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

不同锻造方法的第一次镦粗模型[ 12-25 09:05 ]

镦粗过程采用平板镦粗的方法，先采用UG软件建立钢锭模型和砧模型，然后导入DEFORM-3D有限元模拟软件中，分别建立三种不同锻造方法的第一火完成后的镦模型如图 2-4 所示。由于三种不同锻造方法在第一次镦粗过程工序是相同的，故采用相同的有限元模型。其中坯料材料采用5CrNiMo，坯料尺寸Φ580mm×1350mm。而上下砧定义为刚性体，材料采用H13钢，其他模拟计算条件设置如表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,

锻造设备及锻造工艺方案的定制[ 12-25 08:05 ]

2.2.1加热设备钢坯的加热设备采用的是4X4M室式天然气加热炉，如图2-1所示。炉膛尺寸:长4500mm X宽4000mm X高3000mm，最高加热温度1280℃，温度控制系统控制精度:≤±1℃，保温期炉温均匀性:≤±10℃。2.2.2锻压设备锻压设备为如表2-1所示。8t拱式自由锻电液锤(如图2-2所示)，拱式自由锻电液锤的主要参数电液锤通过调节打击能力的大小来控制每一锤的变形量，打击能力的大小是由锻锤提示高度来控制的。锻锤最大打击能量为280KJ，取重锤的打击能量ET

锻造工艺方法研究[ 12-24 10:05 ]

在SCrNiM。模块锻件的锻造成形中，由于需要进行大锻造比锻造，通常采用反复墩拔的锻造成形工序，以进一步提高锻造比，改善碳化物偏析、细化晶粒、锻合内部疏松和孔穴等缺陷，进而确保模块锻件的质量。其主要的锻造方法包括轴向反复墩拔法、径向十字锻造法和综合锻造法等，而这三种不同的锻造方法都具有各自的优缺点，选择何种锻造方法将直接影响到锻件的成形质量和锻造的效率。目前对于热作模具钢锻造工艺的研究大多文献都只针对实际锻造操作过程改善研究，系统的理论研究比较少，如徐尚宝[[40]通过对模块锻件采用径向十字锻造工艺，改善提高了模具

模块锻件的生产现状[ 12-24 09:05 ]

随着工业技术的迅速发展，国内外制造业广泛采用无切削、少切削的加工工艺，模具成为工业生产的主要成型工具，在汽车、家电、机械、信息、航空、航天、国防工业等生产中被广泛应用，家电行业80％的零件、机电行业70％的零部件采用模具成型。20世纪80年代以来，日本、美国、德国等发达国家模具工业的产值己超过刀具制造业及机床制造的产值。我国模具工业发展迅速，近年以每年15％左右的速度快速发展，2000年我国的模具钢产量已经超过日本成为世界第一。但我国生产的模具钢的品种、规格和质量还远远落后于瑞典、日本、美国等先进国家，我国每年仍要

模块锻件的主要锻造方法（下）[ 12-24 08:05 ]

③综合锻造法综合锻造法的变形图如图1-3所示，其中图1-3 (a),  (b),  (c),  (d)和(e)分别表示综合锻造法的锻造工序，即先进行径向十字墩拔，然后再转角45“进行倒角，然后再进行轴向拔长和镦粗，最终锻打成工件。采用此锻造方法，能够避免锻件端部裂纹的产生，同时也能够有效的改善碳化物偏析级别；但是该锻造方法工艺比较复杂，不容易掌握，且锻造过程有倒角工序，操作不安全，同时容易产生裂纹。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,