锻造方法的第二次拔长的表面温度场分析[ 01-01 08:05 ]

采用不同锻造方法第二次拔长后，坯料表面温度场分布情况如图 2-30 所示。由图可见，三种不同锻造方法拔长后坯料表面温度有一个共同点，是低温区主要出现在坯料的两端的边缘区域，这是由于坯料两端边缘处散热性好，温度低些。而不同点是采用轴向反复镦拔法拔长后坯料表面温度分布比较均匀；而采用径向十字锻造法和综合锻造法拔长后坯料表面温度低温区相对比较多一些，其原因是第二次拔长时坯料拔长方向不同所造成的，轴向拔长时，坯料两端端面 E1与砧板的接触，而径向十字和综合拔长时，坯料侧表面 S1是第二次镦粗与砧板接触的表面，因此三种不同锻

第二次镦粗的成形质量和形状分析[ 12-31 10:05 ]

三种不同锻造方法第二次镦粗完成后坯料的形状如图 2-28 所示。由图可见，第二次镦粗后，坯料近似一个正方体。与第一次镦粗后的腰鼓圆柱体相比，形状有很大的差异。这是由于镦粗前坯料的形状不同所造成的。三种不同锻造方法镦粗后的坯料侧表面都有明显的下凹，这是在第一次拔长后坯料侧表面 S1的不平整下凹所造成的。可见，第一次拔长的坯料表面的成形质量对第二次镦粗后坯料的表面成形质量有着直接的影响。 坯料的镦粗后的侧视图如图 2-29 所示，由图可见，采用轴向反复镦拔法镦粗后，坯料中间出现的鼓肚形要比采用径向十字锻造法和

第二次镦粗的锻造力分析[ 12-31 09:05 ]

第二次镦粗过程中锻锤最大锻造载荷变化曲线如图 2-27 所示。由图可见，不同锻造方法第二次镦粗过程的锻造力载荷曲线的变化规律基本是一致的，坯料内部金属材料会产生致密现象，并且坯料与砧板的接触面积会越来越大，导致了砧板的锻造力随着压下率的增大了线性增大。在镦粗的起始阶段，采用轴向镦拔法的锻造载荷上升速度比采用径向十字和综合法的锻造载荷上升速度快，主要是由于轴向镦粗的坯料两端鼓肚形状要小于其他两种锻造方法坯料两端鼓肚形状，在相同相对压下率的情况下，坯料两端与砧的接触面积最大。而随着镦粗的进行，压下率不断增大，不同锻造方

第二次镦粗的表面温度分析[ 12-31 08:05 ]

第二次镦粗完成后坯料的温度场如图 2-24 所示，由于前面锻造方法的相同，因此采用径向锻造法和综合锻造方法第二次镦粗后温度场相同的。由图可见，由于镦粗过程中，温度比较低的上下砧板与坯料两端反复的进行接触，坯料与砧板之间的传热速度要比坯料与空气之间的传热速度快，坯料两端面 E1温度比较低。在坯料端面 E1的外缘区域分布着不均匀低温区，这与第一镦粗后的温度场有所不同。其原因主要是坯料经过前面的锻造后，变形已经比较严重，形状不均匀对称，造成了第二镦粗时坯料端面与砧板之间的接触不均匀，坯料端面的传热也产生了偏差。在坯料的侧

第一次拔长的表面成形质量[ 12-30 10:05 ]

第一次拔长完成后，坯料的表面质量如图 2-21 所示。为了分析坯料表面的缺陷，分别取坯料的中心平面，然后测量一个侧面中心线上的 15 个点到中心平面的距离，如图 21 所示。三种不同锻造方法的拔长后坯料侧面的平整情况如图 2-22b 所示。由图可见，轴向拔长 Xmax=-247，Xmin=-254mm，最大偏差为 7mm；径向和综合拔长 Xmax=-246，Xmin=-253mm，最大偏差为 7mm。因此，采用径向拔长的方法时，拔长后的平面平整、质量较好。凤谷工业炉集设计研发,生产销售,培训指导,售后服务一体化,专

锻造载荷分析[ 12-30 09:05 ]

当坯料长度达到 1000mm 时，先锻打坯料一趟后，然后翻转 90°再锻打一趟，分别记录不同锻造方法在此过程中上砧板受到最大的锻造载荷曲线（如图 2-20 所示）。由图可见，采用轴向拔长时上砧板的锻造载荷要比径向十字和综合拔长时的锻造载荷小，其原因是在坯料的拔长方向上，采用轴向拔长的方法坯料两端产生的鼓肚形状小于采用径向拔长方法时的鼓肚形状，在相同拔长接触面积下，坯料两端的鼓肚形状越大，就会越限制了金属的流动，轴向拔长时参加金属流动的体积相对少一些，载荷也会更小一些。而在不同拔长方法下，其不同工位的锻造载荷

不同锻造方法第一次拔长的应力分析[ 12-30 08:05 ]

针对坯料低温区锻造时易产生裂纹，因此选择第一次拔长开始时坯料的端面，以坯料端面中心点为坐标原点O，然后分别在坯料端面中心线的水平X方向和竖直Y方向每隔50mm取一个点，如图2-17所示，跟踪其每一个点的应力值。不同锻造方法拔长下，坯料端面中心水平方向和中心线垂直方向上的应力值分别如图2-18和图2-19 所示。由图 2-18a 可见，采用不同锻造方法拔长后，坯料端面水平方向外缘点的横向应力起初都是压应力，从外缘点到中心点，各个点的应力值变化趋势是先由压应力逐渐减小到零，然后其应力值再次逐渐变大，转变成拉应力；并在中

不同锻造方法第一次拔长的表面温度分析[ 12-29 10:05 ]

三种不同锻造方法第一次拔长后坯料的表面温度场分布如图 2-16 所示。由图可见，采用轴向反复镦拔法拔长后坯料表面温度分布比较均匀；而采用径向十字锻造法和综合锻造法拔长后坯料表面温度低温区相对比较多一些。其原因是沿着坯料轴向开始拔长时，坯料两端的温度都比较低，侧表面温度比较均匀；而沿着坯料径向开始拔长时，低温区是在坯料的两个侧面上，因此径向十字拔长后，坯料侧面温度会比较低一些。在坯料温度比较低的区域大多都是出现在坯料与砧板反复接触的边缘区域，其原因是该区域砧板温度相对比较低，而且坯料与砧板之间的换热系数远大于坯料与空

锻造成形分析[ 12-29 09:05 ]

坯料第一次镦粗后的形状为腰鼓形，三种不同锻造方法第一次镦粗后形状和最大直径如图 2-15 所示，其变形后最大直径为 Φ850mm，而锻前坯料直径为 Φ580mm。其鼓形系数按照相对直径比计算公式：式中，Dg为镦粗变形后坯料的最大直径，D0为镦粗前坯料的直径。鼓形系数的大小会直接影响到坯料的成形质量，较大的鼓形系数容易导致坯料表面裂纹的产生，因此，镦粗过程一般要控制鼓形系数，避免产生裂纹。三种不同锻造方法第一次镦粗后的鼓形系数按照公式计算为 0.469。可知第一次镦粗后坯料鼓形系数相对较小，较有利于坯料质量的控制。凤

锻造成形质量[ 12-29 08:05 ]

三种不同锻造方法第一次镦粗后，坯料的最终形状如图 2-14 所示。由图可见，三种不同锻造方法第一次镦粗后坯料的形状是一致的，都是呈饼状腰鼓形，其表面质量基本没有什么缺陷，成形质量都比较好。凤谷工业炉集设计研发,生产销售,培训指导,售后服务一体化,专利节能技术应用,每年为企业节省40%-70%的能源成本,主要产品加热炉,工业炉,节能炉,蓄热式炉,垃圾气化处理设备，欢迎致电咨询:0510-88818999

不同锻造方法的第一次镦粗的应力分析（4）[ 12-28 10:05 ]

坯料表面P1点和心部P2点的轴向应力变化的跟踪曲线如图2-12所示。从轴向应力变化曲线可以看出，整个墩粗过程中，两点受到的轴向应力均为压应力，当墩粗压下率小于30%时，P1点和P2点的应力值基本保持不变。当压下率大于30%时，P1点的轴向应力值开始随着压下率的增大而呈线性减小;而P2点的轴向应力值则开始随着压下率的增大而呈线性迅速增大;在压下率小于40%时，P2点的轴向压应力值小于P1点的轴向压应力值。当压下率大于40%时，P2点的轴向应力值开始大于P1点的轴向应力值，并随着压下率的增大，两点之间轴向应力的差值也逐

不同锻造方法的第一次镦粗的应力分析（3）[ 12-28 09:05 ]

坯料表面P1点和心部P2点的径向应力变化的跟踪曲线如图2-11所示。对于坯料表面中心P1点，在整个墩粗过程径向应力值一直基本保持为0;对与坯料心部P2点，在墩粗起初阶段(压下率小于30%时)为径向拉应力，P2点的拉应力随着压下率的增大而减小;当压下率大于30%时，坯料心部的P2点则由起初的径向拉应力逐步的转变为径向压应力，应力值随着压下率的增大而增大。其原因是表面中心P1由于受力的平衡关系，不产生径向应力;而对于坯料中心处的P2点由于几何位置的对称性，所以在周向和径向的应力的变化基本是一致的，且都由初始的拉应力状态

不同锻造方法的第一次镦粗的应力分析（2）[ 12-28 08:05 ]

坯料表面P1点和心部P2点的周向应力变化的跟踪曲线如图2-10所示。在墩粗起初阶段，坯料表面P1点就为拉应力，P1点的拉应力值随着压下率的增大而增大;而坯料心部P2点起初阶段也为拉应力，P2点的拉应力随着压下率的增大而减小。而当压下率大于30%时，坯料心部的P2点则由起初的周向拉应力逐步的转变为周向压应力，应力值随着压下率的增大而增大。这是由于墩粗过程，锻件会产生腰鼓形，起初阶段腰鼓形变大趋势并不特别明显，因此表面中心点P1应力变化并不明显，随着压下率的增大，腰鼓形变得越来越大，所以表面中心点Pi随着坯料腰鼓形的增

不同锻造方法的第一次镦粗的应力分析（1）[ 12-27 10:05 ]

分别在坯料的中心对称平面YZ上，取坯料心部和外表面两个点跟踪其墩粗过程中的等效应力变化如图2-9所示。由于三种不同锻造方法第一次墩粗过程模型时相同，因此两点相对应等效应力的变化曲线是一致。由图可见，随着相对压下率的增大，坯料表面P1点的等效应力值不断增大，两者之间呈线性关系，其原因主要有两点，第一点是由于在墩粗过程坯料的侧表面中间会产生一定鼓肚形状，随着鼓肚形状的不断增大，坯料表面的P1产生的拉应力会不断增大;第二点是由于坯料表面温度随着时间变化而逐渐下降，坯料表面金属流动会随着温度的下降而变得困难，因此等效应力呈

不同锻造方法的第一次镦粗的表面温度分析[ 12-27 09:05 ]

由于在第一次镦粗过程中，由于轴向反复镦拔法、径向十字锻造法和综合锻造法相对应的模型是相同，因此在第一次镦粗后坯料的温度场变化也是相同的（如图 2-8 所示）。由图可见，镦粗后坯料的两端面温度比较低，这是由于镦粗过程中，温度比较低的上下砧板与坯料面反复的进行接触，坯料与砧板之间的传热速度要比坯料与空气之间的传热速度快，因此坯料面温度下降比较快。而从坯料的端部低温区又可看出，在坯料面的边缘形成一个环形的低温区，其原因是在坯料面边缘处，砧板散热快，温度相对比较低，坯料端部边缘区域与砧板之间传热速度要比坯料端部中心区域与砧

不同锻造方法的第二次拔长模型[ 12-27 08:05 ]

当坯料的尺寸高度再次被墩粗至750mm时，完成第二次墩粗，然后分别建立轴向反复墩拔法、径向十字锻造法和综合锻造法相对应的第二次拔长模型如图2-7所示。在模型中，轴向反复墩拔法的拔长方向则继续沿着坯料原来的轴线方向进行拔长，而径向十字锻造法拔长方向则垂直于坯料原来的轴线方向拔长，综合锻造法是则是先使坯料转角450，然后对坯料进行倒棱，然后再压方拔长。模型中坯料的网格、温度场和应力场等特性都继承前面墩粗完成时的特性，其他模拟条件设置如前面表2-3所示。凤谷工业炉集设计研发,生产销售,培训指导,售后服务一体化,专利节能技

不同锻造方法的第二次镦粗模型[ 12-26 10:05 ]

当轴向反复墩拔法、径向十字锻造法和综合锻造法在第一次拔长中坯料长度分别达到1420mm时，分别建立各自相对应的第二次墩粗有限元模型(如图2-6所示)。其中坯料继承了第一次拔长后坯料的网格特性。由于坯料第一次拔长后需回炉加热，因此第二次墩粗时坯料初始温度取1200 0C。其他模拟条件设置如前面表2-3所示。凤谷工业炉集设计研发,生产销售,培训指导,售后服务一体化,专利节能技术应用,每年为企业节省40%-70%的能源成本,主要产品加热炉,工业炉,节能炉,蓄热式炉,垃圾气化处理设备，欢迎致电咨询:0510-8881899

国外大型机械零件是如何锻造的[ 12-26 09:05 ]

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江苏凤谷科技有限公司——模锻生产视频[ 12-26 08:05 ]

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不同锻造方法的第一次拔长模型[ 12-25 10:05 ]

当坯料的尺寸高度被镦粗至750mm时，完成第一次镦粗，然后分别建立三种不同锻造方法相对应的第一次拔长模型如图 2-5 所示。其中，轴向反复镦拔法的拔长方向为坯料原来的轴线方向；而径向十字锻造法和综合锻造法的拔长方向则垂直于锻坯料原来的轴线方向。模型中坯料的网格、温度场和应力场等特性都继承上一次镦粗完成时的特性。拔长过程采用的砧型为上下等宽的平砧，其尺寸为 460mm×770mm，圆角半径R取20mm、名义送进量l按照砧宽的0.8 倍取370mm，其他模拟条件设置如前面表2-3 所示。凤谷工业炉集设计研发