锻造是金属材料加工的方法之一，在现代制造业中占有极其重要的位置。锻造通常分为自由锻和模锻，自由锻一般是在锻锤或水压机上，利用简单的工具将金属或块料锻成所需形状和尺寸的加工方法。自由锻时不使用专用模具，所以锻件的尺寸精度低，生产效率也不高。镦粗则是自由锻的一种，镦粗是指在外力作用下，是胚料高度减小、横截面增大的塑性成形工序。

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，分析后可以看出胚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，外力通过它作用到胚料的其他部分，因此上下端面金属较胚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，所以我们需要找到一个更加方便而有效的方法或者模具来解决高径比H/D>3的长轴类零件的镦粗。

由于生产和制造的需求，大高径比镦粗变形一直以来都是国内外非常关注的问题，国人学者梁秀春曾介绍了一种大高径比镦粗的方法。“坯料在局部镦粗时的金属流动特征与平砧镦粗相似。为了避免镦粗时产生纵向弯曲，坯料的变形部分的高径比也应小于2.5-3，因此在用局部镦粗法锻造头部带有较大法兰的轴杆锻件即当头部法兰较大而杆部较细时，如果坯料的尺寸还按杆部的直径选用则变形部分的高径比过大以前当高径比超过了2.5-3时，我们一般所采用的解决办法是选用直径大于杆部直径的坯料。在锻造时，先拨长杆部到所需的尺寸，然后再局部镦粗头部，这样一来，锻件的加工过程就不仅需要局部镦粗，还需要局拨长，加工过程较为复杂，材料消耗也较大，而如果以通过调整镦粗加工的工艺方法局部镦粗大高径比的头部，就可以按杆部直径确定坯料的直径，省去杆部局部拨长的这道工序，在汽车后桥半轴的加工中，我设计了一套镦粗模具。将这套模具安装在压力机上就可以镦粗大高径比的锻件。”其工作原理如下：当上下模分离模具处于打开的状态时，将毛坯放入下模中，当上模板在与其联接在一起的压力机滑块的带动下，向下运动时，压头和上模随之下行，当上模落入下模内后，上模停止运动，压力机滑块继续向下运动时，上模板带动压头继续向下运动，压头将坯料压下使其沿上模的内孔向下流动，逐渐镦粗变形成所需要的形状，由于有上模孔壁的支撑作用，坯料在变形过程中不会产生失稳现象，可以顺利地实现镦粗变形。当变形完成后，上模板随压力机的滑块上行，首先带动压头向上运动，当上行到一定的位置后，连接板在拉杆的带动下随上模板一起运动，与连接板固定在一起的上模也随之一起向上运动，并打开模具上下模分离，这时可取出工件。该模具结构简单，工作可靠，在半轴的锻造加工中，采用这套模具进行头部的局部镦粗，不仅简化了加工工序，同时也节省了材料消耗和人力消耗。

（1）大高径比镦粗挤压防失稳方案的确定；

（2）大高径比镦粗挤压防失稳模具的设计；

（3）大高径比镦粗挤压防失稳模具产品图的模拟及分析；

（4）Pro/E、DEFORM-3D等软件的熟练使用。

（1）根据所给信息用Pro/E画出零件图的三维图，计算毛坯尺寸，然后确定镦粗工艺及防失稳的方案；