（6）将改进之后的模具再次用DEFORM软件对锻件镦粗成型模拟分析，直到得到合理的结果，说明模具结构和加工工艺满足设计要求。

2。2 镦粗的工艺性分析

2。2。1 锻件的分析

由课题给出的锻件，画出零件的三维造型图及二维说明图，如图2-1、图2-2。该零件由头部为边长30mm、高14mm的长方体，下半部分为直径16mm、长80mm的圆柱体组成。锻件所采用的材料为铜，铜的最低再结晶温度为200-270℃，同时由于其硬度较低，塑性较好，可以采用冷态锻造来加工。冷锻是指在冷态条件下的锻造加工，作为一种少、无切削的制造工艺方法，已经在生产领域中得到了广泛的应用[6]。

图2-1 工件的实体图                       图2-2 工件的二维图

2。2。2 毛坯尺寸的计算与分析

从零件图看出，锻件上半部分是由圆柱镦粗成型的，所使用的毛坯是一根圆柱状的长轴，直径为16mm，已知零件头部是边长为a=30mm，厚度t=14mm的长方体；所求镦粗部分毛坯的直径为d，长度为l；根据体积不变原理，可得：文献综述

 l×π/(d/2)2=t×a2    l×π×82=14×302 l=14×302/(π×82)  L=62。7mm

经计算得，L=62。7mm,考虑到镦粗过程中多少会出现材料的损耗，所以l取63mm。毛坯总长L=63+80=143mm，高径比：H/D=63/14>3，坯料如图2-3、2-4。

   图2-3坯料的实体图                    图2-4 坯料的二维图

根据以上计算结果得出：坯料需要镦粗加工的部分直径为16mm，长度为63mm，高径比大于3，若镦粗过程中不采取任何防失稳措施，必然会有长轴件弯曲等情况的发生。因此，为了使镦粗过程顺利进行，必须采取相应的措施使得高径比小于3，这也是本次模具设计的意义所在。

2。3 镦粗长轴锻件的模具设计方案的确定

根据前面的计算，毛坯需要镦粗的那段其高径比远大于3，要想顺利地镦粗坯料得到所需的锻件，必须设置合理的防失稳结构来保护长轴件。防失稳模具的设计重点就是要通过一定的方法将镦粗部分的高径比控制在3以内，从而避免失稳现象的发生，使镦粗工序顺利进行。在和老师、同学的分析讨论后，得到的方案如下：来自~优尔、论文|网www.youerw.com +QQ752018766-

镦粗挤压相结合[5]。选择轴套作为镦粗防失稳机构的主要部件，并通过使用弹簧将其与上模板连接，轴套下端面与凹模压板上表面接触。为了将镦粗部分的高径比控制在3以内，使得锻件镦粗时不失稳，镦粗开始前就把毛坯上部露出的部分伸入轴套内。同时将冲头也部分伸入轴套，使得冲头与毛坯端面相接触，此时冲头和毛坯伸入轴套的深度之和即为轴套的高度。随着镦粗过程的进行，上模带动冲头向下运动，同时对毛坯上端部分进行镦粗。由于轴套的支撑保护作用，毛坯并不会塑性失稳。冲头继续下行，将毛坯留在轴套和压板中的坯料压入凹模型腔内。此时弹簧处于压缩状态，轴套和凹模压板由于弹簧的压缩受到向下的弹力，对凹模的压力增大，同时在冲头的挤压作用下，坯料在凹模腔内得以镦粗成型[9]。

这个方案是采用镦粗冷挤压的方式完成模具的设计要求的，冷挤压是在冷态下，将坯料放入模具型腔内压力成型。冷挤压成型常见的缺陷有：表面折叠、表面折缝、缩孔、裂纹以及附加应力与残余应力的影响，只有事先了解了以上缺陷的产生原因，才能在设计阶段采取有效的措施确保工件的质量[7]。