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冷锻的技术发展

2021-12-16 16:08:40

冷锻技术的发展主要是开发高附加值的产品,降低生产成本,同时,它还在不断地向切削、粉末冶金、铸造、热锻、板料成形工艺等领域渗透或取而代之,也可以和这些工艺相结合构成复合工艺。热锻-冷锻复合塑性成形技术是将热锻和冷锻结合起来的一种新的精密金属成形工艺,它充分利用了热锻和冷锻各自的优点:热态下金属塑性好,流动应力低,因此主要的变形过程用热锻来完成;冷锻件的精度高,因此零件的重要尺寸用冷锻工艺来Z终成形零件。热锻-冷锻复合塑性成形技术出现于20世纪80年代,90年代以来取得了越来越广泛的应用,用该技术制造的零件,已取得了精度提高、成本降低的良好效果。 

数值模拟技术

数值模拟技术用于检验工艺和模具设计的合理性。

随着计算机技术的飞速发展和70年代塑性有限元理论的发展,许多塑性成形过程中很难求解的问题可以用有限元方法求解。在冷锻成形工艺领域,通过建模和合适的边界条件的确定,有限元数值模拟技术可以很直观地得到金属流动过程的应力、应变、模具受力、模具失效情况及锻件可能出现的缺陷情况。这些重要信息的获得对合理的模具结构,模具的选材、热处理及成形工艺方案的Z终确定有着重要的指导意义。

有效的数值模拟软件是以刚塑性有限元法为基础建立起来的,这些软件有:Deform、Qform、Forge、MSC/Superform等。运用有限元数值模拟技术可用于检验工艺和模具设计的合理性。预锻分流区-分流终锻,用三维有限元数值模拟软件Deform 3DTM进行了数值模拟研究,得到了锻造载荷-行程曲线以及整个成形过程的应力、应变、速度分布等,并与传统的闭式镦挤工艺模拟的结果进行了比较。分析表明,传统的闭式镦挤成形直齿圆柱齿轮,成形载荷大,不利于齿形的充填。采用预锻分流区-分流终锻新工艺,可以大幅度降低成形载荷,亲明显改善材料的充填性,可以获得齿形角部饱满的齿轮。用三维大变形弹塑性有限元法对齿轮冷精锻成形过程进行了数值模拟,对以闭式模锻为预锻和以闭式模锻、孔分流及约束分流为终锻的两步成形模式的变形流动情况进行了数值模拟分析。数值分析结果及工艺试验表明在终锻中采取分流,尤其是约束孔分流措施对于降低工作载荷和提高角隅充填能力等方面十分有效。


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