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冷锻的技术发展

发布日期:2017-06-03 内容来源于:http://www./

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的技术发展

冷锻

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最终成形零件。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 及成形工艺方案的最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。 智能设 计技术及其在冷锻成形工艺、模具设计中的应用。

美国哥 伦布贝特尔实验室开发出基于知识的预锻几何尺寸设计系统,因设计 预锻件的形状为空间几何体,须对其 几何形状进行操作,故不能 单纯地用一般语言来描述推理过程。对于零件的几何信息,采用框架方法表示,在框架中用不同的槽,定义出 组成零件的基本成分和它们之间的拓扑关系。设计规 则是用产生式规则表示,用OPS工具进行揄。J.C.Choi和C.Kim7开发了 基于知识的冷锻件和热锻件集成工序设计系统,并分别建立了冷、热锻件工艺设计规则。

基于知 识设计方法在冷锻成形工艺及模具的设计中的应用,将彻底 改变塑性成形传统的依靠设计人员人人经验,设计过程中反复修改、设计效率不高的状态。它使用人工智能、模式识别、机器学习等技术,在设计 过程中从系统知识库中提取合适的知识指导冷锻成形工艺及模具设计。该项技 术正在进一步发展之中。基于知 识设计方法已成为锻造成形工艺、模具设 计智能化技术研究的一个特点课题。


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