4.7 凹模座 17

4.8 凹模垫板 18

4.9 凹模固定板 19

4.10 顶出机构 19

4.11 模具装配图及运动分析 20

第五章  锻造设备的选择 23

5.1 锻造设备的选取 23

5.2 液压机的选取 23

5.3 液压机吨位的计算 23

5.4 锻模材料的选取 25

第六章  镦粗挤压过程模拟和分析 26

6.1 大高径比镦粗挤压的有限元模拟 26

6.2 塑性成形模拟的特点 26

6.3 DEFORM建模基本步骤 26

6.3.1 物体的设置 27

6.3.2 模拟的设置 27

6.4 建模分析 27

6.4.1预处理与镦粗 27

6.4.2 挤压成形模拟 29

6.4.3 模拟结果分析 31

6.5 分析总结 34

结   语 35

致   谢 36

参 考 文 献 37

附   录 38

第一章  绪论

1.1 镦粗与传统镦粗工艺的概述

镦粗就是指使材料高度减小而横截面积增大的成形工序。在坯料某一部分上进行的镦粗称为局部镦粗。镦粗工序是自由锻工序中最常见的工序之一。[1]

镦粗的目的主要有以下几点：

（1）减小坯料高度，增大其横截面。

（2）增大坯料的横截面积，以便于冲孔，平整坯料的端面。

（3）反复的镦粗、拔长可以提高后续的坯料拔长的锻造比。

（4）反复镦粗、拔长能均化组织,改善力学性能。

（5）反复镦粗、拔长能够提高锻件力学性能和减小各向异性。[2]

在镦粗过程中，镦粗方式的不同对坯料的变形程度，应力和应变场分布与坯料的形状和尺寸影响也是不同的。

根据原料的形状来分，镦粗可分为圆截面镦粗，方截面镦粗等；根据镦粗的方式来分，镦粗可分为平砧镦粗，垫环镦粗和局部镦粗。

20世纪60年代，前苏联学者M.B.斯德罗日夫在出版的书中提到“金属加工原理”，这个原理主要说镦粗时，如果摩擦力为零的状态下，镦粗应力为简单压缩应力；如果摩擦力不为零的情况下，镦粗体内部受三向压缩应力。在后来的生产实践中，发现这个理论存在许多与生产实际不相符的地方。后人在他研究的基础上，一直在完善金属塑性加工理论。这些生产经验和加工理论推动了塑性成形工艺的发展。

1.2 镦粗设备的现状与发展趋势

在传统的镦粗变形过程中，需要控制镦粗的高径比不超过3，然而实际生产中大多数坯料的高径比都大于3，因此镦粗工艺必须要模具来辅助完成坯料镦粗。对不同的零件，采用不同的模具进行生产，这大大的提高了生产的效率。各类镦粗防失稳模具有效地避免了镦粗时的塑性失稳，避免了镦粗过程中零件可能出现的缺陷，提高了产品的质量。因此，镦粗防失稳模具的研究对镦粗成形工艺有着重要的意义。

目前，我国拥有的各种锻造设备4万多台。自由锻造的设备约有34000台，其中，400Kg以下的小型空气锤占了70%以上，液压机有170余台。模锻设备总量约6000台，其中，模锻锤约1200台，机械压力机约1000台，螺旋压力机为3400台，模锻液压机约10台（最大吨位为300MN），特种模锻设备约400台。这些设备为我国机械制造业的高速发展奠定了坚实的基础。当代科学技术的发展对锻压技术发展有着积极的作用，这主要表现在以下的几个方面。

（1）材料科学的发展。这对锻压技术有着最直接的影响，材料不同对锻压技术的要求必然是不同的，新材料的出现必然带来新的成形问题，如高温合金，金属间化合物，陶瓷材料等难变形材料的成形问题。在不断解决材料带来的问题的过程中，锻压技术得到了快速的发展。

（2）计算机技术的应用。计算机技术给锻造工艺带来了很多便利。如锻模计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术，锻造成形过程模拟技术（DEFORM），这些技术的应用缩短了锻件设计周期，提高了锻件质量，延长了使用寿命。