身管弹线膛一体化精密锻造是身管制造的主要方法,精锻身管弹膛成形是弹线膛同锻工艺中的重点和难点,弹膛内壁的成形质量直接关系到身管的精度和使用寿命,本文主要使用有限元方法研究弹膛内壁产生圈纹缺陷机理及判断准则和内壁起裂的可能性。依据身管弹膛实际锻打成形过程建立有限元模型进行模拟,分析弹膛在锻造过程中身管内壁材料的受力特点和流动情况,结合有限元仿真和试验研究,通过圈纹产生的位置,分析圈纹产生的原因,并建立相关的判断准则。对比弹膛内壁材料应力分析曲线和实验结果,发现环向圈纹的产生与内壁受压失稳有关,弹膛内壁在锻造过程中的切向应力分量超过临界值即出现失稳起皱现象。进一步研究发现,弹膛部位的锻造段锻造比达到阈值时,内壁产生的圈纹会在后续锻打过程中被重新压平,消除弹膛成形缺陷。结果表明:在锻打5.56mm口径身管时,身管弹膛内壁在锻造过程中切向压应力超过约2150MPa即发生失稳从而产生环向圈纹;压平弹膛内壁环向圈纹的锻造段锻造比阈值约为28.5%。从切向压应力和锻造段锻造比两个方面来分析降压位置、抬锤位置、轴向进给速度、毛坯尾端夹持压力以及摩擦系数对圈纹缺陷的影响。提出以应力三轴度为影响因素的断裂准则作为弹膛内壁起裂的判断准则,从理论上推导了金属材料在应力三轴度接近-1/3时断裂应变趋近于无穷大,即材料不会出现断裂。通过ABAQUS对身管弹膛锻打进行模拟,得出弹膛内壁在锻造过程中应力三轴度远小于-1/3,从而预测了弹膛内侧材料不会因为应力集中产生裂纹。进行身管径向锻打试验,使用控制变量法讨论工艺参数对圈纹产生的影响,验证了有限元分析所得出的结论,同时将弹膛圈纹缺陷准则应用于锻打的试件上,验证了准则的适用性和可行性。