模鍛
關注創建者：JM 創建時間：2016-02-08
模鍛的視頻教程
Deform 3D仿真后處理基礎介紹
2、在進行塑性成形(實際工作中，比如模鍛設計過程中應用Defrom 3D軟件該如何去查看哪些基本數據等)CAE仿真分析時，如何應用于實際工作中，逐漸積累分析經驗，并逐步提高分析的精確度。
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基于DEFORM V11.0 星形套溫擠壓成形工藝分析
過去的加工方法是采用模鍛工藝。? ? ? ? 該生產工藝存在著尺寸精度低、材料利用率低、效率低、成本高、質量也不易保證等缺點。溫擠壓成形性能介于冷擠壓和熱擠壓之間，既克服了冷擠壓變形抗力大的難題，又避免了熱加工的過熱、過燒、氧化、脫碳等缺點，所以欲采用溫擠壓先進制造技術制造星形套。
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模鍛的實例教程
辛紹杰
1986年畢業于大慶石油學院石油礦業機械專業；
1989年畢業于東北重型機械學院機械學專業，獲工學碩士學位；
1989年后在大慶石油管理局職工大學、總機械廠從事教學和科研工作；
2002年獲哈爾濱工業大學機械設計及理論工學博士學位；
2002年后在大慶高新技術創業服務中心從事科技管理工作；
2005年后在常州工學院從事教學和科研工作；
2006年11月開始在上海電機學院機械學院從事教學和科研工作，任機械學院教授，上海市高原學科-機械工程負責人，上海多向模鍛工程技術研究中心執行主任，國家一流專業-機械設計制造及其自動化專業負責人。
多向模鍛是在多向模鍛液壓機上進行分模模鍛的一種鍛造技術，與普通模鍛及分模模鍛相比，它具有以下特點：(1)能使結構形狀復雜鍛件成形，顯著提高材料利用率和減少機械加工工時；(2)有助于提高零件的力學性能；(3)模具結構簡單，使用壽命長，制造成本低，使用維護方便，模具冷卻與潤滑效果好。
由于多向模鍛具有以上特點，因此被廣泛用于航空、汽車拖拉機制造、原子能工業等行業中，其中有關中空架體、活塞、軸類、筒形件、大型閥體、管接頭、飛機起落架、發動機機匣、盤軸組合件等鍛件，已開始采用多向模鍛的工藝進行生產。
2021年之前我國并沒有專門的工程中心研究多向模鍛技術。在2021年2月，上海電機學院經上海市科委批準成立了上海多向模鍛工程技術研究中心填補了國內這一空白。近期，《鍛造與沖壓》記者有幸采訪了上海電機學院機械學院(以下簡稱“學院”)教授、中國鍛壓協會多向模鍛技術專業委員會干事長辛紹杰先生，聽他給我們講一講他與多向模鍛技術的不解之緣。
展開 隨著低碳、節能、綠色制造技術的發展，多向模鍛技術愈來愈受到人們的重視，為適應多向模鍛技術的推進，文中介紹并分析了國內外現有多向模鍛液壓機本體的典型結構，在此基礎上，研究設計并制造了三種新結構的多向模鍛液壓機本體，說明了每種新結構的技術特點與優勢。
現有多向模鍛液壓機的結構分析
隨著多向模鍛技術的發展，作為技術的重要組成部分，多向模鍛設備的結構也在不斷地出現新的形式，下面是文獻介紹的國內外多向模鍛設備的結構。
U 形下橫梁的結構
U 形下橫梁的三梁四柱結構，是最早的一種多向模鍛設備的結構，其機構特點是，在常規液壓機下橫梁的左右兩端加高，使下橫梁成為字母U 形，把水平缸安裝在U 形下橫梁的兩個豎起部分，合模缸仍安裝在上橫梁上。該結構具有如下優點：
⑴左右水平缸載荷平衡于下梁，液壓機立柱不承載，變形小；
⑵結構簡單，制造難度小；
⑶鍛造操作空間大，方便安裝輔助設備。
缺點是U 形易張口，水平部分剛度低，兩水平柱塞的同軸性差，僅適用于小型多向模鍛液壓機，開封高壓閥門廠的8.0MN 多向模鍛液壓機如圖1 所示。
圖1 8.0MN 多向模鍛液壓機
垂直水平獨立機架結構
為了克服U 形下橫梁的三梁四柱結構的缺點,研究了垂直水平獨立機架結構，它的結構特點是，主機架由垂直機架和水平機架組成，合模缸與垂直穿孔缸安裝在垂直機架的上橫梁上，水平缸安裝在水平機架上，垂直、水平機架相對分開，載荷也由對應的機架承受，兩水平柱塞的同軸性好。缺點是當左右水平載荷不等時，水平機架平衡困難，操作空間小。可用于大型多向模鍛液壓機，西南鋁業的100MN 多向模鍛液壓機就是垂直水平獨立機架結構，如圖2 所示。
展開 圖3 年產20 萬模液鍛車間簡圖
液態模鍛技術應用實例
液態模鍛技術正處于快速推廣與應用的時期，國內外都有大量的應用實例。僅北京交通大學邢書明教授開發的液態模鍛產品就多達幾十種，獲得發明專利近20 多件。目前單重最大的液態模鍛鋼件已經達到了300kg，最小的只有幾十克。液態模鍛耐磨鋼件有破碎機錘頭、球磨機襯板、板錘、輥環、磨輥、斗齒、軋輥、軋鋼機側導板等，液態模鍛鋁合金件有輪轂、連桿、懸臂、軸箱體、活塞等汽車零件，液態模鍛銅合金件有高爐風口、滑動軸承、機車觸頭、氧槍噴頭、高壓開關觸頭等，液態模鍛鋼管件有法蘭盤、液壓閥體、蝶閥的碟板；液態模鍛通用鋼件有齒輪、皮帶輪、車輪、分離機轉鼓等。
總體來看，目前液態模鍛技術已經成熟，進入了針對具體產品的應用開發階段。開發的內容主要是面向產品的液態模鍛工藝設計、液態模鍛模具設計以及液態模鍛設備配置，形成工藝+ 模具+ 設備的一體化成套技術。
結論
⑴液態模鍛作為鑄鍛技術的升級，適于生產高要求、大批量、難變形材料或難鍛造材料、沒有復雜內腔的合金鋼及有色合金鑄件。與固態模鍛相比，液態模鍛具有工藝流程短、生產效率高、綠色環保、材料利用率高、成本低的優勢。
⑵液態模鍛技術已經成熟，但需要針對具體產品進行液態模鍛工藝設計、模具設計、涂料設計以及設備配置等成套技術的應用開發。
——本文摘自《鍛造與沖壓》2018年第21期
展開 在前期生產中，客戶發現該連桿在模鍛后進入熱處理工序，再經過機加工與抽檢后，存在以下典型問題：
大小頭過渡區域硬度波動偏大；
桿身與頭部組織一致性較差；
水淬后孔位橢圓趨勢明顯，局部變形超差；
個別批次出現淬硬不足或局部應力集中風險。
連桿毛坯三維模型圖
現場分析表明，問題并不只出現在熱處理環節，而是與前道模鍛過程密切相關。由于連桿在 1200℃ 模鍛過程中存在截面不均、局部接觸散熱快、終鍛后不同區域溫降速度不同等現象，使得鍛后初始組織狀態和殘余應力分布并不一致；進入 850℃ 水淬后，這種差異被進一步放大，最終影響硬度、金相和尺寸穩定性。
傳統依靠單一經驗調整加熱時間或淬火節拍的方式，難以從根本上解釋問題來源。為此，項目團隊采用鏈式仿真方法，對“模鍛—轉運—再加熱—水淬”全過程進行系統診斷。
02問題定位：鏈式仿真打通“工藝黑箱”
通過對連桿模鍛及熱處理全過程進行多輪仿真分析，項目團隊識別出以下關鍵問題。
1.模鍛階段溫度與變形分布不均
仿真結果顯示，在 1200℃ 終鍛條件下，連桿大小頭邊緣、飛邊附近及桿身圓角過渡區域塑性變形最為集中，局部溫降也更快。尤其是脫模后至轉運階段，不同部位散熱條件差異明顯，導致鍛后溫度場不均。
SupreForm 模鍛位移分析云圖
SupreForm 模鍛溫度分析云圖
這種不均勻狀態直接影響后續奧氏體化加熱過程，使部分區域在 850℃ 保溫時更早達到組織轉變條件，而另一些厚大區域則存在“表層先到溫、芯部滯后”的現象。
展開 結束語
隨著航空工業的飛速發展，對于萬噸級模鍛液壓機的需求越來越高，針對于該類設備的柔性控制系統也得到越來越多的應用。本文所闡述的控制系統應用于我公司為印度SQUAD公司設計的100MN模鍛液壓機上，運行情況良好，各部件動作流暢無沖擊，有效保證了整機正常運行。
——本文選自《鍛造與沖壓》2018年第13期
模鍛的最新內容
該客戶批量生產的一款發動機連桿，材料為45鋼，采用模鍛成形，鍛造溫度控制在 1200℃ 左右，模鍛結束后執行 850℃ 加熱后水淬的熱處理制度。
PART02
Simufact Forming：
鍛造工藝的“數字實驗室”
海克斯康Simufact Forming鍛造工藝仿真包括鐓粗、模鍛、拉伸、拔長、自由鍛、擠壓、輥鍛、線割、熱處理等工藝，能夠幫助用戶通過仿真的方式實現鍛造成形工藝虛擬試錯，通過對成形過程中材料流動、溫度、應力、應變、折疊缺陷、設備噸位、微觀晶粒等分析，幫助優化鍛造工藝。
PART02
Simufact Forming：鍛造工藝的“數字實驗室”
海克斯康Simufact Forming鍛造工藝仿真包括鐓粗、模鍛、拉伸、拔長、自由鍛、擠壓、輥鍛、線割、熱處理等工藝，能夠幫助用戶通過仿真的方式實現鍛造成形工藝虛擬試錯，通過對成形過程中材料流動、溫度、應力、應變、折疊缺陷、設備噸位、微觀晶粒等分析，幫助優化鍛造工藝。
Simufact Forming鍛造工藝仿真
模鍛作為一種經典的金屬坯料加工成形的工藝，廣泛應用于汽車、航空等領域的金屬件生產制備。
浙江華廣精工制造有限公司
專業鍛造，模鍛，自由鍛，冷鐓，紅沖，多向鍛，熱處理30年經驗。配套完善的機加工體系
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環軋工藝有著諸多的優點，例如加工精度高、材料利用率高、截面質量好，且相較于傳統的模鍛工藝，該工藝的加工生產成效低，同時，該工藝也是制作軸承內外圈的常見手段。
環軋工藝
雖然環軋工藝本身優勢重重，但想要完成優異的環軋工藝設計，避免環軋過程中貼模不均、軋制失穩等常見問題，也并非易事。
環軋工藝有著諸多的優點，例如加工精度高、材料利用率高、截面質量好，且相較于傳統的模鍛工藝，該工藝的加工生產成效低，同時，該工藝也是制作軸承內外圈的常見手段。
環軋工藝
雖然環軋工藝本身優勢重重，但想要完成優異的環軋工藝設計，避免環軋過程中貼模不均、軋制失穩等常見問題，也并非易事。
2、葉片的類型與結構
葉片的類型很多，按工作原理可分為沖動式和反動式兩大類，按葉片的截面形狀還可分為等截面和變截面（扭曲）葉片，按制造工藝可分為銑制、軋制、模鍛等類型。葉片由葉型、葉根和葉頂三部分組成。
圖6—7 所示為軋制葉片和銑制葉片的結構。
張宏之等采用自適應砂帶磨削方式保證了航發模鍛葉片表面粗糙度值均在 0.4 μm 以下。劉樹生等研制出國內首臺公開展示的高動態性能九軸六坐標聯動數控砂帶磨床， 實現了葉片集成磨削精加工，成果成功應用于某型號發動機風扇葉片生產。
表1 F55 雙相不銹鋼成分組成(質量分數，%)
鍛造成形工藝
針對此閥蓋產品，首先采取錘鍛開坯、沖孔，然后采取胎模鍛成形，成形工藝流程如圖2 所示。將加熱好的圓柱形坯料放置于錘鍛工作臺上進行鐓粗制坯；在鐓粗后的坯料上端中心放置錐形模具，預成形中心孔；將坯料翻轉，沖掉連皮；采用專用的胎模在鍛造設備上鍛造成形。
