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。
7 L& {+ _/ E; |" |' Y) R"判定锻击状态
" V. |2 ~6 R) G, [0 s- Y/ ]# n1 Y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
( H+ J* c7 p0 K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（! "’
，#(
3 Y' V5 ]$ M& {# ~+ h+ Z）。如果将此点放在螺
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
$ Q& }2 G2 f& {$ l' d; M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：
图$ # % # & 典型锻造工序的压力# 变形曲线
) u7 j) V# t/ r0 f- g* O!）点（! "’
，#(
- Z1 Z/ o% T( S0 b8 b; ~) w）落在力能关系曲线上方，如图$ # % # !* 中的点+ 和!（并参阅图$
; u' V" ?  s; S( j2 z# % # ),），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。
' D2 h: o' y' x9 n$）点（! "’
' j( V* g2 p, B; G2 F1 C，#(
; a* m. d3 U/ n3 v+ w) e）恰好落在曲线上，如图$ # % # !* 中的点$（并参阅图$ # % # )-），
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
称为最佳锻击状态；
5 W3 q) L) v4 G/ u+ r%）点（! "’
，#(
）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
· /$! ·
第三章螺旋压力机
残余冷击；
  v+ v( y! B, Q* o+ \( v0 M使用时应尽可能选择最佳状态。
!确定打击次数
, e/ Q; [4 ~/ U& K2 o4 [, p利用力能关系曲线只能判断出一击能否成形。要确定究竟需要打击几次，还需
5 k$ |4 J' @! I! w, V. h+ ^+ ]. N+ j7 n要补充新的工艺资料。如建立锻件变形力! 变形功曲线。将按同一比例建立的锻件
) h/ w9 S1 _! E5 O- h& k力! 变形功曲线，叠放在力能关系曲线坐标系中，则两曲线的交点坐标值即为这此打
" Q4 `9 Q  H+ Q. x( Z击的变形力和完成的变形功。再根据余下的变形功多少判断后面所需的打击次数。
& _" o% e4 f  Y9 h( \' _) n3 D, H实际上还可能要考虑第二次锻击时毛坯温度降低、
图" ! # ! $ 锻击状态判定
* H! c- s: ~4 K) g%）最佳锻击状态&）欠锻状态’）过锻状态
变形抗力提高以及压力! 变形曲线改变所带来的影响。
图" ! # ! () 锻击次数和最终锻击力判定
! {- Y$ u% V# \7 t7 G, q%）无打滑飞轮&）有打滑飞轮
"确定最终锻击力
对于过锻状态自（! "*
; }# \) W8 S9 W9 h+ w，#+
5 ?4 s% {& R0 D4 w）点作水平线（图" ! # ! ()），与力能关系曲线的交点的
( ^* ^' b) `! n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，
· ,"" ·
4 Q" m' A# {/ n% R) Z第二篇锻造设备
1 }1 I6 R0 c1 `8 ~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。
( G  v5 w" u4 B1 l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
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
% Z5 X( r4 q( K1 B2 j7 x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
( W# d# @* G/ V# _# e; ]$ K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
5 f# h1 k& h: W0 S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
数不宜超过三次。
  P; W. Y2 k- ^, H' k1 U!选择能级
% o& ~5 I  I7 E) @  j3 C  m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
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
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。