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金属塑性成形是一种利用金属材料的塑性，对金属毛坯施加适当的能量和载荷，使金属毛坯发生塑性变形而形成具有一定尺寸、形状和力学性能的零件或半成品件的成形工艺。目前金属塑性成形正向净成形或近净成形方向发展，以减少后续的机加工量，从而降低产品的制造成本。当今社会的竞争日趋激烈，高质量、高效率、低成本、低能耗、净成形或近净成形以及追求环保性和可持续发展已成为制造业厂商在竞争中取胜的重要因素，而冷挤压成形工艺就属于少无切削的金属塑性加工先进工艺，具有生产效率高、节约原材料、提高产品质量和降低生产成本等优点，在很大程度上能够满足这些技术、经济和社会上的要求。然而，如何高效、保质地制定出冷挤压成形工艺以及设计和加工出能成形高质量冷挤压零件的冷挤压模具已成为冷挤压成形领域的关键问题。 众所周知，工艺设计是模具设计的基础。从金属毛坯成形出冷挤压零件需要通过不同的冷挤压成形工序才能完成，设计合理的冷挤压成形工序是冷挤压工艺设计过程中的核心工作。冷挤压工艺设计基本上经历了传统的手工设计、计算机辅助设计和智能化设计三个阶段，目前的研究重心正朝着智能化设计(基于知识的设计)的方向转移。智能化设计的研究与计算机软硬件技术、人工智能技术、信息技术、数据库技术等的发展息息相关。[4][5]36022
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DEFORM有限元分析系统是一套专为金属塑性成形设计的有限元仿真软件如图二图三,用于分析金属成形及其相关工业的各种成形工艺和热处理工艺,帮助技术人员进行模具设计及工艺分析。通过一对比实例,分析了DEFORM的计算精度及效率。设计工具并模拟工艺流程，减少昂贵DEFORM自带材料模型包含有弹性、弹塑性、刚塑性、热弹塑性、热刚粘塑性、粉末材料、刚性材料及自定义材料等类型，并提供了丰富的开方式材料数据库，包括美国、日本、德国的各种钢、铝合金、钛合金、高温合金等250种材料的相关数据。在使用时，可以直接从材料库提取所需要的材料。用户也可根据己的需要定制材料库。在DEFORM-3D[6]软件中，用户可以根据分析的需要，输入材料的弹性、塑性、热物理性能数据。如果需要分析热处理工艺，还可以输入材料的每一种相的相关数据以及硬化、扩散等数据。[6][7]
图2.1 塑件网格分析
有限元分析引擎把模拟计算的结果写在数据库文件中，该文件需在前处理环节产生，此时一些模拟信息(如材料属性、运动控制参数等)会被写入该文件，因而在前处理数据都输入好时必须生成数据库文件。论文网
影响冷镦钢质量因素的研究介绍了国内外冷镦钢的生产概况,从化学成分、表面质量、脱碳、非金属夹杂、金相组织、冷镦性能等方面指出冷镦钢生产的技术要求以及主要生产工艺。探讨冷镦钢成品中所存在的质量问题,同时提出提高冷镦钢质量的措施。 [8]
针对带法兰盘阶梯轴的结构特点,提出了镦挤复合成形工艺方案,并分别研究了在冷镦挤条件下,不同直径坯料对成形过程的影响。采用有限元模拟软件对带法兰盘阶梯轴的成形过程进行了数值模拟,比较分析了不同坯料尺寸对变形过程中金属流动、应变以及载荷曲线等的影响。试验结果表明,采用冷镦挤复合成形工艺成形带法兰盘阶梯轴,可以获得高质量和高精度的锻件,实现近净成形。[9]
参考资料
[1] 邓小民. 金属挤压加工. 机械工业出版社．2004,07．
[2] 王晓强,霍颖. 冷挤压设备现状及发展. 济南铁道职业技术学院.2007(03).28-30.
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