旋鍛
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-09-24
旋鍛的視頻教程
基于Abaqus的旋鍛成型數(shù)值仿真建模方法
主要內(nèi)容分兩個方面：1）旋鍛成型概念介紹；2）旋鍛成型建模方法。 旋鍛主要是對金屬材料的回轉(zhuǎn)成型，可有效提高材料強(qiáng)度以及疲勞壽命，在汽車、航空航天以及機(jī)械重工領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
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旋鍛的實例教程
旋轉(zhuǎn)鍛造是一種常見的長軸類鍛件成形工藝，工作原理如下圖所示，主軸高速旋轉(zhuǎn)，滾柱帶動滑塊做往復(fù)運動，從而實現(xiàn)模具對最中間部位軸類零件的徑向變形，主要特點是高頻加載和多向鍛打，金屬變形均勻，尤其適用于高強(qiáng)度低塑性的合金加工。
旋轉(zhuǎn)鍛造主要工藝參數(shù)較多，除變形程度外，還有主軸轉(zhuǎn)速、徑向進(jìn)給、軸向送進(jìn)和徑向壓下量等，熱鍛時還要考慮坯料的加熱溫度，空心件有無芯棒鍛造等。在分析和優(yōu)化工藝參數(shù)時，通過現(xiàn)場多次加工試驗對工程師來講的是非常低效的方法。而有限元模擬時，每一次鍛打就是一次模擬計算，幾千次的鍛打和工件位置不斷調(diào)整的前處理設(shè)置占用工藝仿真人員大量的時間，因此需要一個專業(yè)的旋鍛向?qū)K。
旋轉(zhuǎn)工藝產(chǎn)品
Swaging旋鍛向?qū)гO(shè)置流程
DEFORM軟件作為專業(yè)的全工藝仿真軟件，對于所有典型工藝都開發(fā)有向?qū)K，設(shè)置流程化，與工藝貼合度高，工藝人員能夠很快上手，完成工藝仿真。Swaging旋鍛工藝模擬向?qū)K推出已有十余年，經(jīng)過行業(yè)內(nèi)的廣泛使用與反饋，如今功能細(xì)節(jié)上也更加完善。主要特點及設(shè)置改進(jìn)如下：
1、旋轉(zhuǎn)對稱模型
旋鍛鍛打次數(shù)多，需要有限元計算時間也較長，而大部分旋鍛類工件的幾何和變形行為屬于旋轉(zhuǎn)對稱，在保證計算精度的前提下，用戶可以選取四分之一的旋轉(zhuǎn)對稱模型，這樣計算時間也只有原來的十分之一。同時，SFTC也根據(jù)用戶的反饋，對旋轉(zhuǎn)對稱模型的算法優(yōu)化，使計算精度和完整模型相差無幾。
變量旋轉(zhuǎn)對稱分布
2、道次之間再加熱模擬模擬
熱旋鍛工藝中，由于生產(chǎn)持續(xù)時間較長，工件壁厚薄，溫度降低較快，在加工一段時間后，需要重新加熱。
展開 純鎂旋鍛變形過程的有限元模擬
旋鍛作為一種加工軸類、管類零件的自由成形方法，具有加工范圍廣、加工精度高、產(chǎn)品性能好、材料利用率高和生產(chǎn)靈活性大等特點。旋鍛過程中，4塊鍛模環(huán)繞坯料軸線高速旋轉(zhuǎn)的同時對坯料進(jìn)行高頻鍛打，從而使坯料軸截面尺寸減小或形狀改變，繼而提高其性能。近10 來年，旋鍛技術(shù)得到不斷改善，被用來制備多層管狀復(fù)合材料和有色金屬材料，例如鋁合金或者銅合金，也被用來加工鎂合金這類難以室溫加工的材料。因此本研究利用低成本旋鍛技術(shù)在室溫下對鎂鋰合金進(jìn)行塑性變形，目的在于獲得大塊高強(qiáng)鎂鋰合金，同時對變形機(jī)制進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究和揭示。
南京理工大學(xué)的研究人員通過應(yīng)變量僅為0.32的旋鍛變形，成功地制備了一種具有新的強(qiáng)度記錄的超輕大塊高強(qiáng)鎂鋰合金，其室溫抗拉強(qiáng)度可達(dá)到405MPa。相關(guān)論文以題為“Achieving ultra-strong Magnesium–lithium alloys by low-strain rotary swaging”發(fā)表在Materials Research Letters上。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1080/21663831.2021.1891150
本文采用直徑為20.2mm的Mg-4Li-3Al-3Zn合金樣品，通過多道次小應(yīng)變的室溫旋鍛技術(shù)，將直徑減少至17.2mm，等效應(yīng)變量為0.32。研究表明旋鍛技術(shù)在Mg-4Li-3Al-3Zn內(nèi)部引入了高密度的孿晶和納米層錯，從而獲得了室溫抗拉強(qiáng)度超過400MP的超高強(qiáng)度超輕鎂鋰合金，為目前鎂鋰合金體系中的最高強(qiáng)度，具有明顯的優(yōu)勢。
展開 旋轉(zhuǎn)加工是指金屬在成形過程中，工件或模具在做旋轉(zhuǎn)運動的成形工藝的統(tǒng)稱，例如大家所熟悉的環(huán)軋、旋壓、擺碾、輥鍛、旋鍛、型材軋制等等。這類工藝都是使用模具在工件上產(chǎn)生局部成形，通過旋轉(zhuǎn)運動擴(kuò)展到整個產(chǎn)品中，能夠小噸位設(shè)備生產(chǎn)出大尺寸產(chǎn)品，產(chǎn)品尺寸精度高，工業(yè)應(yīng)用廣泛。
旋轉(zhuǎn)加工相比鍛造成形，由于生產(chǎn)持續(xù)時間長，模具運動路徑復(fù)雜，工藝過程難控制，經(jīng)常采用現(xiàn)場實驗的方法改進(jìn)工藝。有限元仿真技術(shù)是目前廣泛應(yīng)用的、先進(jìn)的、成熟的工藝研究手段，雖然目前也能成功的仿真旋轉(zhuǎn)加工工藝，但存在兩個問題，一是工藝路徑和流程復(fù)雜，仿真前處理設(shè)置繁瑣；二是有限元計算時步長非常小，而整個工藝又持續(xù)時間長，總的計算步經(jīng)常需要上萬、甚至十幾萬步，計算時間久。這兩個問題導(dǎo)致仿真在實際工藝應(yīng)用中受限，不利于實際生產(chǎn)快速研發(fā)的需求。
多道次旋壓
大咖慧網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)
2023年3月29日-31日，安世亞太推出工藝仿真專題仿真免費線上培訓(xùn)，專題講座包含：Deform感應(yīng)淬火、旋轉(zhuǎn)加工成形仿真和Tribo-x摩擦潤滑仿真，不容錯過。
為了方便工藝研究者快捷使用仿真軟件，DEFORM軟件對于典型工藝，開發(fā)了向?qū)K，按照界面提示，輸入對應(yīng)參數(shù)即可。在旋轉(zhuǎn)加工成形方面，包括了環(huán)軋、型軋、旋壓、旋鍛等，將復(fù)雜工藝流程界面化管理，輸入對應(yīng)的工藝參數(shù)即可快速完成模擬設(shè)置。擺碾、輥鍛等其它工藝同樣可向?qū)Я鞒袒O(shè)置。
展開 1.2 新增旋鍛工藝模塊
新的旋鍛專用工藝模塊可采用全模型及對稱模型進(jìn)行軸類和管類件的旋鍛分析，對于冷溫?zé)?em>旋鍛/徑向鍛造均可流程化設(shè)置工藝參數(shù)。鍛打流程表中可設(shè)置鍛打次數(shù)、起止鍛打位置、材料轉(zhuǎn)動角度、鍛打行程或材料截面尺寸、傳熱時間等。
旋鍛模塊模擬完整旋鍛過程，能夠預(yù)測成型產(chǎn)品尺寸、溫度變化、應(yīng)力應(yīng)變、鍛打力、厚度變化等結(jié)果。
1.3 新增WELDING焊接模塊
新增焊接模塊主要針對激光焊、電弧焊工藝，焊接路徑、焊接工藝表均可直接選取或設(shè)置。焊接模塊具有專用焊接熱源建立方式，可通過輸入電流、電壓及熔池尺寸參數(shù)計算熱源情況，能夠設(shè)置熱源的起止時間、熱源方向，可建立焊縫單元，通過選擇模型幾何面直接定義焊接路徑。
焊接模塊可實現(xiàn)電弧焊、激光焊、多層堆焊等方面的分析，預(yù)測焊接變形、熱應(yīng)力、溫度場、焊縫相變等結(jié)果。
1.4 新增熱輻射工藝
新增物體間純熱輻射計算，可模擬不同物體間通過熱輻射進(jìn)行熱量交換。
1.5 新增斜軋穿孔工藝模塊
新增斜軋穿孔工藝模塊主要用于無縫鋼管的斜軋穿孔成形過程分析，模板采用流程化操作，主要可采用LAE法計算穿孔過程，避免傳統(tǒng)lagrange法網(wǎng)格大變形引起的畸變，快速計算成形結(jié)果，使用簡便。同時可采用顯式或隱式求解器，3D全模型或?qū)ΨQ模型，軋輥實現(xiàn)參數(shù)化自動定位。
1.6 新增電磁成形工藝
新增電磁成形工藝通過耦合塑性變形及電磁場計算結(jié)構(gòu)在電磁力作業(yè)下的變形。采用BEM法結(jié)合電磁成形算法實現(xiàn)電流參數(shù)、線圈設(shè)計、成形定位等參數(shù)的優(yōu)化分析。
展開 
旋鍛的最新內(nèi)容
1.2 新增旋鍛工藝模塊
新的旋鍛專用工藝模塊可采用全模型及對稱模型進(jìn)行軸類和管類件的旋鍛分析，對于冷溫?zé)?em>旋鍛/徑向鍛造均可流程化設(shè)置工藝參數(shù)。鍛打流程表中可設(shè)置鍛打次數(shù)、起止鍛打位置、材料轉(zhuǎn)動角度、鍛打行程或材料截面尺寸、傳熱時間等。
在旋轉(zhuǎn)加工成形方面，包括了環(huán)軋、型軋、旋壓、旋鍛等，將復(fù)雜工藝流程界面化管理，輸入對應(yīng)的工藝參數(shù)即可快速完成模擬設(shè)置。擺碾、輥鍛等其它工藝同樣可向?qū)Я鞒袒O(shè)置。
臺階軸旋鍛模擬案例
某管料經(jīng)過旋鍛工藝加工為一個臺階管，在保證尺寸要求的前提下，同時要提高變形均勻性和生產(chǎn)效率。不同半徑部位的加工，使用的不同模具，在MO多工序界面可采用兩個swaging旋轉(zhuǎn)工序，一次前處理完成。
旋鍛模擬結(jié)果
四分之一模型計算完成后，可以看到坯料在旋鍛過程中發(fā)生的周向移動變形。
根據(jù)鍛模的運動方式，鍛造又可分為擺輾、擺旋鍛、輥鍛、楔橫軋、輾環(huán)和斜軋等方式。
3、鍛造用料
鍛造用料主要是各種成分的碳素鋼和合金鋼，其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金，鐵基高溫合金，鎳基高溫合金，鈷基高溫合金的變形合金也采用鍛造或軋制方式完成，只是這些合金由于其塑性區(qū)相對較窄，所以鍛造難度會相對較大，不同材料的加熱溫度，開鍛溫度與終鍛溫度都有嚴(yán)格的要求。
鍛錘未來趨勢
由于振動、噪聲及難以實現(xiàn)自動化等缺點，一般大批量中小零件的鍛造已逐漸被其他設(shè)備及工藝所取代，如楔橫軋、輥鍛、旋壓設(shè)備、打擊力內(nèi)部平衡的熱模鍛壓力機(jī)與螺旋壓力機(jī)、成形速度可控制的液壓機(jī)。除非工藝需要，否則傳統(tǒng)意義上鍛錘的生產(chǎn)與應(yīng)用已經(jīng)不符合當(dāng)代工業(yè)化大生產(chǎn)趨勢與要求。
圖1 旋鍛工藝示意圖及旋鍛樣品微觀組織與力學(xué)性能對比圖
圖2 (HR)TEM揭示了孿晶和納米層錯強(qiáng)化機(jī)制
研究發(fā)現(xiàn)，小應(yīng)變旋鍛在Mg-4Li-3Al-3Zn內(nèi)部引入的高密度孿晶分別包括拉伸孿晶以及壓縮孿晶，另外如圖2（c）中所示還存在一種由多次孿晶產(chǎn)生的特殊層狀結(jié)構(gòu)。
Simufact
為金屬加工的全工藝鏈提供了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的仿真分析解決方案，其中包括金屬塑性成形（鍛造、沖壓、鈑金、板料展開、旋壓、自由鍛、環(huán)軋等），熱處理（正火、退火、回火、淬火、滲碳等），焊接（弧焊、激光焊、電子束焊、釬焊、電阻點焊等）和增材制造（鋪粉、送絲
/
送粉、粘結(jié)劑噴射成形等）的工藝仿真，以及相關(guān)的工藝鏈仿真。
關(guān)鍵詞一：金屬成形
專為金屬成形而設(shè)計，對鍛造、擠壓、拉拔、自由鍛、旋揉成形、軋制、粉末成形、切削、沖壓、旋壓、焊接、電磁成形等工藝以及DOE工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計。
關(guān)鍵詞二：熱處理
模擬多種熱處理工藝類型，包括正火、退火、淬火、回火、時效處理、蠕變、高溫處理、相變、硬化和時效沉積等，精確預(yù)測熱處理工藝評價參數(shù)。
演示 ）
18
6折
焊接仿真2-基于Weldplaner的固有應(yīng)變法焊接仿真
18
6折
焊接仿真3-在MSC.Marc 中焊接模擬的實現(xiàn)
18
6折
焊接仿真4-在simufact.welding中焊接模擬的實現(xiàn)
18
6折
焊接有限元分析基礎(chǔ)課程
36
6折
基于ABAQUS的旋壓成型有限元仿真—旋壓
24
6折
基于Abaqus的旋鍛成型數(shù)值仿真建模方法
