【正文】 最后，向所有關心我的親人、師長和朋友們表示深深的謝意。值此論文順利完成之際，我首先要向我尊敬的導師韓老師表達深深的敬意和無以言表的感謝。在課題研究階段，韓老師認真的工作態(tài)度，誠信寬厚的為人處世態(tài)度，都給我留下了難以磨滅的印象，也為我今后的工作樹立了優(yōu)秀的榜樣。(2)GFM精鍛機在鍛造H13高速鋼φ315mm的坯料至φ160mm時，第一道次沒有鍛透，第二道次及后續(xù)道次都已鍛透。所以針對H13高速鋼的鍛造工藝是可以將芯部鍛透的。(b)。根據(jù)鍛透性的定義，坯料在第1道次的鍛透性約為1/3。 應變分析坯料受到的應變直接反映了其在鍛造過程中的變形情況。 (a)(a)可以看出鍛造時的應力由內(nèi)向外逐漸增大，第1道次的最大應力為192Mp而第2道次的最大應力為320Mp，所以應力是隨壓下量變化的，壓下量越大坯料受到的應力也越大。破壞程度的大小是由金屬應變大小決定的，所以從破壞的模擬結(jié)果來看，坯料在鍛造的過程中，表層和內(nèi)部金屬發(fā)生流動，且內(nèi)部流動不如表層劇烈，間接地反映出坯料的應變。 第1道次三點標位置點XYZP18000P280050P380080在第2道次所選截面上取三個點P1，P2，P3，(a)所示， 第2道次三點坐標位置點XYZP18000P280050P380080。所謂鍛透性，是指在坯料的整個半徑上鍛造時所能達到的塑性變形深度,為了定量研究鍛透性,給出鍛透性定義如下：,認為坯料被鍛透,即此時鍛透性（FPE）為100%。，模擬步數(shù)為560步，每兩步保存一次，時間增量為1秒。在第2道次中夾持器送進9次，坯料到達整形帶。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。(2)視模具為剛體。進給量：15mm/s(2)坯料坯料直徑:φ315mm。設定完成后點擊Apply然后點OK，到此為止，工件、錘頭及夾持器間的位置關系就已確定。將導入的錘頭旋轉(zhuǎn)90， 4。目的是使各錘頭同軸同心，以保證在鍛造過程中每個錘頭的作用效果相同，盡量與實際生產(chǎn)接近。精鍛機共有四個錘頭和夾持器，故添加5個模具。夾持器是用來夾緊棒料，帶動棒料送進和旋轉(zhuǎn)的機械手臂。將建好的所有模型，具體尺寸見附表1。 (7)能進行二次開發(fā)，完成用戶的特殊要求[20]。這樣便于實現(xiàn)并行工程，使得設計繪圖、計算分析、工藝審查等后續(xù)工作都順利的完成。 (2)參數(shù)化設計。Pro/Engineer能完成任何工業(yè)設計，而且任何設計思想都能得到體現(xiàn)。 4 高速鋼精鍛過程建模 Pro/Engineer簡介Pro/Engineer是世界上最成功的CAD/CAM軟件之一，它是美國PTC公司的產(chǎn)品。 雜交應力元采用的是基于最小余能原理的Reissner變分原理，以節(jié)點位移和應力作為基本未知量，對于不可壓縮橡膠類材料又引入靜水應力作為基本未知量。對剛度矩陣中體變部分用低于其他項積分階段的簡化積分法，由于是有選擇的不同積分階段，所以也稱選擇積分法。 該方法的優(yōu)點是直觀，且不必對零體積膨脹約束進行特殊處理；缺點是增加了自由度數(shù)目，即拉氏乘子λL的數(shù)目，λL的出現(xiàn)會增加最后切向剛度方程的帶寬，使運算效率降低，另外導致了離散矩陣的非定性，難用一般方法求解。 拉格朗日乘子法 它所用的變分原理是基于最小勢能原理的混合變分原理，將不可壓縮約束條件用乘子 λL 相乘代入勢能中來修正勢能。擁有相應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、相變應變、應力對相變的影響以及含碳量對各種材料屬性產(chǎn)生的影響等[18]。(2)熱處理：①模擬正火、退火、淬火、回火、滲碳等工藝過程。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)格自動生成器。它具有非常友好的圖形用戶界面,可幫助用戶很方便地進行準備數(shù)據(jù)和成形分析。通過在計算機上模擬整個加工過程,幫助工程師和設計人員:①設計工具和產(chǎn)品工藝流程,減少昂貴的現(xiàn)場試驗成本。隨著精鍛機的高速和自動化，限制噪聲和震動、防止環(huán)境污染、消除人身事故、保證精鍛機安全可靠地進行自動化生產(chǎn)就顯得非常重要了[1516]。 (4)液壓元件的集成化，標準化。充分合理地利用機械和電子方面的先進技術促進整個液壓系統(tǒng)的完善。70年代以來,精鍛工藝又發(fā)展為精鍛軋制工藝，并創(chuàng)造了精鍛軋機組,它由一臺多錘頭的連續(xù)式精鍛機后帶若干架軋機組成，主要用在合金鋼廠生產(chǎn)小型棒材。 ⑥在安全方面，可利用軟件進行故障預診斷，并自動修復故障和顯示錯誤。數(shù)字控制的行程長度及工作行程與傳統(tǒng)的機械的行程開關控制相比，精度有極大的提高。因此，可編程控制器控制方式是介于繼電器方式和工業(yè)控制計算機控制方式之間的一種控制方式。(2)可編程控制器是在繼電器控制和計算機控制發(fā)展的基礎上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成以微處理器為核心，把自動化技術，計算機技術，通信技術融為一體的新型工業(yè)自動控制裝置。(1)繼電器控制方式是延續(xù)了幾十年的傳統(tǒng)控制方式，其電路結(jié)構(gòu)簡單，技術要求不高，成本較低，相應控制功能簡單，適應性不強。 GFM公司生產(chǎn)的SX55型精鍛機 精鍛機的類型在國內(nèi)外精鍛機產(chǎn)品中，按主機傳動方式分機械式和全液壓兩種形式,并且隨著液壓技術的快速發(fā)展,與控制系統(tǒng)良好的接口技術,全液壓精鍛機的優(yōu)勢更加明顯。噸位從80～2500T,最大噸位的SX85徑向鍛機，錘頭最大鍛打力為29420 kN，打擊次數(shù)125次/min。此外，徑向鍛造機自動化程度高，生產(chǎn)的鍛件精度高，表面粗糙度小。數(shù)控鍛壓能保證產(chǎn)品有更高的精度,尺寸公差達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]。 mm。鍛件的精度：熱鍛的外徑177。2 精鍛機設備特點及結(jié)構(gòu)介紹 精鍛機的特點精鍛機是一種快速精密鍛壓設備，由2~8個對稱錘頭對金屬坯料進行高頻率鍛打的短沖程壓力機。計算機模擬與優(yōu)化在高速鋼鍛造生產(chǎn)中起著越來越重要的作用。模型仿真，即用數(shù)學模型代替實際系統(tǒng)進行分析、研究或?qū)嶒?。對于大多?shù)的工程技術問題，由于物體的幾何形狀比較復雜或者問題的某些特性是非線性的，則很少有解析解。為使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變，進一步提高硬度和耐磨性，一般要進行2～3次回火，回火溫度560℃，每次保溫1小時[10]。淬火時由于它的導熱性差一般分兩階段進行。高速鋼鍛件鍛后應緩冷，可以在爐中冷卻或置于爐口外裝料板上緩冷至室溫后，及時作退火處理。采用徑向鍛造，則只需一火次即可完成全部變形過程，始鍛溫度與終鍛溫度差僅為40～50K。高合金鋼，尤其是高速工具鋼（W6Mo5Cr4V2）、高合金冷作模具鋼（Cr12Mo1V1）等，因含有大量的合金元素，造成較為嚴重的成分偏析，加之碳含量較高，碳化物偏析嚴重，惡化了熱加工性能，其熱加工只能在較窄的溫度區(qū)間進行。而徑向鍛造一般采用四個錘頭，四個錘頭在同一平面內(nèi)分成兩組，錠料或坯料在兩個方向上受壓，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]。但大多數(shù)工廠通常采用的工藝是不變方向反復鐓拔，基本上能滿足要求，而且操作比較簡單，產(chǎn)生裂紋等缺陷較少[7]。(2)單十字鐓拔。當鍛件無碳化物均勻度要求，或原材料已達到要求級別時，大體可以直接采用原材料或簡單鍛造成形。 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。其原理也是利用氣體噴吹液態(tài)金屬使其霧化并直接沉積在一定形狀的收集器上,從而形成高密度預形坯。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,以提高其導熱率。由于凝固的速度很快,使結(jié)晶組織很細.(2)粉末成型。粉末高速鋼具有以下優(yōu)點：(1)碳化物顆粒尺寸細?。ㄗ畲蠹s3181。一些中、小型鋼廠采用了感應爐加電渣爐的方法生產(chǎn)高速鋼,每年產(chǎn)量約數(shù)千噸。連鑄能大幅度提高高速鋼的成材率,但難度很大。大連地區(qū)、重慶地區(qū)及江蘇揚中、江陰等地區(qū)也生產(chǎn)一定量的高速鋼。改革開放以來,特別是近幾年來在高速鋼生產(chǎn)市場的格局上發(fā)生了很大的變化。近兒年來,我國年產(chǎn)高速鋼約3萬噸,。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、冷鍛工具及切割機刀片等均可應用粉末冶金高速鋼，而且取得了良好的效果[2]。(4)粉末冶金高速鋼是較先進的高速鋼生產(chǎn)方法。目前歐美較多國家已用鎢鉬系高速鋼部分或全部取代了T1。 主要加工刀具應用的材料銷售金額比例，%刀具名稱應用的刀具材料占刀具材料總售金額的比例每種刀具材料所占銷售金額比例陶瓷高速鋼硬質(zhì)合金車刀2521781麻花鉆230964攻絲刀具200