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开式模锻的变形特征

作者:格鲁吉亚赌场 来源:本站原创 日期:2020-10-28 15:28 点击: 

  [航空航天]开式模锻论文:基于模型元法的开式模锻变形力求解与工艺参数优化

  内容提示:开式模锻的变形特征 1.1 开式模锻 开式模锻是变形金属的流动不完全受模腔限制的一种锻造方式。 开式模锻时 多余金属沿垂直于作用力方向流动形成毛边。随着作用力的增大毛边减薄温度降低金属由毛边向外流动受阻最终迫使金属充满型槽。 1.1.1 开式模锻的变形特征 为分析开式模锻变形特征 拟将整个变形过程分为四个阶段(图 6-1 所示) 现分述如下 第Ⅰ阶段(自由变形或称镦粗变形阶段)。在这一阶段坯料在型槽中发生镦粗变形对于某些形状的锻件可能伴有局部压入变形。 当被镦粗的坯料与模膛侧壁接触时 表明此阶段结束。此时变形...

  开式模锻的变形特征 1.1 开式模锻 开式模锻是变形金属的流动不完全受模腔限制的一种锻造方式。 开式模锻时 多余金属沿垂直于作用力方向流动形成毛边。随着作用力的增大毛边减薄温度降低金属由毛边向外流动受阻最终迫使金属充满型槽。 1.1.1 开式模锻的变形特征 为分析开式模锻变形特征 拟将整个变形过程分为四个阶段(图 6-1 所示) 现分述如下 第Ⅰ阶段(自由变形或称镦粗变形阶段)。在这一阶段坯料在型槽中发生镦粗变形对于某些形状的锻件可能伴有局部压入变形。 当被镦粗的坯料与模膛侧壁接触时 表明此阶段结束。此时变形金属处于较弱的三向压应力状态变形抗力也较小。 第Ⅱ阶段(形成毛边阶段)。第Ⅰ阶段结束后 由于金属流动受到模膛壁的阻碍坯料在垂直于作用力方向的自由流动受到限制继续压缩时金属流动方向有两个一个平行于受力方向流向模膛深处一个继续沿垂直于作用力方向流向毛边槽形成少许毛边。此时变形抗力明显增大毛边桥部内侧的金属处于较强的三向压应力状态。 第Ⅲ阶段(充满型槽阶段)。毛边形成后随着变形的继续进行毛边逐渐减薄形成一个阻力圈使得金属流向毛边槽的阻力急剧增大。当这个阻力大于金属流向模膛深处和圆角处的阻力时迫使金属继续向模膛深处和圆角处流动直到整个模膛完全充满为止。此阶段变形金属处于更强的三向压应力状态变形抗力急剧增大。 第Ⅳ阶段(锻足或称打靠阶段)。通常坯料体积略大于模膛容积因此当模膛完全充满后尚须继续压缩至上下模接触即打靠。多余金属全部排入毛边槽以保证高度尺寸符合要求。 这一阶段变形仅发生在分模面附近的不大区域内 其它部位则在静水压力作用下压合空洞、疏松或使变形体处于弹性变形状态。此阶段由于毛边厚度进一步减薄和冷却多余金属由桥口流出的阻力很大这时变形区处于最强的三向压应力状态变形抗力也最大。有研究表明此阶段的压下量虽小于 2mm它消耗的能量却占总能量的 30%50%。 图 6-1 开式模锻中金属流动过程的四个阶段 开式模锻过程中 变形金属的具体流动情况主要取决于各流动方向上的阻力变化 影响变形金属流动的因素主要有 1. 型槽的具体尺寸和形状 2. 毛边槽桥口尺寸和锻件分模位置 3. 设备的工作速度、运动特征。 1.2 毛边槽的作用 真正能在工艺上起重要作用的因素主要是毛边槽开式模锻过程中毛边槽的作用是 1. 造成足够大的水平方向阻力,迫使金属充 满 模膛保证锻件外廓尺寸准确。 模锻下料的原则是宁大勿小料小则锻件充填不足造成废品料大则可以让多余金属流入毛边槽仓部见图 6-2桥部高度小摩擦阻力大且毛边金属冷却快形成一个阻力圈迫使金属充满模膛.尔后在更大的压力作用下多余金属由毛边排出存储于毛边仓部中。桥部高度尺寸愈小宽度尺寸愈大则阻力愈大。所需阻力的大小应根据模膛复杂程度和金属在模膛中流动的难易程度确定 当模膛容易充满时 毛边桥部宽度尺寸与高度尺寸的比值 b/h 毛取小些反之取大些。例如对镦粗成形的锻件图 6-3a因金属容易充满模膛b/h 毛应取小值而对压入成形的锻件图 6-3(b)金属较难充满模膛b/h 毛应取较大的值。仓部容积应按上下模打靠后尚未完全被多余金属充满的原则来设计这样才能保证成批生产的锻件尺寸准确一致。 根据长期生产实践经验毛边金属充填毛边槽容积的 30%70%较为适宜即充填系数k=0.30.7锻件愈复杂充填系数愈大。 2. 缓冲模具撞击。由于毛边金属层的阻隔可以缓冲上下模块的直接撞击提高锻模寿命。 3. 容纳多余金属。在金属完全充满模膛后尚有多余金属需要排出这时靠毛边仓部容纳多余的金属 图 6-2 毛边槽结构简图 图 6-3 金属充填模膛的形式 (a) 镦粗成形 (b) 压入成形

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