大型模鍛件坯料的定位狀態(tài)分析與摩擦參數(shù)測定.pdf

1、大型模鍛件成形工藝要求高、難度大。其中，模鍛時(shí)常常需要利用操作機(jī)將坯料從加熱爐取出并運(yùn)輸?shù)綁簷C(jī)邊上，然后將坯料準(zhǔn)確、可靠地放置在下模表面。然而，一般情況下很難一次就將坯料正確放置到鍛模的理想位置上，需要多次反復(fù)調(diào)整，這不僅存在安全隱患，而且會(huì)導(dǎo)致坯件溫度下降過多，給塑性成形、特別是有色金屬的熱成形帶來巨大風(fēng)險(xiǎn)。因此，有必要深入分析和解決大型坯件在鍛模上的快速、準(zhǔn)確定位問題，但目前相關(guān)的研究幾乎為空白。
　　本文利用多體動(dòng)力學(xué)數(shù)值模

2、擬技術(shù)和正交設(shè)計(jì)理論，提出了一種大型鍛件坯料快速定位問題的解決方案；同時(shí)，鑒于坯料與模具之間的摩擦特性對分析精度以及后續(xù)塑性成形的影響很大，本文研究和優(yōu)化了摩擦特性參數(shù)的正擠壓測試法。主要結(jié)論如下：
　?、僭摯笮湍ｅ懠髁隙ㄎ环治龇椒òㄒ韵虏襟E：首先，建立坯料與模具的三維幾何模型，以及不同坯料與模具初始相對位置和狀態(tài)的正交分析表；然后，利用多體動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬，分析不同初始狀態(tài)坯料的放置過程，預(yù)測坯料在重力作用下落入下模型腔并穩(wěn)定

3、在下模上的位置和姿態(tài)；最后，分析該位置與理想鍛造位置的偏離程度，并結(jié)合塑性成形數(shù)值模擬，找出對偏離影響最大的指標(biāo)，為實(shí)際操作指明應(yīng)嚴(yán)格控制的參數(shù)。對某7050鋁合金鍛件的分析表明，該方法是完全可行的。
　?、谂髁吓c模具的幾何形狀、以及坯料與模具之間的摩擦特性，對定位控制有顯著的影響。例如，一些具有“自動(dòng)導(dǎo)正”形狀特征的坯料，操作機(jī)允許的偏差可以大一些；摩擦越大、坯料越不容易自動(dòng)導(dǎo)正，對坯料初始釋放位置的控制就越嚴(yán)格。
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4、改進(jìn)了體積塑性成形表面摩擦特性參數(shù)的正擠壓測試方法。對7050鋁合金試樣進(jìn)行不同速度的標(biāo)準(zhǔn)壓縮實(shí)驗(yàn)，得出其壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線；結(jié)合數(shù)值模擬和物理實(shí)驗(yàn)，研究了無潤滑和施加二硫化鉬MoS2潤滑劑后塑性變形的摩擦特性參數(shù)，以及應(yīng)變速率對測試結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬結(jié)果表明，錐角過大或過小都會(huì)使擠出成形載荷增加。合適的錐角在5～15度之間，以避免“鼓形”的影響。
　?、芙⒘梭w積塑性成形表面摩擦特性參數(shù)的正擠壓測試方法的修正公式。結(jié)果證明