变形力和变形功的计算

olive_fy

哪位有锻造过程中锻件的变形力和变形功的计算教材和方法？请不吝赐教！
通过计算锻件最终变形力和变形功，并和压机的力能曲线作比较，来选定合适的能级和打击次数，以使设备得到最好的使用。

guoqiang

我还以为是焊接方面的呢
嘿嘿
原来是锻造的啊

lyforge

目前，各种锻压手册中介绍的计算公式和实际的变形力相差比较大，个人感觉做锻造力的模拟分析还是比较接近于实际
的。

olive_fy

（"）力能关系曲线的应用
下面是力能关系曲线的某些应用。
1 s& @. q) p5 R+ k( u"判定锻击状态
/ {+ w& d3 Z- k2 ^锻件成形需要一定的变形力和变形功，并有相应的压力# 变形曲线。典型锻造
/ \. \+ _; X- h! _8 f- W% _+ ~工序的压力# 变形曲线如图$ # % # &。经济合理地使用螺旋压力机是根据具体锻件
选择适当的打击能量，使得锻击后既满足锻件的变形功需要，又达到锻件的终锻力，
充分利用打击能量，使锻击处于最佳状态。某一锻件的成形条件可用终锻力和终锻
功两个参数表示，在变形力# 变形功坐标系中为一点（! "’
% E4 x1 z0 F+ p5 L，#(
）。如果将此点放在螺
/ Y( o3 t7 M8 _6 m' Q旋压力机力能关系曲线的坐标系中，则可比较出机器提供的变形功和变形力是否能
5 P8 \9 @$ U4 c0 R7 l使锻件终锻成形，并可判断所处的锻击状态，参阅图$ # % # ) 和图$ # % # !*。从图中
可以看出，有三种锻击状态：
+ B% |" E' D- Q" e$ k% X图$ # % # & 典型锻造工序的压力# 变形曲线
' U- P& T+ q. i!）点（! "’
! T3 ?! o- d3 ]/ I，#(
+ Z- c' r6 h6 k0 o$ [8 G; ~）落在力能关系曲线上方，如图$ # % # !* 中的点+ 和!（并参阅图$
8 {, Y. E% X0 [- v9 Y+ o0 {0 N# % # ),），表示机器的有效能量不足，一次锻击不能完成终锻，需要多次打击。这种
状态称为欠锻状态。
$）点（! "’
' p: G" `6 T+ M4 ]，#(
7 d: C* e  i* ]. ^+ y6 L）恰好落在曲线上，如图$ # % # !* 中的点$（并参阅图$ # % # )-），
2 k  l, g8 k6 Y/ m/ l" t- t表示机器的有效能量和打击力均能满足锻件的需要，一次锻击刚好锻成。这种状态
1 Q* o# ~& }# M. q( A4 O/ b5 T$ `称为最佳锻击状态；
%）点（! "’
' j1 X. }9 l7 V/ t1 ^0 ~; F: z+ l，#(
）落在曲线下方，如图$ # % # !* 中的点%（并参阅图$ # % # ).），表
示机器的有效能量有余，最终击力将大于锻件的终锻力。这种状态称为过锻状态或
1 }+ Q6 y* L9 J% E% u# Z: W" k· /$! ·
, _+ |/ Y+ i+ o4 Y, @" B8 `第三章螺旋压力机
6 J# ^7 T& Z9 z' O( I残余冷击；
, J) J/ d' e$ {; z0 G' h8 v使用时应尽可能选择最佳状态。
!确定打击次数
利用力能关系曲线只能判断出一击能否成形。要确定究竟需要打击几次，还需
5 i. d$ Q  w6 N8 Q* p要补充新的工艺资料。如建立锻件变形力! 变形功曲线。将按同一比例建立的锻件
' C5 P( B# W. l( |9 d力! 变形功曲线，叠放在力能关系曲线坐标系中，则两曲线的交点坐标值即为这此打
击的变形力和完成的变形功。再根据余下的变形功多少判断后面所需的打击次数。
$ F) A) ]4 [3 J实际上还可能要考虑第二次锻击时毛坯温度降低、
图" ! # ! $ 锻击状态判定
%）最佳锻击状态&）欠锻状态’）过锻状态
变形抗力提高以及压力! 变形曲线改变所带来的影响。
图" ! # ! () 锻击次数和最终锻击力判定
%）无打滑飞轮&）有打滑飞轮
"确定最终锻击力
$ [8 ?: m" m! P. X) r* n对于过锻状态自（! "*
2 r" D4 F% ]1 S6 b# h& j/ i( e，#+
! n0 c' V% y- [1 J3 L3 |）点作水平线（图" ! # ! ()），与力能关系曲线的交点的
: y6 L4 _! m: c; z横坐标就是最终锻击力。对于欠锻状态可做近似判断。一类锻件是所需变形功大，
/ Q9 i% J# ]1 j2 r& v9 @9 {# ]· ,"" ·
第二篇锻造设备
变形力小如无飞边模锻、挤压等工序，其特点是变形力变化比较平缓，变形功变化快。
  p* p! [/ x4 Z$ O, B自点! 作垂直线，力能关系曲线截取的横坐标即为最终锻击力。对于力大功小的锻
7 e5 I/ q  z! h; X件，如薄件有飞边锻造后期力变化很快。可用力能关系曲线截取的横标坐标作第一
: |/ [( O3 u! T( ^! T; B' h次近似，按该力在锻件的力! 变形图上确定此次打击完成的变形功。由于确定的近
* B8 F, D& T' `& T6 `' q; M似力小于锻件的终锻力，锻件未锻成，功的近似值也比锻件的终锻功小，再在力能关
8 A9 t  c4 }, c6 N/ x1 [系图上找出第二次近似力。如此经过几次迭代，即可得到第一次锻击力的大小。若
两曲线不相交或交点在曲线上，则一次终锻，前者为过锻，后者为最佳状态。
由于螺旋压力机行程次数较低，为防止毛坯在模具中停留时间过长，多次锻击次
+ h8 }2 S4 a* e: \数不宜超过三次。
!选择能级
利用力能关系图可为不属于最佳锻击状态的毛坯选择合理能级。对于过锻状态
6 [, p5 N7 p2 S" [的锻件，在带能级的力能关系曲线就近选择能级。对于欠锻锻件，应适当分配能级，
给后续打击留适当的变形功，使后续打击有一定的打击效率，以免后续打击产生过大
% f/ q. h0 B) d的残余冷击，伤害模具和机床受力零件。在确定打击次数后利用力能关系曲线选择
各次的能级，使各次打击均处于接近最佳锻击状态。
现代螺旋压力机均装有能量预选系统。根据确定好的锻击次数和各次的能级排
好程序，压力机即可进行程序锻造。