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輥鍛機的選擇[ 04-28 08:05 ]

輥鍛機規(guī)格是根據(jù)鍛模公稱直徑選取的。鍛模公稱直徑是指鍛模分模面處的公稱回轉直徑，其值等于兩鍛輥的公稱中心距。選擇鍛模公稱直徑的方法可根據(jù)選用的坯料直徑d0做概略的計算。因為do = 65mm，由式(3-6)計算得，鍛模公稱直徑的取值范圍是390-520mm。選用型號是D42-400的雙支撐輥鍛機其鍛模公稱直徑為400mm，在取值范圍內(nèi)。

輥鍛過程中金屬流動分析[ 04-27 09:02 ]

圖4-4為坯料在輥鍛過程中的速度場分布情況。從金屬的流動來看，坯料在高度方向經(jīng)輥鍛模具壓縮后，金屬沿著軸向方向、寬度方向都會流動，但是旋轉的輥鍛模具會使金屬在沿軸向方向上具有很大的速度，再加上沿寬度方向上型槽的阻礙，這樣使得只有一小部分金屬橫向流動，大部分被壓縮的金屬沿著坯料的長度方向流動。從金屬流速的大小來看，夾持的料頭端金屬流動速度大于鍛輥的線速度，變形區(qū)的金屬流動速度要小于鍛輥的線速度，并且在變形區(qū)內(nèi)，從軸向方向看越靠近模具的金屬流動速度越大。而在高度方向上，由于接觸摩擦力的影響，貼合模具的上下斷面金屬流動速

輥鍛道次的確定及型槽系的選擇[ 04-27 08:05 ]

根據(jù)計算毛坯圖得到連桿桿部最小截面面積Fmin= 600.3 mm2，原始毛坯截面面積Fo=π（d0/2）2= 3316.6 mm2。由公式(3-4)計算得輥鍛制坯過程中的總延伸系數(shù):計算可得連桿的輥鍛制坯道次為3.98，取整為4。    適用于圓形坯料的常用輥鍛型槽系組合中，“橢圓一方形”型槽允許的延伸系數(shù)較大，變形后金屬組織性能均勻，輥鍛時坯料在型槽中的穩(wěn)定性較好;“橢圓一圓形”型槽允許的延伸系數(shù)較小，沿型槽寬度上變形分布很不

連桿成形工藝有限元模型的驗證[ 04-26 16:06 ]

采用原有的} 65 X 157mm毛坯進行模擬，其結果如圖4-3所示?？梢钥闯瞿M所得的各工步的坯料與實際生產(chǎn)中的對應工步的坯料在外形形狀上基本一致，用此坯料進行預鍛和終鍛，預鍛件、終鍛件周圍飛邊的大小和形狀與實際的預鍛件、終鍛件一致。由此可知通過有限元模擬能夠較準確的預測金屬的宏觀流動情況，從而驗證了有限元模型的正確性。另一方面，從圖4-3 C c)看出，終鍛件周圍飛邊較大，材料利用率低，而重新設計的輥鍛工藝減小了下料尺寸，對提高材料利用率有利。

長軸鍛壓原始毛坯尺寸的設計[ 04-26 10:42 ]

依據(jù)計算毛坯最大截面尺寸，可選取原始毛坯直徑為Φ64.7 mm錯誤!未找到引用源。，按照標準鋼材型號選擇Φ65 mm圓鋼坯，并由式(3-3 )計算原始毛坯長度:式中，錯誤!未找到引用源。Vo一一原始毛坯體積，由鍛件截面圖計算得:最終確定原始毛坯尺寸為:Φ65 X 142mm，此時的材料利用率為77.6%。

計算毛坯圖的繪制[ 04-23 10:05 ]

    根據(jù)鍛件圖繪出計算毛坯截面圖和計算毛坯直徑圖。計算毛坯的形狀說明了沿鍛件長度上金屬的分配情況，模鍛前合理的毛坯形狀，應該是接近于計算毛坯的形狀，因此輥鍛毛坯的設計也同樣該以計算毛坯的尺寸和形狀為基礎。    (1)毛坯的各截面面積與計算截面圖按公式(3-1)計算：    在連桿終鍛成形中飛邊的形式如圖3-2 (a)所示。由于連桿桿部與頭部的面積變化很大，為容納多余金屬，局部采用雙倉形式的飛邊槽，如圖3-2 (b)所示。依據(jù)終鍛時采用的摩擦壓力機噸位

連桿工藝分析[ 04-23 09:05 ]

如圖3-1所示為某型號汽車柴油機連桿，該連桿鍛件質量約2.8kg，材料是40Cr，為帶工字形截面的長軸類復雜形零件。原采用坯料規(guī)格為必65 X 157mm,材料利用率69%，生產(chǎn)工藝流程為:下料一中頻加熱一四道次輥鍛制坯一預鍛(630T摩擦壓力機)一終鍛(1000T摩擦壓力機)一熱切邊一熱校正。

熱變形過程中微觀組織演變機理[ 04-23 08:05 ]

金屬的熱變形是指發(fā)生在再結晶溫度以上的塑性變形。金屬發(fā)生塑性變形后，吸收了部分變形功，內(nèi)能增高，結構缺陷增多，處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，當條件滿足時，就有自發(fā)恢復到原始低內(nèi)能狀態(tài)的趨勢。當溫度升高到一定程度，原子獲得足夠擴散能力時，就將發(fā)生組織、結構以及性能的變化。隨著溫度升高，金屬內(nèi)部依次發(fā)生回復與再結晶過程。熱塑性變形時，回復、再結晶與加工硬化同時發(fā)生，加工硬化不斷被回復、再結晶消除，使金屬材料始終保持高塑性、低變形抗力的軟化狀態(tài)。因此，回復和再結晶是金屬熱變形過程中的軟化機制。一般認為在應力作用下的回復、再結晶稱為動

數(shù)值模擬技術在鍛造中的應用[ 04-22 09:05 ]

隨著有限元理論的廣泛應用和計算機技術的快速發(fā)展，運用有限元法數(shù)值模擬對鍛壓成形進行分析，在盡可能少或無需物理實驗的情況下，得到成形中的金屬流動規(guī)律、應力場、應變場等信息，并據(jù)此設計成形工藝和模具，成為提高金屬成形效率和生產(chǎn)率的行之有效的手段。由于鍛造成形的制件大多屬于三維非穩(wěn)態(tài)塑性成形過程，在成形過程中，既存在材料非線性和幾何非線性，同時還存在邊界條件非線性，接觸邊界和摩擦邊界也難于描述，因此變形機制十分復雜。應用剛粘塑性有限元法進行三維有限元法數(shù)值模擬分析是目前公認的解決此類問題的最好方法之一。S.Kobayas

汽車長軸類復雜零件鍛造生產(chǎn)現(xiàn)狀[ 04-22 08:05 ]

汽車鍛件的需求與日俱增，使典型長軸類復雜零件——連桿、前軸、曲軸等的鍛造工藝方式也發(fā)生了改變。 在制坯方式上，常用的方法有空氣錘制坯、輥鍛制坯、楔橫軋制坯。采用空氣錘制坯存在著加熱火次多、廢品率高、生產(chǎn)效率低、勞動強度大等缺點。因此，該工藝適合多品種小批量生產(chǎn)。采用楔橫軋制坯和輥鍛制坯都具有生產(chǎn)效率高、分料均勻、材料利用率高、適應大批量生產(chǎn)、自動化程度高等優(yōu)點。但是采用楔橫軋工藝制坯時，旋轉的圓棒料在軸對稱方向受一對橫向擠壓力，經(jīng)常會在心部產(chǎn)生疏松和孔腔，這種問題導致了楔橫軋制坯技

不同扭轉角度的壓力測定[ 04-21 09:05 ]

在扭轉鐓粗裝置的推桿處選擇不同的銷釘孔，壓力傳感器可以測量得到 0°（即平砧鐓粗）、10°、20°、30°四個角度的電壓時間曲線，然后選取四十個點根據(jù)公式 6-1計算得出相應的應力值，再繪制出壓力行程圖，如圖 6.7 所示。雖然扭轉鐓粗由于剪切應力的存在，可以減小鍛件的變形力，但是由于本套裝置下壓力與扭轉力是由同一壓力機輸出，因此就要計算其合力。由圖 6.7 可以看出，當扭轉角度為 30°的時候，下壓力和扭轉推力的合力基本與平砧鐓粗所需的下壓力相等，而當扭轉角度為 10&de

壓力傳感器標定[ 04-21 08:05 ]

首先在壓力傳感器貼好應變片后，選擇全橋連接線路。由于實驗材料選擇為鉛，質地較軟，所以壓力值標定到 30T 即可，在 100T 的油壓機上進行壓力傳感器的標定。而后把所測得數(shù)據(jù)在 origin 軟件上進行描點，并擬合出壓力傳感器特性曲線，如圖 6.6，應力與電壓的線性關系近似為一條直線。通過計算得出應力與電壓的計算公式為：

長軸零件的一些現(xiàn)狀[ 04-21 08:05 ]

近年來，汽車行業(yè)獲得快速發(fā)展，全世界近五年產(chǎn)量每年平均增長 200 萬輛，我國汽車產(chǎn)量連續(xù)五年平均每年增長約 100 萬輛。汽車工業(yè)的快速發(fā)展，使得對汽車零件的需求量大大增加。而采用鍛造工藝生產(chǎn)零件具有消除金屬在冶煉過程中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷、優(yōu)化微觀組織結構、保存了完整的金屬流線、鍛件的機械性能較好等優(yōu)點。所以，每輛汽車上有數(shù)百種鍛件，分布在汽車的各個部位，大多數(shù)為受力零件和保安零件。汽車鍛件的特點是批量大、品種多、形狀復雜、質量要求高，然而長期以來，我國鍛造行業(yè)處于一種粗放狀態(tài)：能源和材料消耗高、生產(chǎn)效率低、環(huán)

扭轉鐓粗鼓形對比實驗[ 04-20 10:05 ]

傳統(tǒng)平砧鐓粗與扭轉鐓粗壓下量均為 40%，扭轉鐓粗的扭轉角度為 30°。實驗后，我們可以從圖 6.5 看出，鉛錠扭轉鐓粗的鼓形明顯小于傳統(tǒng)平砧鐓粗，形狀更為規(guī)則，沒有較大尺寸的凸起。從表 6-1 我們可以看出，相比較傳統(tǒng)平砧鐓粗，扭轉鐓粗后鉛錠的上、中、下各位置最大直徑與最小直徑的差值較小，而且上、中、下各位置間的差值也較小，這就說明扭轉鐓粗后的鉛錠圓柱度更好一些，形狀更加均勻。

扭轉鐓粗孔洞閉合對比實驗[ 04-20 09:05 ]

為了驗證孔洞閉合，需人為在鉛錠上進行打孔。如圖 6.2，孔直徑為 6mm，由于本實驗的壓下量為 40mm，考慮到體積變形，所以孔深取值 50mm，共打 9 個孔洞，孔洞間距如圖 6.3 所示。平砧鐓粗與扭轉鐓粗壓下量相同，而扭轉鐓粗的扭轉角度為 30°，鍛后對比如圖6.4。我們可以看到，傳統(tǒng)平砧鐓粗后，雖然心部的孔洞都有所閉合，但是在上部仍有孔洞無法完全閉合。這是因為在傳統(tǒng)平砧鐓粗工藝時，存在很大的難變形區(qū)域，那么在這個區(qū)域的一些孔洞就較難閉合。而從扭轉鐓粗后的鉛錠來看，孔洞全部閉合。這是因為相對于傳統(tǒng)平砧

扭轉鐓粗的桿件的設計[ 04-20 08:05 ]

如圖 5.1 中，該扭轉鐓粗裝置共有 3 處的桿件較為特殊，分別是連桿 13、推桿 16和連桿 17。 連桿 13 主要是將壓力機傳來的豎直壓力傳遞給下面的推力機構，轉化成水平推力。如圖 5.3，連桿下端為一 U 型槽，其主要用途是：一跟連桿 14 依靠銷釘連接在一起的時候起到導向作用；二在扭轉鐓粗結束后，壓力機在提升時，防止提升過高從而拽脫連桿。如圖 5.4，推桿 16 上打有多個銷釘孔，其主要作用是為了能夠在扭轉鐓粗的時候，調(diào)節(jié)扭轉的角度，根據(jù)公式 5-4 可以算出連接不同的銷釘孔所扭轉的角度α的大小

推力軸承的選取[ 04-19 10:05 ]

由于扭轉鐓粗工藝在扭轉臺扭轉的同時會有很大的軸向下壓載荷，所以如果光靠一個普通深溝球軸承是無法承受過大的軸向載荷。因此還需要添加一個推力軸承，推力軸承又稱作止推軸承，其主要承受軸向力。常見的推力軸承有：推力球軸承、推力圓柱滾子軸承、推力圓錐滾子軸承、推力調(diào)心滾子軸承等。其中推力圓柱滾子軸承所能承受的軸向載荷最大。本文設計的扭轉鐓粗裝置所選取的推力軸承為 81124 型推力圓柱滾子軸承，其主要參數(shù)如表 5-2 所示。扭轉鐓粗時，扭轉臺不僅需要扭轉的推力更主要受到了軸向的下壓載荷，這就需要對推力軸承的載荷進行校對。本文

普通深溝球軸承的選取[ 04-19 09:05 ]

深溝球軸承是滾動軸承中最為常用的一種類型，用途很廣泛，成本低且耐用。深溝球軸承主要是承受徑向的載荷，其摩擦系數(shù)非常小，能為扭轉臺提供平穩(wěn)的扭矩。本文設計的扭轉鐓粗裝置所選取的普通深溝球軸承代號為 6405 型，其主要參數(shù)如表5-1 所示。

扭轉鐓粗裝置設計[ 04-19 08:05 ]

扭轉鐓粗工藝需要在下壓的同時提供扭轉力，為了能在同一臺壓力機上完成這項工藝，本文設計了一套扭轉鐓粗裝置，裝配圖如圖 5.1 所示，三維圖如圖 5.2 所示。從圖 5.1 來分析該裝置的工作原理，上固定板 1 和 11 安裝于壓力機的上橫梁，兩夾板 12與連桿 13 通過銷釘鉸接，連桿 13 與 14 所示的 4 個連桿通過銷釘連接，推桿 9 與連桿14 通過銷釘連接后，讓銷釘穿過導向座 10 的滑槽，使得連桿、推桿組成推力機構，推桿 9 與連桿 17 通過銷釘連接，連桿 17 主要起到在扭轉時改變推力方向的作用，推

正交表的選用及實驗設計[ 04-18 10:05 ]

正交表的選取時正交試驗設計的最為首要的任務。要在已經(jīng)確定因素和水平后，根據(jù)這兩項以及需要交互作用的多少來選擇正確的正交表。其選擇原則是在可以安排下試驗因素以及交互作用的前提下，盡可能選取最小的正交表，從而減少試驗次數(shù)。正交表的表示形式如圖 4.1。其中 L 為正交表的代號，a 為試驗總次數(shù)（即行數(shù)），b 為因素水平數(shù)，c 為因素個數(shù)(（即列數(shù)）。因為本試驗共考慮高徑比、摩擦因子、下壓速度以及扭轉角度 4 個因素，所以選擇 ）（49L3 。即需要共作 9 次試驗，最多可觀察 4 個因素，每個因素均為 3 水平。本試驗