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冷锻如何确保产品精度?

来源:http://www.qhforging.com.cn/news/350.html发布时间:2019-10-15

对于机械零部件精度很重要,稍微有点偏差存在安装不上,甚至为安全埋下隐患。冷锻如何确保产品精度就成了关键。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。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。冷锻件加工一般通过数值模拟技术、智能设计技术来保证。

1、数值模拟技术

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Deform3DTM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。

2、智能设计技术

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。
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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