【正文】 點(diǎn)的等效應(yīng)力場(chǎng)在應(yīng)力分析中與破壞分析中每個(gè)道次取同樣的三個(gè)點(diǎn)，坐標(biāo)值不變。在等效應(yīng)變場(chǎng)中,進(jìn)而定量確定鍛透性的大小。載荷施加和位移約束的設(shè)定模擬采用位移來(lái)控制變形量,錘頭位移約束的設(shè)定由速度時(shí)間圖來(lái)控制其在徑向方向的鍛打,而操縱器的位移約束的設(shè)定由拉打速度時(shí)間圖來(lái)控制其在軸向的送進(jìn)。(3)不考慮材料的缺陷及密度變化等問(wèn)題。 參數(shù)設(shè)定精鍛機(jī)及坯料參數(shù)(1)精鍛機(jī)鍛打頻率：200次/min。具體調(diào)整方法如下：(1)在Object positioning中調(diào)整錘頭。實(shí)際中為四爪結(jié)構(gòu)，為了簡(jiǎn)化該部件，造型時(shí)設(shè)計(jì)為長(zhǎng)350mm直徑400mm的封底圓筒，中心孔直徑與坯料相等為315mm深300mm。 鍛造過(guò)程建模精鍛機(jī)在鍛造過(guò)程中使坯料變形的直接原因是錘頭的壓下和坯料的進(jìn)給，因此在進(jìn)行模擬建模時(shí)，只需將錘頭、坯料和夾持器建出?？墒巩a(chǎn)品的設(shè)計(jì)隨著某些結(jié)構(gòu)尺寸修改和使用環(huán)境的變化而自動(dòng)修改圖形。該公司1985年成立于波士頓，現(xiàn)已發(fā)展為全球CAD/CAM/CAE領(lǐng)域最具代表性的著名公司，其軟件產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)思想體現(xiàn)了MDA(Mechanical Design Automation)軟件的新發(fā)展，所采用的新技術(shù)比其他MDA軟件具有更多優(yōu)越性Pro/Engineer的功能非常強(qiáng)大，為工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供完整的解決方案，廣泛用于造型設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、加工制造、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、有限元分析及關(guān)系庫(kù)管理等各個(gè)領(lǐng)域。用靜力凝聚法消去壓力自由度，最后只剩下節(jié)點(diǎn)位移為自由度，因而方程階數(shù)未增加，效率高于拉氏乘子法。利用修正的勢(shì)能原理可以得出位移與拉氏乘子 λL為基本未知數(shù)的控制方程。②預(yù)測(cè)硬度、晶粒組織成分、扭曲和含碳量；③可以輸入頂端淬火數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)最終產(chǎn)品的硬度分布；④可以分析各種材料晶相,每種晶相都有自己的彈性、塑性、熱和硬度屬性。這樣,工程師們便可把精力主要集中在工藝分析上,而不是去學(xué)習(xí)煩瑣的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。3 基于DEFORM的有限元分析 DEFORM簡(jiǎn)介 EFORM的發(fā)展DEFORM是ALPID研發(fā)的一款商品化分析軟件，由SFTC公司推廣應(yīng)用。 (3)自動(dòng)化、智能化。⑦易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的集散控制，組成柔性生產(chǎn)線以及與上位機(jī)進(jìn)行通信和實(shí)現(xiàn)調(diào)度控制?？删幊炭刂破骶哂休^高的穩(wěn)定性和靈活性，但在功能方面與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相比有一定的差異(3)工業(yè)控制機(jī)控制方式是在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)發(fā)展成熟的基礎(chǔ)上采用的一種高技含量的控制方式。繼電器控制方式適用于單機(jī)工作、加工產(chǎn)品精度要求不高的大批量生產(chǎn)，也可組成簡(jiǎn)單的生產(chǎn)線，但由于電路的限制，穩(wěn)定性、柔性差。此外，德國(guó)Eumuco公司生產(chǎn)精鍛機(jī)，以液壓傳動(dòng)為主，如SMX18型，最大打擊力2697 kN，打擊次數(shù)180320次/min[13]。減少了后續(xù)工序的加工余量。加工實(shí)心或空心長(zhǎng)軸類零件鍛造時(shí)，分布在棒料圓周方向的錘頭(2～8個(gè))對(duì)工件快速和同步鍛打。錘頭有兩種運(yùn)動(dòng)：(1)由電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)偏心軸帶動(dòng)連桿使錘頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行鍛打；(2)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)通過(guò)偏心套調(diào)節(jié)連桿的位置，改變錘頭的開(kāi)口尺寸，以獲得不同的鍛壓尺寸。由于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)能夠非常方便地將世紀(jì)工程提供的模型進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)分析，例如:分析研究材料加工過(guò)程的各種力能參數(shù)，為選擇最佳加工方法而改變工藝參數(shù)。 計(jì)算機(jī)模擬技術(shù) 計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)不僅是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)十分重要而又廣闊的領(lǐng)域，而且也是迅速發(fā)展的一門綜合性很強(qiáng)的新興科學(xué)，是工程分析、研究和設(shè)計(jì)的重要工具。 高速鋼熱處理高速鋼的熱處理工藝較為復(fù)雜，必須經(jīng)過(guò)退火、淬火、回火等一系列過(guò)程。如果加熱溫度過(guò)高，容易造成鋼錠偏析區(qū)大量的低熔點(diǎn)碳化物產(chǎn)生過(guò)熱和過(guò)燒現(xiàn)象；若終鍛溫度過(guò)低，則表面塑性變差，容易產(chǎn)生表面開(kāi)裂現(xiàn)象[9]。鍛造技術(shù)由自由鍛造發(fā)展到徑向鍛造，其使用的鍛造工具有了很大變化。但生產(chǎn)實(shí)踐表明，當(dāng)鍛造不當(dāng)，特別是鐓粗成形時(shí)，碳化物不均勻度可能升級(jí)。該工藝省去了粉末高速鋼的制粉和成型等許多工序,節(jié)省能耗,降低成本。美國(guó)增禍公司粉末成型的工藝是將粉末裝入鋼包套,脫氣密封之后,直接裝入熱等靜壓機(jī)加溫加壓使之致密成粉末高速鋼。這種方法使用了較多的返回廢鋼,降低了成本。目前生產(chǎn)高速鋼的企業(yè)已多達(dá)10余家[4]。約占世界高速鋼產(chǎn)量的1/10。用冶煉鑄錠鍛造工藝生產(chǎn)的高速鋼，不可避免地存在著碳化物的偏析，粉末冶金高速鋼從根本上解決了高速鋼中碳化物分布不均及碳化物級(jí)別均為1級(jí)，其尺寸大約為2～5181。T1是使用最早的鎢系高速鋼，直到50年代，此類高速鋼仍為世界各國(guó)廣泛應(yīng)用。當(dāng)車削速由10～20m/min增加到50～80m/min時(shí)刃具刃部的溫度由200～300℃增至500～800℃。在高速鋼之后相繼有硬質(zhì)合金、陶瓷和聚晶金剛石等切削材料間世但高速鋼在切削材料領(lǐng)域中始終保持著特殊的領(lǐng)先地位。目前歐美較多國(guó)家已用鎢鉬系高速鋼部分或全部取代了T1。目前，粉末冶金高速鋼除用于制造切削刀具外，還用于制造精密模具，此外，象冷軋輥、冷鍛工具及切割機(jī)刀片等均可應(yīng)用粉末冶金高速鋼，而且取得了良好的效果[2]。改革開(kāi)放以來(lái),特別是近幾年來(lái)在高速鋼生產(chǎn)市場(chǎng)的格局上發(fā)生了很大的變化。連鑄能大幅度提高高速鋼的成材率,但難度很大。粉末高速鋼具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)碳化物顆粒尺寸細(xì)?。ㄗ畲蠹s3181。為提高生產(chǎn)效率,該公司把理論密度的裝粉包套先冷等靜壓至理論密度,以提高其導(dǎo)熱率。 高速鋼鍛造高速鋼屬于高碳、高合金特殊鋼，在退火狀態(tài)甚至在淬火狀態(tài)仍有大量碳化物，因此其具有與眾不同的使用性能和良好的熱加工工藝性能。(2)單十字鐓拔。而徑向鍛造一般采用四個(gè)錘頭，四個(gè)錘頭在同一平面內(nèi)分成兩組，錠料或坯料在兩個(gè)方向上受壓，其寬展塑性變形受到工具的限制，極大地提高了金屬的鍛造效率[8]。采用徑向鍛造，則只需一火次即可完成全部變形過(guò)程，始鍛溫度與終鍛溫度差僅為40～50K。淬火時(shí)由于它的導(dǎo)熱性差一般分兩階段進(jìn)行。對(duì)于大多數(shù)的工程技術(shù)問(wèn)題，由于物體的幾何形狀比較復(fù)雜或者問(wèn)題的某些特性是非線性的，則很少有解析解。計(jì)算機(jī)模擬與優(yōu)化在高速鋼鍛造生產(chǎn)中起著越來(lái)越重要的作用。鍛件的精度：熱鍛的外徑177。徑向鍛造每次壓縮量小，每分鐘鍛打次數(shù)高，這種方法可用于熱鍛或冷鍛[12]。此外，徑向鍛造機(jī)自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)的鍛件精度高，表面粗糙度小。 GFM公司生產(chǎn)的SX55型精鍛機(jī) 精鍛機(jī)的類型在國(guó)內(nèi)外精鍛機(jī)產(chǎn)品中，按主機(jī)傳動(dòng)方式分機(jī)械式和全液壓兩種形式,并且隨著液壓技術(shù)的快速發(fā)展,與控制系統(tǒng)良好的接口技術(shù),全液壓精鍛機(jī)的優(yōu)勢(shì)更加明顯。(2)可編程控制器是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制發(fā)展的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，并逐漸發(fā)展成以微處理器為核心，把自動(dòng)化技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。數(shù)字控制的行程長(zhǎng)度及工作行程與傳統(tǒng)的機(jī)械的行程開(kāi)關(guān)控制相比，精度有極大的提高。70年代以來(lái),精鍛工藝又發(fā)展為精鍛軋制工藝，并創(chuàng)造了精鍛軋機(jī)組,它由一臺(tái)多錘頭的連續(xù)式精鍛機(jī)后帶若干架軋機(jī)組成，主要用在合金鋼廠生產(chǎn)小型棒材。 (4)液壓元件的集成化，標(biāo)準(zhǔn)化。通過(guò)在計(jì)算機(jī)上模擬整個(gè)加工過(guò)程,幫助工程師和設(shè)計(jì)人員:①設(shè)計(jì)工具和產(chǎn)品工藝流程,減少昂貴的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成本。前處理器處理模具和坯料的材料信息及幾何信息的輸入、成形條件的輸入,建立邊界條件,它還包括有限元網(wǎng)格自動(dòng)生成器。擁有相應(yīng)的模塊之后這些耦合將包括由于塑性變形引起的升溫、加熱軟化、相變控制溫度、相變內(nèi)能、相變塑性、相變應(yīng)變、應(yīng)力對(duì)相變的影響以及含碳量對(duì)各種材料屬性產(chǎn)生的影響等[18]。 該方法的優(yōu)點(diǎn)是直觀，且不必對(duì)零體積膨脹約束進(jìn)行特殊處理；缺點(diǎn)是增加了自由度數(shù)目，即拉氏乘子λL的數(shù)目，λL的出現(xiàn)會(huì)增加最后切向剛度方程的帶寬，使運(yùn)算效率降低，另外導(dǎo)致了離散矩陣的非定性，難用一般方法求解。 雜交應(yīng)力元采用的是基于最小余能原理的Reissner變分原理，以節(jié)點(diǎn)位移和應(yīng)力作為基本未知量，對(duì)于不可壓縮橡膠類材料又引入靜水應(yīng)力作為基本未知量。Pro/Engineer能完成任何工業(yè)設(shè)計(jì)，而且任何設(shè)計(jì)思想都能得到體現(xiàn)。這樣便于實(shí)現(xiàn)并行工程，使得設(shè)計(jì)繪圖、計(jì)算分析、工藝審查等后續(xù)工作都順利的完成。將建好的所有模型，具體尺寸見(jiàn)附表1。精鍛機(jī)共有四個(gè)錘頭和夾持器，故添加5個(gè)模具。將導(dǎo)入的錘頭旋轉(zhuǎn)90， 4。進(jìn)給量：15mm/s(2)坯料坯料直徑:φ315mm。在Mesh下劃分坯料網(wǎng)格，由于工件比較大，為保證模擬更加精確，網(wǎng)格取30000個(gè)。，模擬步數(shù)為560步，每?jī)刹奖４嬉淮危瑫r(shí)間增量為1秒。 第1道次三點(diǎn)標(biāo)位置點(diǎn)XYZP18000P280050P380080在第2道次所選截面上取三個(gè)點(diǎn)P1，P2，P3，(a)所示， 第2道次三點(diǎn)坐標(biāo)位置點(diǎn)XYZP18000P280050P380080。 (a)(a)可以看出鍛造時(shí)的應(yīng)力由內(nèi)向外逐漸增大，第1道次的最大應(yīng)力為192Mp