【正文】 滿，符合設(shè)計形狀，幾乎沒有飛邊，并且已經(jīng)使坯料分開，這樣就非常有利于終鍛成形，在設(shè)計上已經(jīng)達到預(yù)鍛要求。 預(yù)鍛件成形后形狀Fig. Forging shape after the proforging 預(yù)鍛件的等效應(yīng)變場分布 Equivalent effective strain distribution of the press forging 擠壓鍛件的等效應(yīng)力場分布 Equivalent effective stress distribution of the press forging，從圖中可以看出擠壓后鍛件的等效應(yīng)力和等效應(yīng)變分布大體上均勻，各部位的變形阻力較小，變形不顯著，但鍛件中心部位分模面處以及側(cè)壁凹陷處變形阻力較大，等效應(yīng)變、應(yīng)力也較大，這也吻合實際鍛造生產(chǎn)狀況，整體來說此預(yù)鍛件成形較為容易。 擠壓鍛件的溫度場分布 Temperature distribution of the press forging 鍛壓成形過程的載荷－行程曲線 Loadstroke curve during the press forming，由于叉形頂部、分模面處以及底部棱角處變形比較劇烈，塑性變形能產(chǎn)生的熱量較高，所以溫度較高。－行程曲線，由圖可知變形力逐漸增加，擠壓初始階段擠壓力較小，當(dāng)上模接近充滿時以及金屬材料向分模處流動，擠壓力迅速上升，需變形力達到最大值為373KN。模擬可以看出，通過鐓粗制坯工序以及預(yù)鍛過程，將一根圓棒料進行了合理的變形，最后得到預(yù)鍛件。我們對制坯預(yù)鍛過程進行了多次模擬，每一次模擬相當(dāng)于進行了一次工藝試驗。我們通過對模擬結(jié)果進行分析，主要是測量模擬后的壓扁件、制坯件尺寸，與期望得到的理想件對比，不斷通過對模具尺寸的修改，使模擬件同理想件逐漸擬合，最終得到理想的制坯與預(yù)鍛模具的設(shè)計。 終鍛成形過程模擬 終鍛是最后一道成形工步，其作用是最終確定鍛件的形狀和尺寸，達到鍛件圖的要求。凸緣叉終鍛模擬的前處理過程與以上過程相似，其中主要計算條件假設(shè)如下： (1) 網(wǎng)格數(shù)35000，初始節(jié)點數(shù)7723；(2) ，，模擬步數(shù)設(shè)為142。終鍛時設(shè)飛邊槽,飛邊槽尺寸如上所述。 終鍛成形前后鍛件的形狀以及模具和飛邊槽的充填狀況，從圖中可以看出，上下模都已經(jīng)充滿，無折疊缺陷，飛邊也較為均勻，其外形和尺寸達到了工藝要求。 終鍛成形后鍛件的形狀 The forging shape after the finishforging，等效應(yīng)變分布布圖，從圖中可以看出，飛邊部位依然變形最為劇烈，溫度上升也最為迅速，說明該部分塑性變形較大，坯料中部凹環(huán)處與模具接觸時間最長，溫度較低。但是從整體上看，凸緣叉最終成形后鍛件內(nèi)溫度分布基本上是均勻的，,可保證凸緣叉鍛件良好的組織性能，叉形頭部也是如此。－行程曲線，同預(yù)鍛過程相似，在終鍛初始階段所需的變形力不大，但在最后階段變形力突然升高，所需最大變形力達到4740KN，這與實際生產(chǎn)狀況也是相符合的。 終鍛鍛件的等效應(yīng)力場 Equivalent effective stress distribution of the finishforging 終鍛后鍛件的等效應(yīng)變場分布圖 Equivalent effective strain distribution of the finishforging圖320 終鍛結(jié)束時溫度分布 Temperature distribution of the finishforging 終鍛成形過程的載荷－行程曲線 Loadstroke curve during the finishforging 終鍛模擬結(jié)果分析 通過利用模擬仿真軟件DEFORM3D對終鍛工步的成形過程進行模擬，可以得到如下結(jié)論： 采取制坯→預(yù)鍛→終鍛成形方案進行五菱凸緣叉鍛造模擬時，制坯主要使坯料形狀進行轉(zhuǎn)化，使之能夠合理放置在預(yù)鍛模膛里，預(yù)鍛則是使金屬坯料合理分布，使成形時金屬流動順暢，終鍛則是最終形狀定型的關(guān)鍵步驟。終鍛成形過程中，通過這種鍛造模擬方案可以使得坯料充分充滿型腔，而且沒有折疊缺陷，毛邊分布也較為均勻，最終鍛造時等效應(yīng)力、等效應(yīng)變分布也較為合理，最高溫度1220 ℃，終鍛溫度788℃，這樣就能夠保證凸緣叉鍛件的良好力學(xué)組織性能。因此，這種鍛造方案能夠獲得預(yù)期效果，可以鍛造出滿意的產(chǎn)品。本章研究了如下內(nèi)容： (1) 通過對凸緣叉鍛件的一步成形過程的模擬分析，得出利用坯料直接進行終鍛會出現(xiàn)充填不滿，金屬分配不合理等問題，因此一步加熱鍛造工藝很難得到符合要求的叉鍛件產(chǎn)品，無法達到預(yù)期結(jié)果。 (2)通過對凸緣叉鍛件進行依照 “下料→加熱→鐓粗制坯→預(yù)鍛→終鍛”的模擬分析，發(fā)現(xiàn)此方案可以達到預(yù)期效果，獲得有良好組織性能，無折疊缺陷，毛邊均勻，充滿的叉鍛件。其整個工藝參數(shù)內(nèi)容如圖322所示。材料45鋼鍛造設(shè)備1t水壓機鍛件體積101067 mm3打擊速度30 mm/s坯料尺寸Φ50 mm X67 mm模具材料5CrNiMo鋼拔模斜度5176。摩擦因子始鍛溫度1200℃換熱系數(shù)5終鍛溫度800℃鍛件收縮率%圖322 有限元模擬的參數(shù)為 Parameters of finite element simulation 坯料尺寸 The size of the blank預(yù)鍛模具形狀尺寸按圖32325給出 The size of the above die 下模 The size of the bottom die , 終鍛上模 The size of the above die 圖327 終鍛下模 The size of the bottom die終鍛模具上毛邊槽尺寸為h=，h1=，b=9mm，b1=25mm，R=1mm， 其中，飛邊槽形狀按圖328給出。圖328 飛邊槽尺寸 size of the Gutter4 結(jié)論本文分析了五菱凸緣叉鍛件的結(jié)構(gòu)特點，利用Pro/E對凸緣叉進行了三維建模，完成了對其鐓粗制坯、預(yù)鍛、終鍛模具的設(shè)計，自動生成了相應(yīng)鍛件與坯料的立體模型，并且利用DEFORM3D進行了成形過程的模擬仿真，對其熱成形進行了分析探討。通過本次課題設(shè)計可以得到如下結(jié)論：（1） 確定了凸緣叉鍛件熱加工工藝過程中各相關(guān)工藝的參數(shù)（2） 分析，建立并通過數(shù)值模擬檢驗了鍛件幾種熱加工方案，最終確定了加熱→鐓粗制坯→預(yù)鍛→終鍛加工方案可行性。（3） 通過模擬仿真可以清楚得出坯料在其成形過程中的變形規(guī)律，這為提高材料的組織性能，避免缺陷的產(chǎn)生將會大有幫助致謝四年的大學(xué)學(xué)習(xí)就要結(jié)束了，首先向材料學(xué)院表示感謝，感謝為我提供學(xué)習(xí)的機會，感謝材料系的老師和領(lǐng)導(dǎo)在學(xué)習(xí)、工作等方面給予的許多幫助和教誨。本文是在xx指導(dǎo)教師悉心指導(dǎo)和幫助下完成的，其為本文的完成付出了大量精力。在課題的研究過程中，老師為我提供了進行課題研究的條件和許多有益的相關(guān)資料，并在整個課題的進行過程中，給予了認真的指導(dǎo)，在他的指導(dǎo)和幫助下，我克服了課題中遇到的很多問題，其淵博的學(xué)識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、精益求精的工作作風(fēng)、令人非常敬佩。值此論文完成之際，謹向xxx致以崇高的敬意和衷心的感謝。此外，在課題的研究、繪圖、模擬以及論文撰寫期間，還得到了冀國良老師的大力幫助，在此感謝。在攻讀學(xué)位期間，xxx、xxx、xxx、xx、xx等老師給予了無私的幫助，在此表示感謝。最后，對曾給予我關(guān)心和幫助的家人、同學(xué)與朋友們表示衷心的感謝。參考文獻 [1] [J].鍛壓技術(shù)，2000(12)：2425[2] [M].上海大學(xué)出版社，1999[3] 劉建生, 陳慧琴, 郭曉霞. 金屬塑性成形加工有限元模擬技術(shù)與應(yīng)用[M]. 北京:冶金工業(yè)出版社, 2003[4] 呂炎. 鍛模設(shè)計手冊[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2005[5] . 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