發(fā)布時間:2019-09-03
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冷鍛技術(shù)的發(fā)展主要是開發(fā)高附加值的產(chǎn)品,降低生產(chǎn)成本,同時,它還在不斷地向切削、粉末冶金、鑄造、 熱鍛、板料成形工藝等領(lǐng)域滲透或取而代之,也可以和這些工藝相結(jié)合構(gòu)成復合工藝。熱鍛-冷鍛復合塑性成形技術(shù)是將熱鍛和冷鍛結(jié)合起來的一種新的精密金屬成形工藝,它充分利用了熱鍛和冷鍛各自的優(yōu)點:熱態(tài)下金屬塑性好,流動應力低,因此主要的變形過程用熱鍛來完成;冷鍛件的精度高,因此零件的重要尺寸用冷鍛工藝來終成形零件。熱鍛-冷鍛復合塑性成形技術(shù)出現(xiàn)于20世紀80年代,90年代以來取得了越來越的應用,用該技術(shù)制造的零件,已取得了精度提高、成本降低的良好效果。
數(shù)值模擬技術(shù)
數(shù)值模擬技術(shù)用于檢驗工藝和模具設(shè)計的合理性。
隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展和70年代塑性有限元理論的發(fā)展,許多塑性成形過程中很難求解的問題可以用有限元方法求解。在冷鍛成形工藝領(lǐng)域,通過建模和合適的邊界條件的確定,有限元數(shù)值模擬技術(shù)可以很直觀地得到金屬流動過程的應力、應變、模具受力、模具失效情況及鍛件可能出現(xiàn)的缺陷情況。這些重要信息的獲得對合理的模具結(jié)構(gòu),模具的選材、熱處理及成形工藝方案的確定有著重要的指導意義。
有效的數(shù)值模擬軟件是以剛塑性有限元法為基礎(chǔ)建立起來的,這些軟件有:Deform、Qform、Forge、MSC/Superform等。運用有限元數(shù)值模擬技術(shù)可用于檢驗工藝和模具設(shè)計的合理性。預鍛分流區(qū)-分流終鍛,用三維有限元數(shù)值模擬軟件Deform 3DTM進行了數(shù)值模擬研究,得到了鍛造載荷-行程曲線以及整個成形過程的應力、應變、速度分布等,并與傳統(tǒng)的閉式鐓擠工藝模擬的結(jié)果進行了比較。分析表明,傳統(tǒng)的閉式鐓擠成形直齒圓柱齒輪,成形載荷大,不利于齒形的充填。采用預鍛分流區(qū)-分流終鍛新工藝,可以大幅度降低成形載荷,親明顯改善材料的充填性,可以獲得齒形角部飽滿的齒輪。用三維大變形彈塑性有限元法對齒輪冷精鍛成形過程進行了數(shù)值模擬,對以閉式模鍛為預鍛和以閉式模鍛、孔分流及約束分流為終鍛的兩步成形模式的變形流動情況進行了數(shù)值模擬分析。數(shù)值分析結(jié)果及工藝試驗表明在終鍛中采取分流,尤其是約束孔分流措施對于降低工作載荷和提高角隅充填能力等方面十分有效。
智能設(shè)計技術(shù)
智能設(shè)計技術(shù)及其在冷鍛成形工藝、 模具設(shè)計中的應用。
美國哥倫布貝特爾實驗室開發(fā)出基于知識的預鍛幾何尺寸設(shè)計系統(tǒng),因設(shè)計預鍛件的形狀為空間幾何體,須對其幾何形狀進行操作,故不能單純地用一般語言來描述推理過程。對于零件的幾何信息,采用框架方法表示,在框架中用不同的槽,定義出組成零件的基本成分和它們之間的拓撲關(guān)系。設(shè)計規(guī)則是用產(chǎn)生式規(guī)則表示,用OPS工具進行揄。J.C.Choi和C.Kim7開發(fā)了基于知識的冷鍛件和熱鍛件集成工序設(shè)計系統(tǒng),并分別建立了冷、熱鍛件工藝設(shè)計規(guī)則。
基于知識設(shè)計方法在冷鍛成形工藝及模具的設(shè)計中的應用,將徹底改變塑性成形傳統(tǒng)的依靠設(shè)計人員人人經(jīng)驗,設(shè)計過程中反復修改、設(shè)計效率不高的狀態(tài)。它使用人工智能、模式識別、機器學習等技術(shù),在設(shè)計過程中從系統(tǒng)知識庫中提取合適的知識指導冷鍛成形工藝及模具設(shè)計。該項技術(shù)正在進一步發(fā)展之中?;谥R設(shè)計方法已成為鍛造成形工藝、模具設(shè)計智能化技術(shù)研究的一個特點課題。