熱擠壓成形仿真關(guān)鍵技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、金屬塑性成形過(guò)程模擬是實(shí)現(xiàn)短周期內(nèi)，以較低成本設(shè)計(jì)出參數(shù)合理的模具，并制訂最優(yōu)的工藝參數(shù)，生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品，它可以實(shí)時(shí)描述整個(gè)金屬塑性成形過(guò)程。而要成功實(shí)現(xiàn)擠壓成形工藝的過(guò)程模擬，依賴于許多因素，包括型材和模具尺寸、材料本構(gòu)關(guān)系、摩擦、溫度、擠壓速度、加熱長(zhǎng)度等。 成熟的仿真分析技術(shù)可以有效地降低企業(yè)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本，并獲取許多常規(guī)試驗(yàn)手段無(wú)法測(cè)得的數(shù)據(jù)，從而增強(qiáng)企業(yè)研發(fā)新產(chǎn)品的能力和在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力。作者對(duì)河南南陽(yáng)紅陽(yáng)熱沖壓

2、鍛件廠進(jìn)行了實(shí)地考察和調(diào)研，對(duì)該廠用熱擠壓方法生產(chǎn)的汽車半軸、支撐軸和掛車后橋進(jìn)行虛擬仿真分析，驗(yàn)證了體積成形有限元方法的可行性，縮短了新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，降低成本，對(duì)實(shí)際工藝方案的設(shè)計(jì)起到了指導(dǎo)與借鑒作用，有助于企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力的提升。 本文分析了國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，論述了剛塑性有限元理論，借助剛塑性有限元理論研究熱擠壓的成形過(guò)程，進(jìn)行了如下方面的研究工作： (1)分析了金屬在高溫下的流動(dòng)應(yīng)力、應(yīng)變特性和對(duì)溫度的敏感性，對(duì)高

3、溫金屬材料的本構(gòu)方程采用多元線性回歸的方法進(jìn)行數(shù)值擬合，并借助數(shù)值擬合公式預(yù)測(cè)20Cr在高溫下的材料本構(gòu)方程，為后續(xù)汽車后橋的有限元分析所使用。 (2)利用二維有限元模擬軟件Deform2D對(duì)汽車半軸的熱擠壓成形工藝過(guò)程進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，通過(guò)分析擠壓過(guò)程中毛坯的預(yù)熱溫度、擠壓速度、摩擦系數(shù)對(duì)變形力和鍛件外形的影響，對(duì)擠壓生產(chǎn)提出了一組優(yōu)化工藝參數(shù)，與工廠現(xiàn)行加工工藝參數(shù)相同，驗(yàn)證了體積成形有限元法的真實(shí)性。 (3)模擬汽車

4、支撐軸管兩步熱擠壓生產(chǎn)過(guò)程，并對(duì)汽車軸管熱擠壓的工藝方案和工藝參數(shù)進(jìn)行分析和優(yōu)化，得到理想的支撐軸外形。采用本文所述的兩步成形熱擠壓工藝不僅可以節(jié)約材料，同時(shí)也可以節(jié)約工時(shí)，提高生產(chǎn)效率。 (4)采用薄壁鋼管毛坯來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車后橋的成形，成形的不可預(yù)測(cè)性很大，在工廠的實(shí)際試驗(yàn)中，也經(jīng)常出現(xiàn)金屬堆料現(xiàn)象而導(dǎo)致擠壓過(guò)程無(wú)法順利進(jìn)行。本文模擬、研究了汽車后橋橋殼的兩步成形。分別研究了加熱長(zhǎng)度、摩擦和擠壓速度等因素對(duì)汽車后橋成形的影響，采用