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过程l为起始状态,过程2为第一步镦粗过程中的状态,过程3为第一步镦粗完成后贴模的状态,过程4为第二步镦粗过程中平砧与毛坯完全贴模的状态,过程5为第二步镦粗完成时的状态。图中的数值为正表示拉应力,数值为负表示压应力。图2.2l所示为H/D-2.5的坯料在两次镦粗成形工艺过程中,不同L值时镦粗后毛坯内部中点的应力状态。
由于坯料为轴对称结构,故内部中点的径向应力与切向应力相同。从图中可以看出,在相同L值的情况下,状态l到状态3过程中,毛坯内部应力值逐渐增大,完全贴模时达到最大值,此时的应力状态为三向压应力,状态3至状态4的过程中,应力值又开始减小,状态4到状态5的过程中,应力值再次急剧增大,最终状态仍为三向压应力状态。不同L值时,随着L的增加,各个状态点出现的应力值减小。这是由于第一步镦粗至坯料贴模过程中,锥形结构砧对坯料进行作用逐步加剧,使得毛坯内部的压应力逐渐增大,第二步镦粗至平砧贴模过程中,上下端面的中心处金属未与平砧接触,逐渐向平砧处流动,对毛坯中心区域有一定的弱化作用,故压应力值有一定程度的减小,第二步镦粗完成过程中,平砧完全与毛坯端面接触,随着压下量的增加,对毛坯内部的金属作用增加,第二步镦粗后毛坯内部的压应力值明显大于第一步镦粗后毛坯内部的压应力值。L值较小,锥形结构砧对坯料的作用增加,故第一步镦粗后毛坯内部的应力值随着L值的减小而加剧,但是第二步镦粗的作用相对减小了,所以最终的应力值随着L值的减小而减小了。
图2-22所示为H/D=2.5的坯料在两次镦粗成形工艺过程中,不同L值时镦粗后毛坯侧表面中点的切向应力。从图中可以看出状态l至状态3的过程中,侧表面中点的切向应力逐渐增大,切向应力为压应力,状态3至状态4的过程中,毛坯侧表面中点的切向应力至开始减小,仍表现为压应力,状态4至状态5的过程中切向应力急剧增大,变成了拉应力。随着L值的增加,各状态点出现的应力值减小。