轮盘体预制坯结构对锻造成形质量的影响

发布时间：2021-01-19 02:11

　　预制坯是影响复杂锻件锻造质量的重要因素。本文针对某型火车轮盘锻件的锻造,对比分析了两种预制坯的锻造填充规律和锻压力分布规律,并分析了不同摩擦系数对锻件偏差的影响。结果表明,方案2预制坯在锻造过程中,锻件应力分布更均匀,特别是轮辐等重点部位未出现应力集中现象;方案2锻压力更小,方案2优于方案1。 

【文章来源】：热加工工艺. 2020,49(11)北大核心

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

火车轮盘体件的尺寸结构图(mm)

为了研究预制坯结构对火车轮盘锻造过程中坯料填充规律和锻件质量的影响，本文选择了两种预制坯坯料。图2为两种预制坯结构尺寸图。为了研究预制坯在锻压过程中的变形规律，本文采用Deform软件的锻造仿真模块，模拟了方案1的火车轮盘锻压成形过程，得到如图3所示的锻造过程中的应力分布图。从图中可以看出，在终锻初期，锻件的最大应力值分布于轮缘的顶端和轮辐，在凸模压下量15%时，最大应力值为92.54MPa，而在终锻后期，锻件的最大应力值分布于轮辐中部，凸模压下量95%时，最大应力值为142.5MPa，其余部分分布较均匀。可见，锻件的轮辐部是难成形部位，应该重点关注。

为了研究预制坯在锻压过程中的变形规律，本文采用Deform软件的锻造仿真模块，模拟了方案1的火车轮盘锻压成形过程，得到如图3所示的锻造过程中的应力分布图。从图中可以看出，在终锻初期，锻件的最大应力值分布于轮缘的顶端和轮辐，在凸模压下量15%时，最大应力值为92.54MPa，而在终锻后期，锻件的最大应力值分布于轮辐中部，凸模压下量95%时，最大应力值为142.5MPa，其余部分分布较均匀。可见，锻件的轮辐部是难成形部位，应该重点关注。为了研究锻造过程中轮辐存在应力最大值的原因，本文分析了凸模压下量95%时的流速分布规律，其结果如图4所示。对比两种结构下的流速分布可以看出，方案1中的轮辐外径部分流速较大，流速值达到64.5mm/s，而轮辐内径部分流速较小，流速值为23.2 mm/s，可见，轮辐部两端的流速差值会导致预锻模填充过程中产生较大的应力值分布，与前文中的应力值分布规律一致；方案2中的轮缘外侧的流速值最大，最大流速值为56.8mm/s，而轮辐的流速值分布较均匀，轮辐产生应力集中的概率较低。通过分析可知，方案2的预制坯锻造过程中应力分布更均匀，特别是轮辐等重点部位未出现应力集中现象。

【参考文献】：
期刊论文
[1]数值模拟技术在塑性成形中的应用与发展[J]. 崔丽华,王宝雨,胡正寰.  机械制造. 2005(10)
[2]温锻用模具材料的选用及热处理工艺[J]. 徐新成,张水忠,刘淑梅.  热加工工艺. 2005(07)
[3]温锻精密成形技术及其有限元模拟[J]. 肖红生,林新波,张质良,吴希林.  锻压技术. 2000(02)



本文编号：2986127