需人為在鉛錠上進行打孔。如圖 6.2，孔直徑為 6mm，由于本實驗的壓下量為 40mm，考慮到體積變形，所以孔深取值 50mm，共打 9 個孔洞，孔洞間距如圖 6.3 所示。平砧鐓粗與扭轉鐓粗壓下量相同，而扭轉鐓粗的扭轉角度為 30°，鍛后對比如圖6.4。我們可以看到，傳統(tǒng)平砧鐓粗后，雖然心部的孔洞都有所閉合，但是在上部仍有孔洞無法完全閉合。這是因為在傳統(tǒng)平砧鐓粗工藝時，存在很大的難變形區(qū)域，那么在這個區(qū)域的一些孔洞就較難閉合。而從扭轉鐓粗后的鉛錠來看，孔洞全部閉合。這是因為相對于傳統(tǒng)平砧