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机械网--关于锻造展宽的计算公式探讨_0

发布时间:2021-11-18 15:59:21 阅读: 来源:鼓风机厂家

问题的由来 镦粗和拔长是自由铸造最基本的工序,各种锻件中的绝大部分都是以拔长工序为主完成终究成形的。 将圆形截面的坯料拔长锻或矩形截面的长条类锻件也是自由铸造中的常见工序,如何根据锻件终究要求的矩形截面尺寸来选择拔长初始坯料直径是相当重要的工程实际问题。 如果原料直径选择偏小,可能导致终究锻出的矩形截面尺寸达不到要求,这样1来,在没法采取镦粗修复的情况下就要全面报废;如原料直径选择过大,又可能会把本该1火锻成的锻件需经多次加热、铸造才能完成,势必造成极大的资源浪费,使生产本钱提高。 长时间以来,这个问题1直困扰着在锻压生产1线工作的工程技术人员。在2005年的5月间,1位从金属塑性成形专业(即锻压专业)大学本科毕业後已工作了10 年的某铸造厂厂长仍亲身来和本文作者探讨此类问题,并为在校所学铸造成形理论的苍白无力而慨叹。 计算公式的研讨历史 为了根据锻件矩形截面的几何尺寸(B、H)求得拔长初始坯料直径(D)的计算公式,首先应当研究圆形截面坯料在平砧间拔上进程中的变形规律,很多先辈学者都为此付出了努力。 理论研究表明,影响拔长铸造展宽的因素很多城市危房可以强拆吗,完全可以基於经典的数学和力学理论,导出具有1定通用性的、可以定量使用的截面变换计算公式是很困难的,因此,为了满足解决工程实际问题的需要,仍然不能不使用经验公式。 近30年来,在我国几种有影响的专业技术期刊上,发表过很多介绍有关经验公式的文章。在此不再逐1罗列,下文将先来分析这些公式的使用效果如何。 现行计算公式的使用效果 坯料在拔上进程中会产生展宽和伸长,这两种变形不但使拔长後的坯料截面面积减小,也能够使截面形状按预定要求进行变换。目前理论书籍中最为流行的截面变换经验计算公式如表1。 表1 拔上进程坯料截面变换经验计算公式 数10年的生产实践表明,公式3⑴和3⑵是完全实用可靠的,它已得到了业内人士的普遍认可,几近成为每位在铸造生产1线工作的技术人员和中、高级铸造技工必备的基本常识。 但公式3⑶却是不能尽如人意的,可以举例试用1下: 如要拔长铸造1个矩形截面尺寸为B1=100mm,H1=50mm的长条扁钢锻件,试求拔长初始的圆钢坯料直径D1应是多少法院强拆需要什么程序?则: 如要铸造另外1个稍薄的同类锻件,B2=100mm,H2=48mm,该使用多大的圆钢来拔长呢?则: 那麽,现在可以对比这两个范例。两锻件的截面厚宽比H/B之差仅为0.02,但计算出的拔长初始坯料直径却相差29.2mm。如以D1为基础直径,则相对差异为26%;若以D2为基础直径棚户区改造项目公有住房补偿条例,相对差异竟达35.4%。 这类计算结果明显对工程实践失去了指导意义,是不能被公式使用者所接受的。也正因如此,才出现了前文所提及的各种各样、不同版本的计算公式。 笔者推荐的计算公式 在几何学中,正方图形只是矩形、即扁方图形的1个特例(H=B),而在拔上进程中,截面从圆形到正方形的变换却是已有成熟规律可循的,即公式3⑴。 认真视察图1可以发现,拔长後能够锻出的最大正方形截面恰恰就是初始坯料截面圆的内接正方形,即,这正好在公式3⑴的计算幅度之内,2者是吻合的。图1 圆和内接正方形图中,用金属材料剖面符号表示的上、下、左、右4块面积相同的弓形到哪 去了呢?其实,它们是在拔上进程中,经不断的90°翻转送进和砧块在坯料两向的等量压下中,以伸长变形的方式消失了。 依此类推,如果在每次翻转後采取两向不等的压下,逐渐消除两向不等的弓形部分,自然就会把初始的圆形截面变换成两向长度不等的矩形。 依照这类假想,使用多次重复作图、逐渐逼近的方法,可得到与既往都不相同的计算公式: 对推荐公式的讨论 公式4⑴是1个2元初等函数,按1定的赋值方法,汇出其2维图像。 函数的图像是连续的。这表明此计算公式的数学表达式符合“初等函数在其定义域内应当处处连续”的基本法则,满足了“必要与充分”的要求。 用此公式对表1所列各种技术文献举出的实例和作者本人在多年生产实践中记录下的数据,共74组进行了验算,计算结果表明: 此公式对锤上铸造和小型水压机上的自由铸造完全适用。参照这个计算结果选用拔长坯料的初始直径是安全的,不会产生因终究锻出的矩形截面尺寸达不到要求而使锻件整体报废的事故。 如果锤上铸造时采取顺砧拔长(拔长送进方向与砧块长度方向1致)和使用特殊工具(开板)等工艺措施,计算结果可能还较大,偏於守旧。 在大型水压机上铸造宽厚板的生产实例很少,可以参照的数据有限。验算表明,用此公式的计算结果偏小,误差在10%左右。此误差也小於用公式3⑶的计算结果。 但应指出,宽厚板铸造要先对钢锭镦粗後再拔长,拔长的初始坯料其实不是规整的圆柱体,而是多棱钢锭倒棱镦粗後带有鼓肚的异形体,拔长初始坯料直径D是怎样测定的?是否是和本文中所谈的D含义相同?对此,在有关文献中并没有表述。 3. 对此公式进行最基本的数学演算,可以求得计算拔长展宽的公式: 由此公式可以看出,拔长的最大展宽应当出现在厚度很小(H→0)的情况下,如设H=0,则: 这个纯数学结论是否是可供工程实践中参考?有待进1步的验证和斟酌。 此处也特别提示,和单向压下的轧制变形不同,铸造拔长是对坯料进行两向压下变形後完成的,因此它的展宽是有限的。不管锻件厚度H怎样小,它也必须是1段能够构成矩形的直线,这是进行验证的条件。 结论和寄语 在生产实践中,铸造温度、拔长时的压下量和送进量、坯料的材质及截面形状、锻锤或水压机的吨位及砧块尺寸、乃至砧块的磨损程度和翻转送的操作方法,都会影响拔长铸造的展宽量,即B=f(x1, x2, ……, xn)。 严格地讲,研究这类复杂的工艺进程,应当在大量实验的基础上使用现代数学的概率统计、回归分析等方法,但本文推荐的公式其实不是这样求得的,它仍然只是1个经验公式。随着计算机技术的飞速发展,相信必将会有更多与金属塑性成形有关的软件被开发出来,用於工程实际问题中的计算和定量分析,尽量减少或不再使用传统的“经验公式”。资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章