辊锻过程中辊锻力矩分析[ 04-30 09:05 ]

辊锻力矩是选择辊锻设备的重要依据，根据辊锻力矩可以确定电动机功率。图4-7为各道次的力矩变化情况。从图中可以看出，四道次的辊锻力矩最大值分别为2.3X107N.mm,  1.8X107N.mm,  9.2X106N.mm,  6.1X106N.mm。随着辊锻道次的增加，最大辊锻力矩逐渐减小。辊锻力矩变化曲线随着辊锻过程的进行发生变化，其变化趋势与坯料变形状态一致，与型槽形状有关，中间杆部受压发生变形时，压下量大，辊锻力矩达到最大。

辊锻毛坯长度尺寸的确定[ 04-30 08:05 ]

由于辊锻前后体积不变原则，所以依据公式(3-16 ) ,  (3-17)计算得杆部区段、小头部区段各道次的坯料长度，如表3-1所示。

辊锻过程中应变分析[ 04-29 09:05 ]

图4-6为辊锻过程中应变场分布的分布情况。从图中可以看出，应变的变化情况与应力变化相对应。随着辊锻道次的增加，应变逐渐变大且趋于均匀;在有棱角处，如过渡区交汇的地方会出现等效应变的极大值;经过四道次辊锻变形后，在应变累加的作用下，杆部的应变值最大且均匀，说明杆部金属在辊锻过程中经过了充分发生了塑性变形，这对组织细化起到良好作用。

第四道次辊锻毛坯的确定[ 04-29 08:05 ]

根据计算毛坯图和己确定的型槽形状，结合如下原则设计出第四道次辊锻毛坯，如图3-5 (d)。    ①根据沿锻件长度上截面积大小的不同，划分杆部区段，头部区段等几个特征段。    ②用直线代替截面图上相应的曲线，以便简化模具结构和易于计算。    ③为了模锻时将毛坯易于放入锻模中，同时避免由于坯料长而引起的锻件端部出现折叠缺陷，辊锻毛坯的端部区段长度(毛坯的大头部和小头部长度)的取值应比锻件相应区段长度稍小。 &nbs

辊锻过程中应力分析[ 04-28 09:05 ]

图4-5 (a)为第一道次变形过程中的应力分布情况。setp 10所示工件中间被模具咬合后，在咬合力的作用下，中间杆部发生变形，形成应力场。随着变形的进行，连杆小头部坯料发生变形，也形成应力场。由于杆部的变形量比小头部的大，产生的应力值较大。    图4-5 (b)为第二道次变形过程中的应力分布情况。杆部截面形状在第二道次辊锻中由椭圆形变成方形，由于压下量大、方形型槽的上下端部与坯料的接触面积小，产生了值为254MPa的最大等效应力。小头部截面形状由椭圆形变成圆形，step70时金属在

辊锻机的选择[ 04-28 08:05 ]

辊锻机规格是根据锻模公称直径选取的。锻模公称直径是指锻模分模面处的公称回转直径，其值等于两锻辊的公称中心距。选择锻模公称直径的方法可根据选用的坯料直径d0做概略的计算。因为do = 65mm，由式(3-6)计算得，锻模公称直径的取值范围是390-520mm。选用型号是D42-400的双支撑辊锻机其锻模公称直径为400mm，在取值范围内。

辊锻过程中金属流动分析[ 04-27 09:02 ]

图4-4为坯料在辊锻过程中的速度场分布情况。从金属的流动来看，坯料在高度方向经辊锻模具压缩后，金属沿着轴向方向、宽度方向都会流动，但是旋转的辊锻模具会使金属在沿轴向方向上具有很大的速度，再加上沿宽度方向上型槽的阻碍，这样使得只有一小部分金属横向流动，大部分被压缩的金属沿着坯料的长度方向流动。从金属流速的大小来看，夹持的料头端金属流动速度大于锻辊的线速度，变形区的金属流动速度要小于锻辊的线速度，并且在变形区内，从轴向方向看越靠近模具的金属流动速度越大。而在高度方向上，由于接触摩擦力的影响，贴合模具的上下断面金属流动速

辊锻道次的确定及型槽系的选择[ 04-27 08:05 ]

根据计算毛坯图得到连杆杆部最小截面面积Fmin= 600.3 mm2，原始毛坯截面面积Fo=π（d0/2）2= 3316.6 mm2。由公式(3-4)计算得辊锻制坯过程中的总延伸系数:计算可得连杆的辊锻制坯道次为3.98，取整为4。    适用于圆形坯料的常用辊锻型槽系组合中，“椭圆一方形”型槽允许的延伸系数较大，变形后金属组织性能均匀，辊锻时坯料在型槽中的稳定性较好;“椭圆一圆形”型槽允许的延伸系数较小，沿型槽宽度上变形分布很不

连杆成形工艺有限元模型的验证[ 04-26 16:06 ]

采用原有的} 65 X 157mm毛坯进行模拟，其结果如图4-3所示。可以看出模拟所得的各工步的坯料与实际生产中的对应工步的坯料在外形形状上基本一致，用此坯料进行预锻和终锻，预锻件、终锻件周围飞边的大小和形状与实际的预锻件、终锻件一致。由此可知通过有限元模拟能够较准确的预测金属的宏观流动情况，从而验证了有限元模型的正确性。另一方面，从图4-3 C c)看出，终锻件周围飞边较大，材料利用率低，而重新设计的辊锻工艺减小了下料尺寸，对提高材料利用率有利。

长轴锻压原始毛坯尺寸的设计[ 04-26 10:42 ]

依据计算毛坯最大截面尺寸，可选取原始毛坯直径为Φ64.7 mm错误!未找到引用源。，按照标准钢材型号选择Φ65 mm圆钢坯，并由式(3-3 )计算原始毛坯长度:式中，错误!未找到引用源。Vo一一原始毛坯体积，由锻件截面图计算得:最终确定原始毛坯尺寸为:Φ65 X 142mm，此时的材料利用率为77.6%。

计算毛坯图的绘制[ 04-23 10:05 ]

    根据锻件图绘出计算毛坯截面图和计算毛坯直径图。计算毛坯的形状说明了沿锻件长度上金属的分配情况，模锻前合理的毛坯形状，应该是接近于计算毛坯的形状，因此辊锻毛坯的设计也同样该以计算毛坯的尺寸和形状为基础。    (1)毛坯的各截面面积与计算截面图按公式(3-1)计算：    在连杆终锻成形中飞边的形式如图3-2 (a)所示。由于连杆杆部与头部的面积变化很大，为容纳多余金属，局部采用双仓形式的飞边槽，如图3-2 (b)所示。依据终锻时采用的摩擦压力机吨位

连杆工艺分析[ 04-23 09:05 ]

如图3-1所示为某型号汽车柴油机连杆，该连杆锻件质量约2.8kg，材料是40Cr，为带工字形截面的长轴类复杂形零件。原采用坯料规格为必65 X 157mm,材料利用率69%，生产工艺流程为:下料一中频加热一四道次辊锻制坯一预锻(630T摩擦压力机)一终锻(1000T摩擦压力机)一热切边一热校正。

热变形过程中微观组织演变机理[ 04-23 08:05 ]

金属的热变形是指发生在再结晶温度以上的塑性变形。金属发生塑性变形后，吸收了部分变形功，内能增高，结构缺陷增多，处于不稳定的状态，当条件满足时，就有自发恢复到原始低内能状态的趋势。当温度升高到一定程度，原子获得足够扩散能力时，就将发生组织、结构以及性能的变化。随着温度升高，金属内部依次发生回复与再结晶过程。热塑性变形时，回复、再结晶与加工硬化同时发生，加工硬化不断被回复、再结晶消除，使金属材料始终保持高塑性、低变形抗力的软化状态。因此，回复和再结晶是金属热变形过程中的软化机制。一般认为在应力作用下的回复、再结晶称为动

数值模拟技术在锻造中的应用[ 04-22 09:05 ]

随着有限元理论的广泛应用和计算机技术的快速发展，运用有限元法数值模拟对锻压成形进行分析，在尽可能少或无需物理实验的情况下，得到成形中的金属流动规律、应力场、应变场等信息，并据此设计成形工艺和模具，成为提高金属成形效率和生产率的行之有效的手段。由于锻造成形的制件大多属于三维非稳态塑性成形过程，在成形过程中，既存在材料非线性和几何非线性，同时还存在边界条件非线性，接触边界和摩擦边界也难于描述，因此变形机制十分复杂。应用刚粘塑性有限元法进行三维有限元法数值模拟分析是目前公认的解决此类问题的最好方法之一。S.Kobayas

汽车长轴类复杂零件锻造生产现状[ 04-22 08:05 ]

汽车锻件的需求与日俱增，使典型长轴类复杂零件——连杆、前轴、曲轴等的锻造工艺方式也发生了改变。 在制坯方式上，常用的方法有空气锤制坯、辊锻制坯、楔横轧制坯。采用空气锤制坯存在着加热火次多、废品率高、生产效率低、劳动强度大等缺点。因此，该工艺适合多品种小批量生产。采用楔横轧制坯和辊锻制坯都具有生产效率高、分料均匀、材料利用率高、适应大批量生产、自动化程度高等优点。但是采用楔横轧工艺制坯时，旋转的圆棒料在轴对称方向受一对横向挤压力，经常会在心部产生疏松和孔腔，这种问题导致了楔横轧制坯技

不同扭转角度的压力测定[ 04-21 09:05 ]

在扭转镦粗装置的推杆处选择不同的销钉孔，压力传感器可以测量得到 0°（即平砧镦粗）、10°、20°、30°四个角度的电压时间曲线，然后选取四十个点根据公式 6-1计算得出相应的应力值，再绘制出压力行程图，如图 6.7 所示。虽然扭转镦粗由于剪切应力的存在，可以减小锻件的变形力，但是由于本套装置下压力与扭转力是由同一压力机输出，因此就要计算其合力。由图 6.7 可以看出，当扭转角度为 30°的时候，下压力和扭转推力的合力基本与平砧镦粗所需的下压力相等，而当扭转角度为 10&de

压力传感器标定[ 04-21 08:05 ]

首先在压力传感器贴好应变片后，选择全桥连接线路。由于实验材料选择为铅，质地较软，所以压力值标定到 30T 即可，在 100T 的油压机上进行压力传感器的标定。而后把所测得数据在 origin 软件上进行描点，并拟合出压力传感器特性曲线，如图 6.6，应力与电压的线性关系近似为一条直线。通过计算得出应力与电压的计算公式为：

长轴零件的一些现状[ 04-21 08:05 ]

近年来，汽车行业获得快速发展，全世界近五年产量每年平均增长 200 万辆，我国汽车产量连续五年平均每年增长约 100 万辆。汽车工业的快速发展，使得对汽车零件的需求量大大增加。而采用锻造工艺生产零件具有消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷、优化微观组织结构、保存了完整的金属流线、锻件的机械性能较好等优点。所以，每辆汽车上有数百种锻件，分布在汽车的各个部位，大多数为受力零件和保安零件。汽车锻件的特点是批量大、品种多、形状复杂、质量要求高，然而长期以来，我国锻造行业处于一种粗放状态：能源和材料消耗高、生产效率低、环

扭转镦粗鼓形对比实验[ 04-20 10:05 ]

传统平砧镦粗与扭转镦粗压下量均为 40%，扭转镦粗的扭转角度为 30°。实验后，我们可以从图 6.5 看出，铅锭扭转镦粗的鼓形明显小于传统平砧镦粗，形状更为规则，没有较大尺寸的凸起。从表 6-1 我们可以看出，相比较传统平砧镦粗，扭转镦粗后铅锭的上、中、下各位置最大直径与最小直径的差值较小，而且上、中、下各位置间的差值也较小，这就说明扭转镦粗后的铅锭圆柱度更好一些，形状更加均匀。

扭转镦粗孔洞闭合对比实验[ 04-20 09:05 ]

为了验证孔洞闭合，需人为在铅锭上进行打孔。如图 6.2，孔直径为 6mm，由于本实验的压下量为 40mm，考虑到体积变形，所以孔深取值 50mm，共打 9 个孔洞，孔洞间距如图 6.3 所示。平砧镦粗与扭转镦粗压下量相同，而扭转镦粗的扭转角度为 30°，锻后对比如图6.4。我们可以看到，传统平砧镦粗后，虽然心部的孔洞都有所闭合，但是在上部仍有孔洞无法完全闭合。这是因为在传统平砧镦粗工艺时，存在很大的难变形区域，那么在这个区域的一些孔洞就较难闭合。而从扭转镦粗后的铅锭来看，孔洞全部闭合。这是因为相对于传统平砧