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1。3。1 锻造成型过程

锻造过程中，金属流动过程大致分为四个阶段：

第一阶段 镦粗变形过程，如图1-1所示。坯料在压力作用下，发生镦粗变形或局部压入变形，高度方向减小，径向方向尺寸逐渐增大，当上模下降到ΔH1时，即在金属与模腔内壁接触之前，镦粗所需的变形力较小。

第二阶段 飞边形成过程，如图1-1所示。第一阶段结束之后，型腔内金属流动会受到模腔内壁的阻碍，金属向着高度方向流动的同时，开始横向流动流入飞边槽。当上模下降到ΔH2时，将产生少许的飞边，此时所需变形力开始显著增大。

第三阶段 型腔充满过程，如图1-1所示。在飞边的阻碍作用，型腔内部变形金属会处于强烈的三向压应力状态。在上模下降到ΔH3的过程中，金属在在飞边槽内流动的同时，逐渐充满型腔内部。在这一阶段中，飞边在上下模的作用下厚度减小，宽度增大，温度下降，变形抗力明显上升，造成径向阻力增大，促使整个型腔得以充满。

第四阶段 打靠或锻足阶段，如图1-1所示。在这一阶段中，飞边温度下降，阻力增大，多余的金属排入到飞边槽，使上下模打靠，所需的打击力最大，压下量ΔH4应小于2mm，消耗的打击能量为整个锻件成形全过程所消耗能量总和的30%～50%。论文网

图1-1 锻造成形过程

1。3。2 锻造过程的应力应变分析

锻造过程分四个阶段：镦粗阶段、飞边形成阶段、型腔充满阶段和打靠锻足阶段。

镦粗阶段属于局部加载，整体受力，整体变形。为使问题简化，假设模孔无斜度如图1-2，变形金属分为A、B两区。A区为直接受力区，B区的受力主要是由A区的变踮1 起的。A区的受力情况犹如环形件镦粗，故又可分为内外两区，即A内和A外，其间有一个流动分界面。由于B区金属的存在使A内区金属向内流动的阻力增大，与单纯的环形镦粗相比 流动分界面的位置要内移。B区内金属的变形犹如圆形砧内拔长。各区的应力应变如图1-3所示。

图1-2 墩粗阶段受力情况

图1-3 镦粗时各变形区的应力应变图

第二和第三阶段中，金属也有两个流动方向，金属一方面充填型腔，一方面由飞边桥部 流出形成飞边，并逐渐减薄。由于模壁阻力，特别是飞边桥部的阻力作用，迫使金属充满型腔。这一阶段金属向两个方向流动的阻力都很大，处于明显的三向压应力状态，变形抗力迅速增大。这一阶段凹圆角充满后变形金属可分为五个区如1-4所示。

图1-4 型腔充满阶段应力状态图

A区内金属的变形件犹如一般环形件镦粗，A外为外区，A内为内区。B区内金属的变形犹如在圆型砧内摔圆。C区为弹性变形区，D区内金属的变形犹如外径受限制的环形件镦粗。A外、A内和B区的应力应变简图和金属流动方向如图1-5所示。       

图1-5  模锻时各变形区应力应变图

第四阶段主要是将多余金属挤入飞边仓部。此时金属变形仅发生在分模面附近的区域见下图，其他部位则处于弹性变形状态。变形区的应力应变状态如图1-6所示。 

图1-6 第四阶段应力应变图

此阶段由于飞边厚度进一步减薄，温度降低，多余金属由飞边桥部流出的阻力急剧增大。模锻变形力也急剧增大，因此第二、三阶段是锻件成形的关键阶段，从减小模锻所需的能量来看，希望第四阶段尽可能短些。变形力应按第三阶段计算[8]。

1。3。3 切边模凸、凹模间隙

凸模与凹模间隙取决于锻件垂至于分模面平面上的形状和尺寸。间隙对切边的质量和精度、模具磨损和寿命、切边力和功的大小都有很大的影响。凸凹模之间的间隙过大，将导致被切飞边的弯曲甚至拉断，还不便于调整冲头与锻件接触面相啮合，即不易对准中心，尤其是轴类锻件，中心对不准，形成偏心切边，使锻件切边时产生转动，影响切边质量。因此，要求切边冲头不论是否起剪切作用，切边凹模与冲头之间的单边间隙不应大于1。5mm。间隙过小，易啃坏模具，凹模刃口会加快磨损，飞边也不易从冲头上去除。热切边时，一般单边间隙不小于0。8mm，冷切边时，一般单边间隙不小于0。5mm；否则，必须增加导柱导套导向并设置脱飞边器[9]。 (责任编辑：qin)