热锻模物理性能参数及其变化对温度应力的影响探讨

热锻模受到机械负荷和热负荷的联合作用,在模具内形成较大的综合应力,其中温度应力对锻模的损伤失效起主导作用。本文探讨了热锻模的四个物理性能参数,以及它们的变化规律对温度应力的影响。最后,提出了减小热锻模温度应力的思路。     

凸缘叉热锻成形工艺优化

针对凸缘叉热锻成形终锻上模开裂的问题,通过建立刚粘塑性有限元模型,使用数值模拟方法,根据实际生产情况模拟了凸缘叉热锻成形过程。研究了金属流动规律,分析了模具应力较大的原因。根据模拟,优化了模具结构和锻压方式。结果表明,模具开裂位置拉应力降低约400 MPa,达到了工艺优化的目的。     

层状材料连杆热锻模锻压全过程仿真分析及模具寿命预测

在考虑大断面功能梯度层状复合材料连杆热模锻模具的材料性能和工况条件基础上,采用有限元分析软件Msc.Superform对层状复合材料连杆热锻模锻压全过程进行了热机械耦合分析。实现了对层状复合材料连杆热锻模,尤其是关键部位即焊层处的非线性大变形全过程的动态模拟仿真,得到了温度场、等效塑性应力应变场在时间和空间上的分布规律,并对模具的寿命进行了预测。     

基于Deform的中小型热锻模设计

通过Deform分析软件对结构较为简单的热锻模进行仿真设计,模拟其实际工作状态,并进行应力分析,了解应力产生情况,为模具结构设计改进提供依据并进行验证,同时能够模拟实际材料伸入模具内部的长度,以达到精细化设计的目的。     

热锻模工艺参数与模腔表层温度分布关系的模拟研究

常规热锻模的损伤主要原因是由于模具表层温度分布所引起的温度应力.模具表面所达到的最高温度和热渗透深度是预测损伤方式和确定表面处理或涂层厚度及性质的两个基本参数.以热锻轮毂的下模为例,用Deform 2D软件对表层温度分布进行了系统的模拟分析,研究了坯料温度、压力机速度、摩擦因子、模具初始状态对模具表层最高温度及高热流密度热渗透深度的影响并将所得的数据利用OrginPro软件进行拟合,找出其变化规律.结果表明:在热锻生产过程中,合理的选择加工工艺参数,能有效的降低模具表层温度,防止模具因表层软化而失效;通过表面技术来提高热锻模具寿命,应确保模具表面涂覆硬化层深度大于其热渗透层深度.     

基于Deform的剥皮齿热锻过程仿真及工艺参数优化

剥皮齿作为木材剥皮机的刀具,其在高强度作业下,要求硬度高、耐腐蚀性强。提出了采用锻造成形方式加工剥皮齿,并基于Deform-3D模拟软件分析了剥皮齿热锻工艺参数对锻造成形质量的影响,揭露了剥皮齿热锻过程的成形规律,验证了设备选型、锻造方案及模具设计的合理性。通过正交试验对热锻过程中的工艺参数设置进行优化,最终制定了坯料温度为1180℃、预锻上下模间距为3.0 mm、终锻上下模间距为3.3 mm、上模运动速度为500 mm·s~(-1)、摩擦因数为0.25的优化工艺参数组合。采用优化后的工艺参数组合方案,上模载荷相对于优化前降低了4.48%,提高了锻件的内部质量与模具的使用寿命。     

多层金属热锻模在热锻服役下的循环载荷分析

热锻模在进行连续锻造时,型腔表层受到循环的机械载荷与激冷激热载荷,导致模具表层产生疲劳裂纹与失效。采用多层金属模具结构可以缓解热锻模所受热力载荷、提高热锻模的高温磨损性能以及热-机械疲劳磨损寿命。以直齿圆柱齿轮坯的锻造为例,利用有限元模拟和计算模型获得了均质热锻模和多层金属热锻模在连续热锻条件下的循环温度场和应力分布。结果表明,相对均质热锻模,以钴基合金为覆层、高速钢为过渡层的多层金属热锻模可以有效改善模具表层温度和应力分布;在一定程度上揭示了多层金属模具结构在热锻服役条件下的力学行为。     

基于分段法的压铸模具热机耦合分析

通过对某厂使用的压铸模具进行温度场的数值模拟试验,寻找出影响模具温度场变化的主要工艺参数,并把压铸过程分成压铸-凝固、开模-取件、喷涂-合模、合模-下次压铸4个阶段,进行热应力和机械应力的耦合数值模拟试验.选取不同截面上的不同区域进行应力变化分析,找出了在不同工艺参数下的应力变化规律,为模具寿命预测提供了参考.     

基于正交试验的汽车扭力臂热锻模具磨损分析及优化

基于Archard理论磨损模型与Deform-3D软件,建立扭力臂热锻有限元模型。利用正交试验法对坯料初始温度、模具初始温度、上模运动速度及摩擦系数进行组合,并模拟得到了模具磨损量。运用极差分析法对试验数据进行处理,得到了各个参数对热锻模具磨损的影响程度及最优工艺参数组合。结果表明,各个参数对模具磨损的影响由大到小为:上模运动速度摩擦系数坯料初始温度模具初始温度。结合实际生产情况,确定最优工艺参数组合为:坯料初始温度为1200℃,模具预热温度为300℃,上模运动速度为10 mm·s~(-1),摩擦因数为0.3,此时的模具磨损量为0.000333 mm。     

挤压温度对温挤压模具载荷和应力的影响研究

在生产中发现,当生产挤压壳体零件的不足200件时,多数模具因反复受载而开裂失效,而挤压温度的高低直接影响模具承受载荷和应力的情况。基于此,利用Deform仿真模拟软件及工艺试验来探讨挤压温度对模具载荷和应力的影响规律,寻找合理的挤压温度范围用以提高模具寿命。通过模拟获得温挤压时模具温度场分布图,不同温度下凸模载荷、凹模载荷与挤压行程的关系曲线图,凸模等效应力、凹模等效应力与凸模冲程的曲线关系图。采用相同的参数对壳体零件进行了实际加工,实验与模拟结果较吻合。通过分析可知:对模具材料3Cr2W8V钢进行温挤压时,挤压温度不低于700℃时,可以有效避免模具开裂,有效提高模具寿命。     

Temperature change and stress distribution analysis of die surface in Al-alloy die casting process and experimental study on die heat check

The temperature change of the die surface in practical aluminum alloy die casting process was analyzed, and a 2D model was formulated on the basis of a deep concave round cavity without sliding core to analyze the stress distributions along the die surface in detail. Equipment was designed to test the thermal state of the die steel in different thermal loading conditions. The results of stress analysis showed that, the value of thermal stress （maximum 1.5 GPa） caused in the die filling and die spraying stages was larger than the mechanical stress （maximum 85 MPa） caused in the die locking stage. The results of the thermal check experiment showed that there were three stages of die dissolving, and that the stress distribution shown by the samples＇ cracking routine was close to the die surface stress analysis.     

激光模具表面非熔凝加工的应用研究

通过建立试件的热分析模型,对激光模具表面非熔凝加工过程进行了有限元分析,从而对激光相变硬化过程中的温度场、残余热应力、应变场进行了研究。通过计算机模拟,获得指导性工艺参数,并对试件进行激光强化试验,将计算值与试验值进行耦合,从而获得最佳工艺参数,提高模具的使用寿命。     

Numerical simulation of thermal stress field for die casting dies of aluminum alloy

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎｄｉｅｃａｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ,ｔｈｅｄｉｅｓｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅａｓｅ ｒｉｅｓｏｆｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｃｈａｎｇｅｓ.Ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｔｈｅｃａｖｉｔｙｓｕｒｆａｃｅｓｏｆｄｉｅｓｉｎｃｒｅａｓｅｓｒａｐｉｄｌｙｄｕｅｔｏｃｏｎｔａｃｔ ｉｎｇａｎｄｗａｓｈｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｍｏｌｔｅｎｍｅｌｔａｎｄｄｉｅｓ,ａｎｄｔｈｅｈｏｔ ｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｉｎｃｏｎｔａｃｔｚｏｎｅｏｆｔｈｅｃａｖｉ ｔｙｉｓｒｅｄｕｃｅｄｒａｐｉｄｌｙ .Ｉ…     

基于有限元法的三通管接头多向模锻成形仿真与优化

针对三通管接头在模锻成形中易出现破裂、材料折叠、冲头载荷大等问题,研究了冲头速度、坯料初始温度、摩擦系数对锻件模锻质量的影响.通过Deform软件,研究了水平冲头和垂直冲头等速进给、水平冲头和垂直冲头差速进给、水平冲头进给而垂直冲头不运动3种工艺条件下锻件的成形规律,并基于上述最佳工艺,研究了坯料初始温度对模锻过程中温...     

The numerical analysis of thermal effect and weld shaping of DE-GMAW under composite heat

The action of the composite heat source model in DE-GMAW has been carried out according to the characteristics of the DE-GMA W process,and the distribution of surface and body heat source was analyzed.The weld temperature field distribution has been derived from the appropriate boundary conditions and the thermal physical property parameters by COMSOL software.The effects of the positions of the surface and body heat source on the crosssectional shape were investigated by studying the experimental welding thermal cycle curve.The simulated results are fully compliant with the experimental data under the same conditions.This illustrates that the composite heat source model is correct.It reflects the thermal mechanism of DE-GMAW process,and reveals the internal influence of weld shaping.     

拉伸模结构设计

在相同材质条件下采用不同的孔型设计,拉伸模产品使用寿命相差甚远。因此,改进孔型设计是提高拉伸模具使用寿命的一条重要途径。采用ANSYS力学结构理论,以11-2.3、11-2.8、13-6.7、13-7.7型四种拉伸模结构为设计参考基准,计算拉伸模主要结构参数变化时,拉伸模各部位的应力、应变及位移变化,根据拉伸模结构有限元数值分析中关于各种参数对拉伸模结构变形和应力状态的影响规律,优选结构参数,以减小单重为目标,获得最优的拉伸模结构设计。     

齿轮半固态成形工艺研究

论述了用ZA27合金采用半固态模锻工艺生产齿轮的实验研究,对工艺参数进行了选择,分析了半固态工艺模锻圆柱齿轮成形性能,并对不同工艺生产的齿轮力学性能进行了比较。结果表明:半固态模锻工艺生产的齿轮不仅形状精度高,而且力学性能明显高于其它两种工艺的制件。     

The numerical analysis of thermal effect and weld shaping of DE-GMAW under composite heat source

The action of the composite heat source model in DE-GMAW has been carried out according to the characteristics of the DE-GMAW process,and the distribution of surface and body heat source was analyzed.The weld temperature field distribution has been derived from the appropriate boundary conditions and the thermal physical property parameters by COMSOL software.The effects of the positions of the surface and body heat source on the crosssectional shape were investigated by studying the experimental welding thermal cycle curve.The simulated results are fully compliant with the experimental data under the same conditions.This illustrates that the composite heat source model is correct.It reflects the thermal mechanism of DE-GMAW process,and reveals the internal influence of weld shaping.     

第十四届中国国际模具技术和设备展览会模具水平评述

对第十四届中国国际模具技术和设备展览会参展的各类模具、模具标准件及模具材料等进行了评述,介绍了我国模具、模具标准件、模具材料和模具CAD/CAE/CAM技术的发展现状和技术进步,分析了我国模具技术的发展趋势和存在的问题。