剛端是鍛造時(shí)不發(fā)生塑性變形的那部分金屬。產(chǎn)生局部變形的工序,例如:拔長、頂鐓、輥鍛、彎曲等都存在著剛端。又例如,擠壓時(shí)被擠出孔口以外的金屬,由于不再發(fā)生塑性變形,也成為剛端。剛端是不變形區(qū),并且有等待變形區(qū)、變形結(jié)束區(qū),以及始終不變形區(qū)幾種類型。
剛端能夠加劇變形區(qū)的附加應(yīng)力和變形。例如用凸輥軋板時(shí),中間部位受附加壓應(yīng)力而兩側(cè)部位受附加拉應(yīng)力。在料頭附近,毛坯有一定的神縮余地,因此附加應(yīng)力不很大,變形協(xié)調(diào)的結(jié)果使料頭呈圓弧形;但是在遠(yuǎn)離料頭的地方,由于兩端都是剛端(一端是等待變形區(qū),一端是變形結(jié)束區(qū)),中間和兩側(cè)部位的流動(dòng)都受到嚴(yán)格限制而必須取齊,于是兩側(cè)部位被拉長得到更多,中間部位所受的壓應(yīng)力也更大,加劇了附加應(yīng)力和變形,甚至可能出現(xiàn)中間起皺或兩側(cè)開裂。
掌握了剛端的影響規(guī)律,可以利用它來實(shí)現(xiàn)某些成形要求。例如彎管時(shí),彎曲變形區(qū)內(nèi)側(cè)常會(huì)在壓應(yīng)力的作用下失穩(wěn),造成管坯踏癟。高斌加熱彎管機(jī)利用剛端對變形區(qū)金屬的限制,可以不用填料就快速彎出各種形狀的管子,感應(yīng)器是用紫銅制作的單砸或多匝線圈,覆蓋管坯極其狹窄的表面。將高斌電流通入感應(yīng)器中,在管坯中感應(yīng)出渦流,使管坯迅速被加熱,同時(shí)對管坯進(jìn)行彎曲。由于瞬間加熱區(qū)即變形極狹窄,兩側(cè)剛端相距很近,可以對變形區(qū)起到支撐作用,使瞬間的彎曲不會(huì)失穩(wěn)。在彎曲同時(shí),感應(yīng)器是沿著管子逐漸移動(dòng)的,變形區(qū)的位置也是逐漸移動(dòng)的,于是整個(gè)過程中,管坯有很大的區(qū)域被彎曲,可以獲得預(yù)期的形狀。
由于毛坯是連續(xù)的整體,變形區(qū)的變形流動(dòng)也會(huì)對其鄰近的剛端產(chǎn)生牽連,使剛端也發(fā)生某些局部的變形,盡管這種變形一般比較小,但是對鍛件的質(zhì)量卻可能產(chǎn)生較大的影響。