2.2.3坯料高径比 8

2.3坯料失稳方案确定 9

第三章 大高径比镦粗防失稳模具结构设计 10

3.1防失稳模具整体草图设计 10

3.2上模座的设计 10

3.3上模垫板的设计 10

3.4上模板的设计 11

3.5冲头的设计 13

3.6套筒的设计 14

3.7套筒固定板的设计 15

3.8凹模的设计 16

3.9凹模套的设计 17

3.10下模座的设计 17

III

3.11顶出机构的设计 18

3.11.1推杆的设计 19

3.11.2推杆固定板的设计 20

3.11.3推板的设计 20

3.12防失稳镦粗模具整体结构 21

第四章 锻压设备的选择 25

4.1压力机的选择 25

4.2压力的计算及液压机的选择 25

4.2.1镦锻力 25

4.2.2挤压力 26

4.3模具钢材的选择 27

第五章 大高径比镦粗过程模拟及分析 28

5.1大高径比镦粗过程模拟 28

5.2镦粗模拟过程与分析 28

5.2.1镦粗模拟的过程 28

5.2.2镦粗模拟的结果与分析 30

5.3镦粗仿真模拟结论 36

结 语 37

致 谢 38

参考文献 39

附 录

第一章绪论

1.1锻造简述

锻造是使用锻造机对金属坯料施加压力以产生塑性变形，以获得具有一定机械性能，一定形状和尺寸锻件（锻造和冲压）的加工方法。通过锻造可以消除金属在冶炼过程中造成的铸件松动等缺陷，优化了微观结构，并且由于保存了完整的金属流线，锻造机械性能一般都优于同一铸件。相关机械在高负荷下，工作条件重要的部件，除了可用的轧制板，型材或焊接件的形状，多用锻件[1]。

1.2模锻的分类及镦

模锻是指在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的锻造方法。此方法生产的锻件尺寸精确，加工余量较小，结构也比较简单，生产率高。根据设备的不同，模锻可分为锤上模锻、曲柄压力机模锻、平锻机模锻、摩擦压力机模锻等。锤上模锻所用的设备为模锻锤，即在模锻锤的作用下对毛坯进行很大压力的冲击，从而使得毛坯在压力作用下产生塑性变形，使得毛坯进入型腔中，以便于得到所需要的零件或制品[2]。

镦粗是模锻中不可或缺的重要组成部分，在生产和实际中起着很重要的作用，镦粗是指用压力使坯料高度减小而直径（或横向尺寸）增大的工序。当圆柱体的高径比H/D=0.8-2.0时，镦粗后呈现鼓状，即两端直径小、中间直径大，分析后可以看出坯料内部的变形是不均匀的。当圆柱体的高径比H/D=2.0-3.0时，镦粗后上部和下部变形大，中间变形小，形成双鼓形，这是因为与平砧接触的上下端金属受摩擦力的影响新形成了锥形的难变形区，外力通过它作用到坯料的其他部分，因此上下端面金属较坯料中部易于满足塑形条件，优先进行塑性变形导致双鼓的形成。随着镦粗继续，当高径比接近1时，双鼓逐渐形成单鼓。当高径比H/D>3时，镦粗时容易失稳而弯曲，如不及时校正而继续镦粗，将会产生折叠现象，所以国类外在大高径比镦粗上都有很多研究[3]。