4.6镦粗模拟结果分析 38

4.6.1镦粗过程及坯料金属流动情况 38

4.6.2载荷—行程曲线 39

4.6.3破坏能量 40

4.6.4应变—等效分布 40

4.6.5速度—全速度 41

4.7模具再分析与实验结论 43

4.7.1模具再分析 43

4.7.2实验结论 43

结 论 44

致 谢 45

参考文献 46

附 录 47

第一章 绪论

1.1锻造简述

锻造是用液压机或者其他锻压器械施加压力，令金属坯料产生了塑性变形，并且获得一些机械性能、特定的形状和尺寸的机械加工方法[1]。锻造是一般生产中提供毛坯的主要方法，它也具有很多的优点，既能按照设定的模具挤压零件，获得需要的形状和尺寸，也能改善金属坯料的组织性能，提高其力学和物理性能。通过锻造可以消除金属毛坯本身的铸态疏松等很多缺陷，优化它的微观组织结构，所以相同材料的零件，锻件的组织性能比铸件的好。锻造工艺相比于其他的加工工艺，还能节约材料，也能节约切削加工工时，生产效率高。锻造也有很大的灵活性，一些比较大型的轴承，可以用锻造工艺生产；但一些尺寸比较小的小型锻件，锻造依然可以生产，所以灵活性很高。锻造在现代日常工业生产中，有着非常广泛的应用。随着加工工艺技术的改进和压力设备的技术开发，锻造在机械制造业、航空国防、交通运输行业、电力电气业、农用机械行业、生活用品行业都有着广泛的应用。1.2镦粗

1.2.1镦粗简介

镦粗是冷锻的一种，它是用压力设备对坯料施加压力，使得金属坯料横截面面积增大，而高度减小的材料加工方法[2]。一般是将截面为圆形或者矩形的金属坯料进行镦粗，可以通过分析不同截面毛坯金属流动情况的不同分析其受力情况，合理的设计出相对应的模具，镦粗出符合要求的零件。自由锻中最基本的工序操作就是镦粗，镦粗既可直接镦粗成所需要的零件，例如一些空心锻件，又能为拔长、冲孔等工序一起使用，所以镦粗对工业生产也有着重要的作用。

镦粗有平砧镦粗、垫环镦粗和局部镦粗三种。毛坯在两个平砧中间的镦粗是平砧镦粗，平砧镦粗时，高度逐渐降低，毛坯与模具型腔之间有摩擦力，金属逐渐向外流动。所以镦粗后镦粗之后金属毛坯的侧面将会成为鼓形状，并且使毛坯变形不均匀。平砧镦粗后，将毛坯分为三个区[3]。区域Ⅰ：变形最困难，称作“难变形区”；区域Ⅱ：变形程度是最大的，叫“大变形区”；区域Ⅲ：变形程度在区域Ⅰ和区域Ⅱ中间，称作“小变形区”[4]。

1.2.2镦粗未来的发展方向

镦粗作为一种一次塑性成形工艺，具有着很多优点，在各个行业的作用也开始凸显出来，其发展也是比较快的。镦粗在机械制造业，主要进行一些小型零部件的镦粗，当然一些大的轴件也有应用，相比较在机械制造小型零件、汽车配件中应用最广泛。

镦粗的方法灵活多样，毛坯的形状也各不相同，未来镦粗的发展方向主要是朝着数字化、效率化、轻量化、一次成形方向发展。以后会结合成形模拟软件、CAD/CAM技术对制件与模具进行模拟，模拟出合理的毛坯形状尺寸，成形参数，减少在实践中的损失。对不需要镦粗的毛坯部分进行结构保护，用模拟软件设计出镦粗模具，一次模拟，这将是以后镦粗工艺的发展方向。