基于數(shù)值模擬的大型大變截面連桿鍛件輥鍛制坯工藝研究.pdf

1、大型鍛件是國(guó)家重大技術(shù)裝備和重大工程建設(shè)所必需的重要基礎(chǔ)部件,它的制造能力是衡量一個(gè)重型裝備制造業(yè)綜合實(shí)力的重要標(biāo)志?？萍疾吭凇笆晃濉眹?guó)家科技支撐計(jì)劃中特設(shè)立了“大型鍛件制造關(guān)鍵技術(shù)及裝備研制”重點(diǎn)項(xiàng)目。重點(diǎn)攻克我國(guó)重大裝備制造中的大型鍛件制造工藝關(guān)鍵技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)等一批關(guān)鍵技術(shù)和瓶頸問題。目前,我國(guó)大型鍛件的制造能力、技術(shù)水平以及大型鍛壓設(shè)備與國(guó)外相比還有較大差距,一些大型、關(guān)鍵鍛件尚需進(jìn)口,受制于人。
　　本課題是2009年

2、重慶市科委針對(duì)“百億長(zhǎng)征”而設(shè)置的重點(diǎn)技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目的內(nèi)容之一。通過對(duì)項(xiàng)目合作方重慶長(zhǎng)征重工有限責(zé)任公司重新進(jìn)行設(shè)備配置的情況下,針對(duì)生產(chǎn)的大型船用中速柴油機(jī)連桿,在現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)工藝方案的基礎(chǔ)上,優(yōu)化模鍛毛坯,提出整體輥鍛制坯,模鍛成型的工藝方案。輥鍛工藝的特征是連續(xù)局部塑性變形。充分利用輥鍛變形的特點(diǎn),采取輥鍛制坯,模鍛成形的工藝方案,就能大大降低模鍛設(shè)備的噸位。針對(duì)具體的零件,設(shè)計(jì)合理的輥鍛方案,能夠?qū)崿F(xiàn)局部模鍛,進(jìn)一步降低設(shè)備的功

3、耗。
　　大型船用連桿是中速柴油機(jī)重要的運(yùn)動(dòng)件,是屬于大型鍛件范疇。目前我國(guó)受鍛壓設(shè)備的限制,多數(shù)生產(chǎn)商采用分體鍛造成形,然后機(jī)加連接,且國(guó)內(nèi)尚無成熟的大型連桿鍛件整體鍛造工藝。研究此類零件合理的制坯工藝,對(duì)優(yōu)化模鍛坯料,提高材料利用率,減少機(jī)加,降低設(shè)備功率的需求等顯得極其重要。
　　本課題經(jīng)理論分析和詳細(xì)的工藝計(jì)算,計(jì)算出模鍛毛坯,即輥鍛零件。并利用數(shù)值軟件,對(duì)制坯后的模鍛工藝和各道次輥鍛,配置了合理的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行反復(fù)的

4、驗(yàn)證,同時(shí)利用模擬結(jié)果進(jìn)行毛坯優(yōu)化。根椐優(yōu)化后的鍛坯,經(jīng)過輥鍛工藝分析計(jì)算后,制定輥鍛制坯工藝,并結(jié)合企業(yè)調(diào)研的工程經(jīng)驗(yàn),將輥鍛模具設(shè)計(jì)的一些影響因素考慮到設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)出了四道次輥鍛模具,同時(shí)輥鍛模具進(jìn)行了參數(shù)化造型,并應(yīng)用有限元分析軟件Deform3D,對(duì)四個(gè)道次的輥鍛過程,進(jìn)行數(shù)值模擬。分析了輥鍛四個(gè)道次中每一道次的材料流動(dòng)、等效應(yīng)變、輥鍛力矩等工藝參數(shù)對(duì)成形的影響。利用模具結(jié)果,改進(jìn)了輥鍛工藝方案。針對(duì)輥鍛飛邊、道次匹配問題進(jìn)行了