在熱態(tài)鍛件鍛造成形的過(guò)程中，鍛件尺寸和溫度都是影響鍛造加工的重要工藝參數(shù)。實(shí)時(shí)有效地掌握鍛造過(guò)程中的鍛件尺寸和溫度變化規(guī)律以及兩者之間的相互關(guān)系，不僅可以在鍛造過(guò)程中制定良好的鍛造工序和提高鍛件的內(nèi)部質(zhì)量，還能從長(zhǎng)遠(yuǎn)地改善鍛造工藝和提高生產(chǎn)效率。由于鍛造工藝對(duì)鍛件尺寸和溫度的要求復(fù)雜程度越來(lái)越高，因此，在鍛造過(guò)程中以鍛件測(cè)量的尺寸和溫度為基礎(chǔ)，研究鍛件尺寸和溫度之間的相互關(guān)系，對(duì)于優(yōu)化鍛造工藝具有極其重要的理論指導(dǎo)意義。

本文以軸類(lèi)鍛件為例，根據(jù)鍛件尺寸和溫度受鍛造功和外界環(huán)境雙重影響的特性，從鍛件能量守恒和內(nèi)部成形質(zhì)量變化的角度出發(fā)，進(jìn)一步研究并構(gòu)建了鍛件測(cè)量尺寸和溫度之間的相互影響關(guān)系模型。主要研究工作如下：

(1)本文將鍛件尺寸變化時(shí)的溫度場(chǎng)分別地表示為溫降和溫升的兩個(gè)溫度場(chǎng)函數(shù)?；趥鳠嵩恚Y(jié)合鍛件的測(cè)量軸向尺寸和溫度，修正了鍛件尺寸變化時(shí)的熱傳導(dǎo)系數(shù)計(jì)算公式，進(jìn)而利用二維的非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)理論獲取了溫降時(shí)的鍛件溫度場(chǎng)函數(shù)。根據(jù)能量守恒原理，構(gòu)建了鍛件尺寸變化時(shí)的塑性功和熱能之間的功能關(guān)系函數(shù)，并進(jìn)一步改進(jìn)了功能轉(zhuǎn)換系數(shù)。利用可移動(dòng)坐標(biāo)系下的熱源法求得到了鍛件溫升時(shí)的溫度場(chǎng)函數(shù)。最后，通過(guò)疊加溫升和溫降的兩個(gè)溫度場(chǎng)函數(shù)，建立了鍛造過(guò)程中鍛件尺寸變化時(shí)的溫度場(chǎng)模型。

(2)基于以上構(gòu)建的鍛件尺寸變化時(shí)的溫度場(chǎng)模型，進(jìn)一步研究了鍛件溫度變化影響下的尺寸變化關(guān)系?；阱懠?nèi)部質(zhì)量參數(shù)的變化過(guò)程和應(yīng)力特性，分析了鍛件溫度和尺寸變化的內(nèi)在關(guān)系，利用多元微分的數(shù)學(xué)分析法求取了鍛件尺寸變化和應(yīng)力之間的關(guān)系函數(shù)。結(jié)合鍛件測(cè)量溫度和軸向尺寸，分析了鍛件成形能量函數(shù)中變化參數(shù)，得到了鍛件溫度與應(yīng)力之間的關(guān)系函數(shù)。最終，以應(yīng)力為中介變量構(gòu)建了鍛件溫度變化影響下的尺寸變化模型。

(3)最后，基于鍛壓現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量信息和Deform-3D仿真軟件，構(gòu)建了鍛件鍛造過(guò)程的模擬實(shí)驗(yàn)和仿真，分別驗(yàn)證了鍛件溫度模型和尺寸變化模型。其一，通過(guò)Deform-3D軟件模擬了鍛造過(guò)程中的溫度場(chǎng)，進(jìn)而得到鍛件模擬溫度。而結(jié)合鍛壓現(xiàn)場(chǎng)的鍛件測(cè)量信息，利用所建立溫度場(chǎng)模型求取了相應(yīng)理論溫度值。通過(guò)對(duì)比分析法驗(yàn)證了鍛件軸向尺寸變化時(shí)溫度場(chǎng)模型的可行性。其二，設(shè)計(jì)了鍛造過(guò)程中的不同溫度下多次單步工序?qū)嶒?yàn)，并以鍛件軸向的測(cè)量尺寸和理論尺寸對(duì)比分析，驗(yàn)證了鍛造過(guò)程中鍛件溫度變化對(duì)尺寸變化影響關(guān)系模型的可行性。

(4)  通過(guò)Matlab仿真進(jìn)一步分析了鍛件溫度與尺寸變化之間相互影響關(guān)系模型的可行性，并明確了該相互關(guān)系模型的實(shí)際意義。證實(shí)了鍛件尺寸和溫度之間的相互影響關(guān)系模型對(duì)鍛造工藝設(shè)計(jì)和提高鍛件的內(nèi)部質(zhì)量都有著一定的指導(dǎo)意義。 

本文圍繞鍛造過(guò)程中熱態(tài)鍛件測(cè)量的尺寸和溫度之間的相互影響關(guān)系進(jìn)行了研究，取得了一定的成績(jī)。但是由于本人的研究水平和時(shí)間的限制，該研究中還存在許多有待解決的問(wèn)題，未來(lái)研究工作可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。 

(1)針對(duì)鍛件尺寸變化時(shí)的溫度場(chǎng)的研究，需要對(duì)進(jìn)一步考慮鍛件具體形狀因子對(duì)鍛件溫度的影響因素以及時(shí)間上延時(shí)的可能性。 

(2)針對(duì)鍛件溫度影響的尺寸變化關(guān)系研究，只在宏觀層次上進(jìn)行了分析，還需更深地從微觀層次上研究鍛件溫度與尺寸變化之間相互影響關(guān)系。

鳳谷工業(yè)爐集設(shè)計(jì)研發(fā),生產(chǎn)銷(xiāo)售,培訓(xùn)指導(dǎo),售后服務(wù)一體化,專(zhuān)利節(jié)能技術(shù)應(yīng)用,每年為企業(yè)節(jié)省40%-70%的能源成本,主要產(chǎn)品加熱爐,工業(yè)爐,節(jié)能爐,蓄熱式爐,垃圾氣化處理設(shè)備，歡迎致電咨詢(xún):0510-88818999