第四篇

金屬塑性加工中的摩擦與潤(rùn)滑目錄模塊一

金屬塑性成形中的摩擦模塊二

塑性成形中的潤(rùn)滑模塊一

金屬塑性成形中的摩擦一、金屬塑性成形中摩擦的特點(diǎn)一、金屬塑性成形中摩擦的特點(diǎn)一、金屬塑性成形中摩擦的特點(diǎn)二、摩擦對(duì)塑性成形過(guò)程的影響（1）它使所需的變形力和變形功增大；（2）引起不均勻變形，產(chǎn)生附加應(yīng)力，從而導(dǎo)致工件開(kāi)裂；（3）使工件脫模困難，影響生產(chǎn)效率；（4）增加工具的磨損，縮短模具的使用壽命。三、塑性成形中摩擦的分類三、塑性成形中摩擦的分類三、塑性成形中摩擦的分類三、塑性成形中摩擦的分類四、摩擦機(jī)理圖4-2接觸表面凹凸不平形成機(jī)械咬合

近代摩擦理論認(rèn)為：干摩擦過(guò)程中產(chǎn)生摩擦力的主要原因是機(jī)械的相互嚙合、分子間的吸引以及微凸體的粘著。由于金屬表面的形態(tài)、組織和工作條件的不同，這些原因各自所起作用的大小也就不同，因而表現(xiàn)出了不同的摩擦效應(yīng)。四、摩擦機(jī)理五、影響摩擦系數(shù)的主要因素五、影響摩擦系數(shù)的主要因素五、影響摩擦系數(shù)的主要因素五、影響摩擦系數(shù)的主要因素五、影響摩擦系數(shù)的主要因素五、影響摩擦系數(shù)的主要因素五、影響摩擦系數(shù)的主要因素六、不同塑性成形條件下的摩擦系數(shù)六、不同塑性成形條件下的摩擦系數(shù)模塊二

塑性成形中的潤(rùn)滑一、塑性成形中對(duì)潤(rùn)滑劑的要求

塑性成形中使用的潤(rùn)滑劑一般應(yīng)符合下述要求:1.應(yīng)有良好的耐壓性能。由于塑性成形在高壓下進(jìn)行，因此要求潤(rùn)滑劑在高壓作用下，潤(rùn)滑膜仍能吸附在接觸表面上，保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài)。2.應(yīng)有良好的耐熱性。熱加工用的潤(rùn)滑劑在使用時(shí)應(yīng)不分解、不失效。3.應(yīng)有冷卻模具的作用。為了降低模具的溫度，避免模具過(guò)熱，提高模具壽命，要求潤(rùn)滑劑有冷卻作用。4.應(yīng)無(wú)腐蝕作用。潤(rùn)滑劑不應(yīng)對(duì)金屬坯料和模具有腐蝕作用。5.應(yīng)無(wú)毒。潤(rùn)滑劑應(yīng)對(duì)人體無(wú)毒、無(wú)害，不污染環(huán)境。6.應(yīng)使用、清理方便，并考慮其來(lái)源豐富，價(jià)格便宜等因素。二、塑性成形中常用的潤(rùn)滑劑

1.液體潤(rùn)滑劑

各種礦物油、動(dòng)物油、植物油以及乳液等。礦物油主要是全損耗系統(tǒng)用油（機(jī)油），其化學(xué)成分穩(wěn)定，與金屬不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但摩擦系數(shù)軒動(dòng)植物油大。一般來(lái)說(shuō)，坯料厚、變形程度大而速度低的工藝，應(yīng)選擇粘度較大的潤(rùn)滑劑；反之，則宜選用粘度較小的稀油。二、塑性成形中常用的潤(rùn)滑劑

2.固體潤(rùn)滑劑

該類潤(rùn)滑劑主要包括石墨、二硫化鉬、玻璃、皂類等。

（1）石墨

石墨的摩擦系數(shù)一般在0.05~0.19的范圍內(nèi)。用石墨作為潤(rùn)滑劑，金屬與工具接觸面間所表現(xiàn)的摩擦實(shí)質(zhì)上是石墨層與層之間的摩擦，這樣就起到了潤(rùn)滑作用，石墨吸附氣體以后，其摩擦系數(shù)會(huì)減小，而在真空條件下摩擦系數(shù)增大。二、塑性成形中常用的潤(rùn)滑劑（2）二硫化鉬

二硫化鉬在真空中的摩擦系數(shù)比大氣中小，所以更適合作為真空中的潤(rùn)滑劑。二硫化鉬的摩擦系數(shù)般為0.12~0.15。石墨和二硫化鉬是目前塑性成形中常用的固體潤(rùn)滑劑，使用時(shí)可制成水劑或油劑。（3）玻璃玻璃是出現(xiàn)稍晚的一種固體潤(rùn)滑劑。熱擠壓鋼材和合金時(shí)，常采用玻璃做潤(rùn)滑劑。玻璃的使用溫度范圍廣，從450℃至200℃都可使用。（4）皂類

冷擠壓鋼時(shí)，一般坯料事先經(jīng)過(guò)磷化-皂化處理。皂化處理使用硬脂酸鈉或肥皂。擠壓時(shí)使用皂類潤(rùn)滑劑可以顯著減小擠壓力，提高工件表面質(zhì)量。二、塑性成形中常用的潤(rùn)滑劑三、塑性成形時(shí)的潤(rùn)滑方法

1.表面磷化-皂化處理

冷擠壓鋼制零件時(shí)，接觸面上的壓力往往高達(dá)2000~2500MPa，一般進(jìn)行磷化處理，即在坯料表面上用化學(xué)方法制成一種磷酸鹽或草酸鹽薄膜，這種磷化膜是由細(xì)小片狀的無(wú)機(jī)鹽結(jié)晶組成的，呈多孔狀態(tài)，對(duì)潤(rùn)滑劑有吸附作用。磷化膜的厚度約在10~20μm之間，它與金屬表面結(jié)合很牢。

磷化處理后須進(jìn)行潤(rùn)滑處理，常用的有硬脂酸鈉、肥皂，故稱為皂化。磷化-皂化后，潤(rùn)滑劑被儲(chǔ)存在磷化膜中，擠壓時(shí)逐漸釋放出來(lái)，起到潤(rùn)滑的作用。三、塑性成形時(shí)的潤(rùn)滑方法2.特種流體潤(rùn)滑法

常用于線材拉拔。當(dāng)坯料從套管中高速通過(guò)時(shí)，如模具的錐角合適且表面光潔，坯料就可把潤(rùn)滑劑帶入模具內(nèi)，金屬坯料與模具之間就可得到流體潤(rùn)滑膜。圖4-8拉拔時(shí)流體強(qiáng)制潤(rùn)滑三、塑性成形時(shí)的潤(rùn)滑方法

3.表面鍍軟金屬

當(dāng)加工變形抗力高的金屬時(shí)，變形力大，一般的潤(rùn)滑劑很易從接觸表面擠出，使摩擦系數(shù)增大，變形困難，甚至不能進(jìn)行。在這種情況下，可在坯料表面電鍍一薄層軟金屬，如銅或鋅，這層鍍層與坯料金屬結(jié)合好，并且鍍層軟金屬變形抗力很低，延伸性好，在變形過(guò)程中，可將坯料金屬與具隔開(kāi)，起潤(rùn)滑劑的作用。缺點(diǎn)是成本高。新型潤(rùn)滑方法潤(rùn)滑方法核心原理優(yōu)點(diǎn)局限環(huán)保水基潤(rùn)滑劑以水為載體，形成吸附膜環(huán)保、冷卻好、成本低耐極壓性需靠添加劑提升納米粒子添加劑“微軸承”與表面修復(fù)效應(yīng)極壓性優(yōu)異、摩擦系數(shù)低分散穩(wěn)定性是關(guān)鍵，成本較高PVD軟涂層模具表面鍍固體潤(rùn)滑膜無(wú)潤(rùn)滑劑、模具壽命長(zhǎng)、清潔初始投資大，涂層修復(fù)較難聚合物基潤(rùn)滑膜形成隔熱潤(rùn)滑一體化薄膜適用于高溫合金、脫模性好需要額外的涂覆和可能的后處理微量潤(rùn)滑精確噴射微量油霧用油量極少、工作環(huán)境清潔系統(tǒng)設(shè)置和參數(shù)優(yōu)化要求高第五篇

塑性成形件質(zhì)量的定性分析目錄模塊一

塑性成形件質(zhì)量分析方法模塊二

塑性成形件中的空洞和裂紋模塊三

塑性成形件中的晶粒度模塊四

塑性成形件中的折疊和失穩(wěn)模塊一

塑性成形件質(zhì)量分析方法一、原材料及塑性成形過(guò)程中常見(jiàn)的缺陷類型

原材料中常見(jiàn)的缺陷主要有：毛細(xì)裂紋、結(jié)疤、折疊、非金屬夾雜、碳化物偏析、異金屬夾雜物、白點(diǎn)、縮孔殘余等。結(jié)疤折疊縮孔殘余一、原材料及塑性成形過(guò)程中常見(jiàn)的缺陷類型

在塑性成形過(guò)程中，由于加熱不當(dāng)產(chǎn)生的缺陷主要有：過(guò)熱、過(guò)燒、加熱裂紋、銅脆、脫碳、增碳等；由于成形工藝不當(dāng)產(chǎn)生的缺陷主要有：大晶粒、晶粒不均勻、裂紋（十字裂紋、表面龜裂、飛邊裂紋、分模面裂紋、孔邊龜裂等）、鍛造折疊、穿流、帶狀組織等；由于鍛后冷卻不當(dāng)產(chǎn)生的缺陷主要有：冷卻裂紋、網(wǎng)狀碳化物等。

由于鍛后熱處理工藝不當(dāng)產(chǎn)生的缺陷主要有：硬度過(guò)高或過(guò)低、硬度不均等。二、塑性成形件質(zhì)量分析的一般過(guò)程及分析方法1.塑性成形件質(zhì)量分析的一般過(guò)程

（1）調(diào)查原始情況

（2）弄清質(zhì)量問(wèn)題

（3）試驗(yàn)研究分析

（4）提出解決措施二、塑性成形件質(zhì)量分析的一般過(guò)程及分析方法2.塑性成形件質(zhì)量分析的方法

低倍組織試驗(yàn)、金相試驗(yàn)及金屬變形流動(dòng)分析試驗(yàn)。

低倍組織試驗(yàn)可以暴露成形件的宏觀缺陷，這類試驗(yàn)包括硫卯試驗(yàn)、熱蝕和冷蝕酸浸試驗(yàn)、斷口試驗(yàn)等。

高倍組織對(duì)于研究和分析缺陷的微觀特征、形成機(jī)理有重要意義。金屬變形流動(dòng)分析試驗(yàn)對(duì)分析裂紋、折疊和粗晶的形成、流線的分布和穿流等有特殊意義。二、塑性成形件質(zhì)量分析的一般過(guò)程及分析方法

2.塑性成形件質(zhì)量分析的方法

塑性成形件質(zhì)量分析方法的特點(diǎn)是廣泛采用各種先進(jìn)的試驗(yàn)技術(shù)與試驗(yàn)方法。要準(zhǔn)確地分析成形件質(zhì)量問(wèn)題，有賴于正確的試驗(yàn)方法和檢測(cè)技術(shù)，同時(shí)要善于對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析與判斷。破壞性試驗(yàn)是成形件質(zhì)量分析的主要方法，但是無(wú)損探傷這種非破壞性試驗(yàn)技術(shù)已日益顯示出它的優(yōu)越性，并將在塑性成形件質(zhì)量檢驗(yàn)與分析中占據(jù)應(yīng)有的地位。模塊二

塑性成形件中的空洞和裂紋一、塑性成形件中的空洞

空洞是塑性成形過(guò)程中普遍存在的組織變化。塑性成形過(guò)程中，在一定的外界條件下，就會(huì)出現(xiàn)空洞的形核、長(zhǎng)大，繼而發(fā)生空洞的聚合或連接，形成裂紋。圖5-1空洞的形成、長(zhǎng)大、聚集示意圖一、塑性成形件中的空洞

試驗(yàn)表明，壓應(yīng)力和拉應(yīng)力同樣可以產(chǎn)生空洞，切應(yīng)力比拉應(yīng)力更起作用，如圖5-4所示。一般來(lái)說(shuō)，在壓應(yīng)力作用下產(chǎn)生空洞比在拉應(yīng)力作用時(shí)要困難，特別是在高的球張量壓應(yīng)力下變形材料內(nèi)部不易出現(xiàn)空洞。相反，在高的球張量壓應(yīng)力下，使原有的空洞有可能被壓合。二、塑性成形件中的裂紋

裂紋產(chǎn)生原因：一是由于原材料中的缺陷，如各種冶金缺陷、夾雜物等；二是屬于塑性成形本身的原因，如加熱不當(dāng)、變形不當(dāng)或冷卻不當(dāng)?shù)?。圖5-4在切應(yīng)力作用下三晶粒交界處產(chǎn)生V形空洞示意圖（一）塑性成形件中產(chǎn)生裂紋的原因分析二、塑性成形件中的裂紋由力學(xué)原因引起的裂紋：二、塑性成形件中的裂紋二、塑性成形件中的裂紋由附加應(yīng)力及殘余應(yīng)力引起的裂紋：二、塑性成形件中的裂紋由溫度應(yīng)力（熱應(yīng)力）及組織應(yīng)力引起的裂紋：圖5-13冷卻過(guò)程中溫度應(yīng)力和組織應(yīng)力分布情況二、塑性成形件中的裂紋（二）塑性成形件中裂紋的鑒別與防止產(chǎn)生裂紋的措施對(duì)于產(chǎn)生龜裂的鍛件，粗略地分析可能是以下幾種：1）由于過(guò)燒；2）由于易熔金屬滲入基體金屬（如銅滲入鋼中）；3）應(yīng)力腐蝕裂紋；4）鍛件表面嚴(yán)重脫碳。

這可以從工藝過(guò)程調(diào)查和組織分析中進(jìn)一步判別。

例如在加熱銅以后加熱鋼料或兩者混合加熱或鋼中含銅量過(guò)高時(shí)，則有可能是銅脆。從顯微組織上，銅脆開(kāi)裂在晶界，且能找到亮的銅網(wǎng)。而在單純過(guò)燒引起的晶界裂紋，在晶界處只能找到氧化物。應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂是在酸洗后出現(xiàn)，裂紋擴(kuò)展呈樹(shù)枝狀形態(tài)。二、塑性成形件中的裂紋

防止產(chǎn)生裂紋的原則措施從下列因素來(lái)考慮：

1）增加靜水壓力。

2）選擇和控制合適的變形溫度和變形速度。

3）采用中間退火，以便消除變形過(guò)程中產(chǎn)生的硬化、變形不均勻、殘余應(yīng)力等。

4）提高原材料的質(zhì)量。模塊三

塑性成形件中的晶粒度一、晶粒度的概念

晶粒度是表示金屬材料晶粒大小的程度，它是由單位面積內(nèi)所包含晶粒個(gè)數(shù)來(lái)衡量，也可用晶粒平均直徑大?。ㄒ詍m或?yàn)閱挝唬﹣?lái)表示。晶粒度級(jí)別越高，說(shuō)明單位面積內(nèi)包含晶粒個(gè)數(shù)越多，亦即晶粒越細(xì)。1~4級(jí)為粗晶粒5~8級(jí)為細(xì)晶粒。有時(shí)遇到晶粒過(guò)大或過(guò)細(xì)而超出八級(jí)規(guī)定范圍時(shí)，則可適當(dāng)往兩端延伸，如粗晶0級(jí)、-1級(jí)、……，細(xì)晶9級(jí)、10級(jí)、11級(jí)等。二、晶粒大小對(duì)力學(xué)性能的影響

一般情況下，晶粒細(xì)化可以提高金屬材料的屈服強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度（c）、塑性和沖擊韌度，降低鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度。因?yàn)榫ЯＴ郊?xì)，不同取向的晶粒越多，變形能較均勻地分散到各個(gè)晶粒，即可提高變形的均勻性，同時(shí)，晶界總長(zhǎng)度越長(zhǎng)，位錯(cuò)移動(dòng)時(shí)阻力越大，所以能提高強(qiáng)度、塑性和韌性。三、影響晶粒大小的主要因素1．加熱溫度

晶粒隨著溫度升高而長(zhǎng)大。

晶粒長(zhǎng)大是一種自發(fā)的變化趨勢(shì)，即細(xì)晶粒有自發(fā)變?yōu)榇志Я５内呄?。晶粒長(zhǎng)大主要通過(guò)晶界遷移的方式進(jìn)行的，即大晶粒并吞小晶粒。要實(shí)現(xiàn)這種變化過(guò)程，需要原子有強(qiáng)大的擴(kuò)散能力，以完成晶粒長(zhǎng)大時(shí)晶界的遷移運(yùn)動(dòng)。三、影響晶粒大小的主要因素

2.變形程度

金屬材料經(jīng)塑性變形后，其內(nèi)部的晶粒受到不同程度的變形和破碎，隨著變形程度的增加，晶粒的變形和破碎程度也越嚴(yán)重，最后完全見(jiàn)不到完整的晶粒而成為纖維狀組織。圖5-17再結(jié)晶后的晶粒大小與變形程度之間的關(guān)系三、影響晶粒大小的主要因素

3.機(jī)械阻礙物

機(jī)械阻礙物在鋼中可以是氧化物（如Al2O3等）、氮化物（如AlN、TiN等）、碳化物（如VC、TiC等）；在鋁合金中可以是Mn、Ti、Fe等元素及其化合物。

機(jī)械阻礙物一旦溶入晶內(nèi)時(shí)，晶界上就不存在機(jī)械阻礙作用了，晶粒便可立即長(zhǎng)大到與其所處溫度對(duì)應(yīng)的尺寸大小。四、細(xì)化晶粒的主要途徑

（1）在原材料冶煉時(shí)加入一些合金元素（如鉭、鈮、鋯、鉬、鎢、釩、鈦等）及最終采用鋁、鈦等作脫氧劑。

（2）采用適當(dāng)?shù)淖冃纬潭群妥冃螠囟?/p>

（3）采用鍛后正火（或退火）等相變重結(jié)晶的方法

必要時(shí)利用奧氏體再結(jié)晶規(guī)律進(jìn)行高溫正火來(lái)細(xì)化晶粒。模塊四

塑性成形件中的折疊和失穩(wěn)一、塑性成形中的折疊折疊是在金屬變形流動(dòng)過(guò)程中已氧化過(guò)的表面金屬匯合在一起而形成的。鍛件中的折疊一般具有下列特征：1）折疊與其周圍金屬流線方向一致

如圖5-20所示。2）折疊尾端一般呈小圓角或枝叉形（雞爪形）。3）折疊兩側(cè)有較重的脫碳、氧化現(xiàn)象。一、塑性成形中的折疊1.由兩股（或多股）金屬對(duì)流匯合而形成的折疊（1）模鍛過(guò)程中由于某處金屬充填較慢，而在相鄰部分均已基本充滿時(shí)，此處仍缺少大量金屬，形成空腔，于是相鄰部分的金屬便往此處匯流而形成折疊。（2）彎軸和帶枝叉的鍛件，模鍛時(shí)常易由兩股流動(dòng)金屬匯合形成折疊。（3）由于變形不均勻，兩股（或多股）金屬對(duì)流匯合而成折疊。一、塑性成形中的折疊2.由一股金屬的急速大量流動(dòng)將鄰近部分的表層金屬帶著流動(dòng)，兩者匯合而形成的折疊

這種類型的折疊常產(chǎn)生于工字形斷面的鍛件、某些環(huán)形鍛件和齒輪鍛件。

為防止產(chǎn)生折疊，可采取如下措施：1）使中間部分金屬在終鍛時(shí)的變形量小一些，即使由中間部分排出的金屬量盡量少一些；2）創(chuàng)造條件，使終鍛時(shí)由中間部分排出的金屬量盡可能向上、下模腔中流動(dòng)，繼續(xù)充填模腔。

環(huán)形鍛件和齒輪鍛件折疊形成的原因和防止措施與工字形鍛件類似。一、塑性成形中的折疊3.由于變形金屬發(fā)生彎曲、回流而形成的折疊一、塑性成形中的折疊4.部分金屬局部變形，被壓入另一部分金屬內(nèi)而形成的折疊

例如拔長(zhǎng)時(shí)，當(dāng)送進(jìn)量很小，壓下量很大時(shí)，上、下兩端金屬局部變形并形成折疊（圖5-34）。避免產(chǎn)生這種折疊的措施是增大送進(jìn)量，使每次送進(jìn)量與單邊壓縮量之比大于1~1.5，即

。二、塑性加工中的失穩(wěn)

在塑性加工中，當(dāng)材料所受載荷達(dá)到某一臨界值后，即使載荷下降，塑性變形還會(huì)繼續(xù)，這種現(xiàn)象稱為塑性失穩(wěn)，它使得塑性加工過(guò)程不穩(wěn)定。

失穩(wěn)有壓縮失穩(wěn)和拉伸失穩(wěn)兩種。

壓縮失穩(wěn)的主要影響因素是剛度參數(shù)，在塑性成形中主要表現(xiàn)為坯料的彎曲和起皺，在彈性或塑性變形范圍內(nèi)都可能產(chǎn)生。而拉伸失穩(wěn)的主要影響因素是強(qiáng)度參數(shù)，它主要表現(xiàn)為明顯的非均勻伸長(zhǎng)變形，在坯料上產(chǎn)生局部變薄或變細(xì)現(xiàn)象，其進(jìn)一步發(fā)展是坯料的拉斷或破裂，它只產(chǎn)生于塑性變形范圍內(nèi)。因此，壓縮失穩(wěn)和拉伸失穩(wěn)是具有不同本質(zhì)的兩種現(xiàn)象。二、塑性加工中的失穩(wěn)第六篇

金屬塑性成形基本工序的力學(xué)分析目錄模塊一

主應(yīng)力法的基本原理模塊二

鐓粗變形力學(xué)分析模塊三

開(kāi)式模鍛變形特點(diǎn)及變形力計(jì)算模塊四

板料彎曲工序力學(xué)分析模塊一

主應(yīng)力法的基本原理一、變形問(wèn)題的簡(jiǎn)化把問(wèn)題簡(jiǎn)化成平面問(wèn)題或軸對(duì)稱問(wèn)題。

例如，根據(jù)連桿模鍛時(shí)的金屬流動(dòng)模型，可將鍛件的左、右半圓視為軸對(duì)稱變形部分，而中間部分視為平面變形部分。二、切取基元體

根據(jù)金屬的流動(dòng)趨向和所選取的坐標(biāo)系，沿變形體整個(gè)截面切取一個(gè)包含接觸面的基元體，或沿變形體部分截面切取含有邊界條件已知的表面在內(nèi)的基元體。

切面上的正應(yīng)力假定為主應(yīng)力，且均勻分布(即與一坐標(biāo)軸無(wú)關(guān))。三、確定摩擦條件

假定工具與金屬接觸面上的邊界條件為：正應(yīng)力與主應(yīng)力，切應(yīng)力（摩擦力）服從庫(kù)倫摩擦條件

，或常摩擦條件

。四、簡(jiǎn)化求解

忽略各坐標(biāo)平面上的切應(yīng)力和摩擦切應(yīng)力對(duì)塑性屈服條件的影響，列出基元體的塑性條件，然后與簡(jiǎn)化的平衡微分方程聯(lián)立求解，利用邊界條件確定積分常數(shù)，得出接觸面上的應(yīng)力分布，進(jìn)而求得變形力。模塊二

鐓粗變形力學(xué)分析在外力作用下，使坯料高度減小、橫截面增大的塑性成形工序稱為鐓粗。圓柱體鐓粗通常是在無(wú)摩擦的兩個(gè)平行砧板間對(duì)坯料進(jìn)行壓縮。在鐓粗過(guò)程中，變形體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)遵循最小阻力定律，即質(zhì)點(diǎn)向阻力最小的方向移動(dòng)。但是在實(shí)際鐓粗中，接觸面上不可避免地存在摩擦，這就導(dǎo)致了鐓粗時(shí)的不均勻變形。一、鐓粗變形特點(diǎn)圖6-4平砧鐓粗當(dāng)圓柱體的高徑比H/D=0.8~2.0時(shí)，鐓粗后呈現(xiàn)鼓形，即兩端直徑小、中間直徑大圖6-5坯料子午面網(wǎng)格變化及各區(qū)域應(yīng)力情況區(qū)域I是和工具的上下砧面接觸的區(qū)域，其變形程度最小，稱為難變形區(qū)。區(qū)域Il處于上下兩個(gè)難變形區(qū)域I之間，其變形程度最大，稱為大變形區(qū)。區(qū)域Ⅲ是外側(cè)的鼓形區(qū)部分，其變形程度居中，稱為小變形區(qū)。變形不均勻產(chǎn)生的主要原因是由于工具與坯料端面之間具有摩擦力。一、鐓粗變形特點(diǎn)圖6-6較高坯料鐓粗時(shí)形成雙鼓形圖6-7高徑比小坯料鐓粗時(shí)的難變形區(qū)當(dāng)圓柱體的高徑比H/D>2時(shí)，鐓粗后上部和下部變形大，中間變形小，形成雙鼓形(圖6-6)。原因：這是因?yàn)榕c平砧接觸的上下端金屬受摩擦力影響形成了錐形的難變形區(qū)，外力通過(guò)它作用到坯料的其他部分，因此上下端面金屬較坯料中部易于滿足塑性條件，優(yōu)先進(jìn)行塑性變形，導(dǎo)致了雙鼓形的形成。尤其在錘上鐓粗時(shí)，如果錘擊力不大，能量首先被上下部分金屬塑性變形所吸收，更容易產(chǎn)生雙鼓形。隨著鐓粗繼續(xù)，當(dāng)高徑比接近1時(shí)，雙鼓形逐漸變成單鼓形。如果坯料更高(H/D>3)，鐓粗時(shí)容易失穩(wěn)而彎曲，如不及時(shí)校正而繼續(xù)鐓粗，將會(huì)產(chǎn)生折疊現(xiàn)象。鐓粗是個(gè)非穩(wěn)定的塑性流動(dòng)過(guò)程。一、鐓粗變形特點(diǎn)

圖6-8圓柱體鐓粗時(shí)的基元體上應(yīng)力分量二、圓柱體鐓粗變形力計(jì)算

二、圓柱體鐓粗變形力計(jì)算

二、圓柱體鐓粗變形力計(jì)算

二、圓柱體鐓粗變形力計(jì)算

變形力為因此該鍛件可在1500t液壓機(jī)上鐓粗。二、圓柱體鐓粗變形力計(jì)算模塊三

開(kāi)式模鍛變形特點(diǎn)及變形力計(jì)算在外力作用下，使坯料高度減小、橫截面增大的塑性成形工序稱為鐓粗。圖6-13模鍛過(guò)程示意圖鐓粗階段：坯料處于下模型腔，圖6-13b中位置1表示上模開(kāi)始與坯料接觸的瞬間，上模對(duì)坯料進(jìn)行壓縮，使其高度減小、直徑增大。充滿型腔階段：金屬被擠入型腔后，部分金屬在壓力作用下沿分模面流人飛邊槽，如圖6-13b中的位置2所示。由于飛邊處的金屬薄、冷卻快，致使型腔周圍一圈的流動(dòng)阻力大，迫使金屬在型腔內(nèi)流向尚未充填的部位，直至完全充滿，但此時(shí)鍛件高度仍然高于最終要求的成形高度。上下模閉合階段：又稱鍛足或打靠。這時(shí)金屬的塑性變形區(qū)只限于分型面上的較小部位，其他部位處于彈性狀態(tài)，呈透鏡狀。在這一階段中，變形金屬在分型面上的投影面積最大，飛邊厚度最薄，多余金屬由橋口流出時(shí)的阻力很大，使得變形抗力急劇增大，因此該階段所需的變形力最大，是計(jì)算模鍛力的基礎(chǔ)。一、開(kāi)式模鍛變形特點(diǎn)1.圓盤(pán)類鍛件開(kāi)式模鍛變形力的計(jì)算圖6-14模鍛時(shí)基元體力學(xué)分析可以簡(jiǎn)化為軸對(duì)稱問(wèn)題（1）飛