熱模鍛模具型腔近表層的熱力載荷.pdf

1、鍛壓生產(chǎn)在裝備制造業(yè)中占有舉足輕重的地位。鍛造過程中熱鍛模在高溫、高壓環(huán)境下連續(xù)工作,模具型腔近表層受到周期性的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷作用,導(dǎo)致熱鍛模使用壽命普遍偏低。近年來的研究中,科研人員對(duì)鍛造成形過程關(guān)注較多,而對(duì)模具本身所受負(fù)荷情況關(guān)注不夠。因此,本文基于鍛造成形過程的數(shù)值模擬結(jié)果,圍繞熱鍛模型腔近表層所受負(fù)荷展開研究,主要從以下幾方面進(jìn)行分析:
　　 1、熱鍛模型腔表面及近表層的物理場分析。通過分析不同鍛壓速度下,熱鍛模在鍛

2、靠結(jié)束后溫度場、熱應(yīng)力場、機(jī)械應(yīng)力場、綜合應(yīng)力場的分布情況及變化規(guī)律,得到鍛造過程中熱影響區(qū)域僅在模具型腔表面以下2到3毫米的范圍。并隨鍛壓速度的降低,模具型腔表面熱應(yīng)力值升高,型腔近表層熱應(yīng)力影響區(qū)域增大;模具所受機(jī)械應(yīng)力值降低,整體機(jī)械應(yīng)力場呈梯度分布。模具綜合應(yīng)力是熱應(yīng)力與機(jī)械應(yīng)力按照各自應(yīng)力的方向進(jìn)行疊加的結(jié)果。
　　 2、不同鍛壓設(shè)備對(duì)熱鍛模所受負(fù)荷的影響。按載荷加載方式的不同選取三類典型鍛壓設(shè)備,即沖擊型的鍛錘設(shè)備;

3、靜壓型的液壓機(jī)設(shè)備;介于兩者之間的機(jī)械壓力機(jī)設(shè)備。三類設(shè)備一次鍛靠結(jié)束后對(duì)模具所受負(fù)荷的影響表現(xiàn)為:鍛錘設(shè)備鍛壓時(shí),模具與鍛件接觸時(shí)間短,模具所受負(fù)荷大小主要由機(jī)械負(fù)荷決定;液壓機(jī)設(shè)備鍛壓時(shí),工件變形時(shí)間長,模具所受負(fù)荷大小主要由熱負(fù)荷決定;機(jī)械壓力機(jī)設(shè)備鍛壓時(shí),從模具所受負(fù)荷來看,機(jī)械負(fù)荷仍然占主要地位。
　　 3、FGM結(jié)構(gòu)多層金屬熱鍛模的研究?；诠δ芴荻炔牧?FGM)的設(shè)計(jì)思路,構(gòu)建多層金屬熱鍛模有限元模型。并進(jìn)行有限元

4、分析,其中溫度場表明:與均質(zhì)熱鍛模相比,多層金屬熱鍛模能夠降低鍛壓生產(chǎn)過程中模具型腔表面的溫度峰值;應(yīng)力場表明:與均質(zhì)熱鍛模相比,多層金屬熱鍛?？梢杂行Ы档湾憠荷a(chǎn)中模具的等效應(yīng)力,從而提高鍛模使用壽命。多層金屬熱鍛模層間應(yīng)力場分析表明:FGM結(jié)構(gòu)熱鍛模的復(fù)合層設(shè)計(jì)至關(guān)重要,如果材料物性參數(shù)連續(xù)變化,多金屬模具材料的使用性能便可以得到充分發(fā)揮,否則,將會(huì)導(dǎo)致多金屬熱鍛模因?qū)娱g分離而過早失效。
　　 4、優(yōu)化工藝后熱鍛模使用壽命的