鍛造模擬的案例
AFDEX 3D鍛造過程模擬軟件
AFDEX 3D鍛造過程模擬軟件技術規格1、特點
1)
基于Windows NT / 2000 / XP / VISTA / 7
2)
包括所有鍛造模擬（前處理器、求解器、后處理器、材料數據庫）
2. 標準規格
2.1 前處理器
a. 可以讀取STL 數據
b. 支持定義“鍛造類型”（冷鍛、熱鍛和復合鍛造）
c. 支持自動生成網格
d. 支持定義來自CAD文件的模具形狀
e. 支持定義各種原始工件類型（實心、管狀、長方形、球形）
f. 支持定義材料特性（來自數據庫和人工輸入）
g. 支持多級鍛造過程的求解
h. 支持定義自動定位（模具和工件）
2.2 求解器
a. 支持執行多重求解
b. 支持應變分析和應力分析（包括有效應力和主應力）
c. 支持進行耦合問題分析（流動+溫度）
d. 支持破損分析
e. 支持分析考慮摩擦條件、壓鍛類型、模具類型等
f. 支持流動分析
2.3 后處理器
a. 可以連續顯示流動模擬結果（充型過程、溫度分布、節點流速、應力、應變、破損、液壓壓力，等等）
b. 可以顯示負荷-沖程（Load vs. Stroke）模擬結果（容積變化、扭矩、能量、XX/YY/ZZ軸視圖）
c. 支持顯示截面圖（用戶可自定義）
d. 支持顯示等高線輪廓
e. 可以將分析結果保存為圖形文件
f. 可以使用各種選項保存為gif動畫文件
g. 支持通過簡單的鼠標（3鍵鼠標）操作設定各種視圖（透視圖、ISO視圖、放大/縮小、旋轉、移動XY、XZ、YZ視圖、等等）
h. 支持動態的放大/縮小
i. 支持通過鼠標進行動態旋轉功能
j. 支持分析過程中的實時結果顯示
k. 支持模擬過程中的動態顯示（旋轉、放大/縮小）
2.4 材料數據庫
l
有多達394種材料可供選擇。
展開 AFDEX 3D鍛造過程模擬軟件技術規格
AFDEX 3D鍛造過程模擬軟件技術規格1、特點
1)
基于Windows NT / 2000 / XP / VISTA / 7
2)
包括所有鍛造模擬（前處理器、求解器、后處理器、材料數據庫）
2. 標準規格
2.1 前處理器
a. 可以讀取STL 數據
b. 支持定義“鍛造類型”（冷鍛、熱鍛和復合鍛造）
c. 支持自動生成網格
d. 支持定義來自CAD文件的模具形狀
e. 支持定義各種原始工件類型（實心、管狀、長方形、球形）
f. 支持定義材料特性（來自數據庫和人工輸入）
g. 支持多級鍛造過程的求解
h. 支持定義自動定位（模具和工件）
2.2 求解器
a. 支持執行多重求解
b. 支持應變分析和應力分析（包括有效應力和主應力）
c. 支持進行耦合問題分析（流動+溫度）
d. 支持破損分析
e. 支持分析考慮摩擦條件、壓鍛類型、模具類型等
f. 支持流動分析
2.3 后處理器
a. 可以連續顯示流動模擬結果（充型過程、溫度分布、節點流速、應力、應變、破損、液壓壓力，等等）
b. 可以顯示負荷-沖程（Load vs. Stroke）模擬結果（容積變化、扭矩、能量、XX/YY/ZZ軸視圖）
c. 支持顯示截面圖（用戶可自定義）
d. 支持顯示等高線輪廓
e. 可以將分析結果保存為圖形文件
f. 可以使用各種選項保存為gif動畫文件
g. 支持通過簡單的鼠標（3鍵鼠標）操作設定各種視圖（透視圖、ISO視圖、放大/縮小、旋轉、移動XY、XZ、YZ視圖、等等）
h. 支持動態的放大/縮小
i. 支持通過鼠標進行動態旋轉功能
j. 支持分析過程中的實時結果顯示
k. 支持模擬過程中的動態顯示（旋轉、放大/縮小）
2.4 材料數據庫
l
有多達394種材料可供選擇。
展開 AFDEX 3D鍛造過程模擬軟件技術規格
AFDEX 3D鍛造過程模擬軟件技術規格1、特點
1)
基于Windows NT / 2000 / XP / VISTA / 7
2)
包括所有鍛造模擬（前處理器、求解器、后處理器、材料數據庫）
2. 標準規格
2.1 前處理器
a. 可以讀取STL 數據
b. 支持定義“鍛造類型”（冷鍛、熱鍛和復合鍛造）
c. 支持自動生成網格
d. 支持定義來自CAD文件的模具形狀
e. 支持定義各種原始工件類型（實心、管狀、長方形、球形）
f. 支持定義材料特性（來自數據庫和人工輸入）
g. 支持多級鍛造過程的求解
h. 支持定義自動定位（模具和工件）
2.2 求解器
a. 支持執行多重求解
b. 支持應變分析和應力分析（包括有效應力和主應力）
c. 支持進行耦合問題分析（流動+溫度）
d. 支持破損分析
e. 支持分析考慮摩擦條件、壓鍛類型、模具類型等
f. 支持流動分析
2.3 后處理器
a. 可以連續顯示流動模擬結果（充型過程、溫度分布、節點流速、應力、應變、破損、液壓壓力，等等）
b. 可以顯示負荷-沖程（Load vs. Stroke）模擬結果（容積變化、扭矩、能量、XX/YY/ZZ軸視圖）
c. 支持顯示截面圖（用戶可自定義）
d. 支持顯示等高線輪廓
e. 可以將分析結果保存為圖形文件
f. 可以使用各種選項保存為gif動畫文件
g. 支持通過簡單的鼠標（3鍵鼠標）操作設定各種視圖（透視圖、ISO視圖、放大/縮小、旋轉、移動XY、XZ、YZ視圖、等等）
h. 支持動態的放大/縮小
i. 支持通過鼠標進行動態旋轉功能
j. 支持分析過程中的實時結果顯示
k. 支持模擬過程中的動態顯示（旋轉、放大/縮小）
2.4 材料數據庫
l
有多達394種材料可供選擇。
展開 飛機翼身接頭模具設計及等溫鍛造工藝模擬
來源：互聯網 作者：黃湘龍 易幼平
關鍵字：有限元 QForm 等溫鍛造 仿真模擬
本文在QForm 2D/3D仿真平臺上對7085鋁合金翼身接頭進行等溫鍛造過程模擬，對等溫鍛造中流線、應力、應變、最大載荷以及可能產生的折疊進行全方面模擬，提出了相應的等溫鍛造成形方案與工藝參數，為等溫鍛造參數以及鍛造用模具優化設計提供幫助。
輕質高強度鋁合金模鍛件在航天航空領域中應用廣泛，翼身接頭作為連接飛機機翼與機身的重要承力部件，要求必須具有優良的綜合力學性能。傳統的通過焊接工藝加工航空接頭，抗疲勞能力較差；而采用自由鍛或機加工方法會浪費大量材料。等溫模具鍛造技術具有尺寸精確、材料利用率高、鍛造所需液壓機噸位小以及組織均勻等優點。等溫鍛造由于鍛件與模具溫度相同，消除了溫鍛工藝冷模效應，大幅度降低了材料變形抗力，非常適合復雜型面模鍛件的精密成形，受到了國內外學者的普遍關注。同時，等溫鍛造對模具強度和鍛件設計提出了很高的要求，要獲得充填完好的航空接頭鍛件并不容易，其工藝制訂常規做法是采用多次工業試驗方法，調試確定鍛造工序與模具，這個導致了制造成本與生產周期的增加。
隨著計算機和CAE技術發展，數值模擬方法已成為求解復雜成形問題的強有力工具。QForm由俄羅斯Quantor公司專家基于有限元計算方法開發而成，專門用于解決鍛造問題，適合于模擬冷鍛、溫鍛和熱鍛等工藝。同時，QForm也可以模擬粉末鍛造和鐓鍛，適應設備有機械壓力機、鍛錘、螺旋壓力機、液壓機和多錘頭壓機。QForm優點在于不需人工控制網格生成、步距和其他數值模擬特定參數，結果準確度與用戶對有限元技術熟練程度無關。
展開 
Qform-最容易使用的鍛造模擬軟件
Qform基礎
QForm由俄羅斯Quantor公司專家基于有限元計算方法開發而成Qform專門用于解決鍛造問題多年提供與實際情況相一致的模擬
具有簡單明了友好操作界面，初始化參數準備，具有全自動向導功能
模擬過程自動完成
軟件物美價廉
該軟件的模擬成本低：
硬件為廉價PC 機
數據準備快速
獲得使用版權的成本低
QForm 開發過程
QForm鍛造模擬軟件的開發是基于莫斯科鋼鐵合金學院幾十年的研究成果
在六七十年代首次建立了第一個金屬成形過程中金屬流動的數學模型
八十年代數學模型與有限元結合在一起開始開發金屬模擬軟件研究代碼
八九年Quantor 公司成立開始開發銷售具有商業價值的金屬成形模擬軟件
1989年后的八年來我們開發了基于DOS操作系統的軟件：FORM2D
2000年開始發行基于Windows版的程序代碼
2001年開始發行新一代的Qform3D中文模擬軟件
現在QForm軟件在世界范圍內為大學、科研機構和先進的鍛造工廠廣泛應用
展開 數值模擬鍛造成形的關鍵技術及應用
數值模擬鍛造成形的關鍵技術及應用<BR><Font color=#FF0000><B>.PS.:</B>該帖附件于2006-10-11 19:30:42被海天之吻評為3星級，為發貼者加分60。</Font><BR><Font color=#FF0000><B>點評:</B></Font>希望樓主以后多多上傳一些類似資料！
數值模擬鍛造成形的關鍵技術及應用.pdf
主推力節鍛造成形過程有限元模擬
近年來，隨著計算機軟硬件的飛速發展，數值模擬技術在減少試模過程，縮短產品開發周期，降低產品成本等方面發揮著越來越重要的作用。將有限元仿真技術應用于先進航空發動機零部件的工藝準備階段，根據分析結果優化工藝方案和工藝參數，避免缺陷的產生，從而提高產品質量。數值模擬技術已成為使塑性加工由“經驗”走向“科學”、由“定性”走向“定量”的橋梁，并逐漸成為塑性加工技術研究和發展的強有力工具。
40CrNiMoА 鋼是一種優良的低合金高強度調質鋼，有良好的室溫強度、塑性以及淬透性，廣泛應用于航空、汽車等領域。航空發動機用40CrNiMoА 主推力節整體結構為有一定彎曲角度的薄壁鍛件，包括多個異面凸臺和與凸臺相連接的筋板，屬于高筋薄壁的復雜零件，在鍛造成形過程中容易出現充不滿、折疊等缺陷。為防止鍛件在成形過程中產生缺陷，我們利用Deform-3D 數值模擬仿真軟件對40CrNiMoА 主推力節鍛造成形過程，進行三維有限元模擬，動態展現鍛件成形過程的金屬流動，分析溫度場和應變場的分布規律，預測鍛件的折疊和充不滿等成形缺陷，從而為工藝設計提供參考和理論依據。
有限元模擬條件
初始條件設定
根據模具設計得到的結果，應用繪圖軟件UG 對模具和坯料進行三維實體造型，將圖形以STL 格式保存，導入Deform-3D 前處理器。主推力節鍛造過程模擬的有限元模型，如圖1 所示。
材料定義
在材料成形過程中，模具一般只發生微小的彈性變形，本文將模具設置為剛體，鍛件的材料設定為40CrNiMoА。
模擬參數的設定
圖1 主推力節鍛件模擬模型
鍛造過程模擬參數包括工/模具材料、模具預熱溫度、鍛造溫度、鍛造速度和摩擦條件等。為了保證幾何模型的離散和計算精度，采用四面體網格進行幾何體的網格劃分。
展開 KD鍛造法鍛造工藝參數模擬研究
KD鍛造法是第一重型機器廠創造，采用上下V形寬砧大壓下量鍛造的方法，該鍛造法有利于增加鍛件心部三向壓應力，提高鋼錠內部缺陷的鍛合效果。在實際生產應用過程中，通過實際跟蹤發現，按照以往經驗進行設定工藝參數與實際生產數據存在一定偏差，為進一步提高工序操作一致性，利用計算機對KD鍛造法進行模擬研究分析，研究其金屬流動規律性，制定鍛造過程工藝參數設計原則，從而指導工藝參數的設定，保證工序操作一致性。
研究方案
方案制定
分別模擬90°、60°、45°旋轉角度的拔長過程，壓下量按照20%控制，對比不同旋轉角度時對坯料心部的壓實效果，選取最優方案，進一步研究每趟次的實際展寬系數，從而達到指導工藝參數的設定，保證工序操作一致性的目的。
仿真模擬模型的建立
V形砧工具按照開口角度135°、砧寬800mm（圖1），坯料規格按照φ650mm×1600mm進行建模（圖2）。
圖1 V形砧模型
圖2 坯料模型
研究數據分析
對不同翻轉角度模擬分析
分別按照翻轉角度90°、60°、45°，壓下量20%進行模擬計算，對其模擬結果進行匯總分析，如圖3所示。
圖3 三種方案模擬示意圖
⑴方案一中的拔長過程V砧與坯料每次壓下接觸正常，保證了坯料各部受力均勻，有利于坯料心部質量的改善。方案二、方案三在模擬壓下過程中，均存在V形砧單邊接觸的情況，不利于坯料各部的均勻受力，也增加了操作機鉗臂的橫向負荷，對設備存在一定程度的損害。
⑵通過對比三種方案坯料心部的等效應變情況，方案二拔長過程中心部最大等效應變大于方案一最大等效應變，但從截面的等效應變分布情況來看，方案一效果明顯優于方案二，方案三拔長效果與方案一、方案二相比，心部等效應變效果最差。
展開 三聯齒輪鍛造成形數值模擬及模具結構優化
齒輪形狀復雜，材質、尺寸精度、表面質量及綜合機械性能均要求很高，傳統的加工方法是通過機械加工的方式得到需要的齒輪，為改進齒輪切削加工的缺點，用鍛造工藝快速生產高質量的齒輪已成全球趨勢。
目前，提高齒輪的成形質量主要通過改善鍛造模具的結構、鍛造工藝、齒輪結構等有關變量，實現鍛件使用壽命和性能的提高。齒輪的成形難點是齒形型腔不能完整充滿，隨著工業和生產技術的不斷發展，一次鍛造工藝已經滿足不了齒輪鍛件對齒形的鍛造要求，所以出現了“一火兩鍛”工藝，預鍛工步能改善金屬在終鍛時的充填性，避免終鍛時鍛件出現折疊、裂紋等缺陷，且有利于提高模具壽命。
本文從終鍛件產生的折疊缺陷出發，通過模擬發現產生缺陷的原因在于預鍛件結構設計不合理。根據模擬分析結果，在預鍛件齒頂處增大過渡斜角，且以大R角連接，可提高鍛件的成形質量，保證使用要求。
三聯齒輪鍛造數值模擬
模擬方案
與傳統鍛造流程相比，采用三維設計軟件和有限元分析軟件結合的方式能夠大大提高成形質量和工作效率。應用三維CAD 繪圖軟件在機械產品設計中不僅能用三維圖形象直觀逼真地表達設計思想，而且能很方便地將創建的三維實體模型用作分析模型。圖1所示零件為重卡汽車使用的三聯齒輪，該零件一般采用熱鍛成形，本研究中考慮其鍛件尺寸較大，一次成形變形抗力太大，很難保證三聯齒輪成形質量和模具壽命，且模具結構優化難度大、成本高，故改用“一火兩鍛”工藝成形。通過有限元軟件模擬鍛件成形過程，發現產生成形缺陷的原因，為了保證鍛件的成形質量，根據分析結果采取增大預鍛件過渡斜角，并以大R 角連接的方案。
圖1 三聯齒輪結構
數值模擬結果與分析
零件在鍛造時，終鍛件（圖2）紅色標記處出現折疊缺陷。按傳統方法經過幾次優化預鍛模具都未能消除缺陷，也未曾找到缺陷出現的根本原因。
展開 三聯齒輪鍛造成形數值模擬及模具結構優化
齒輪形狀復雜，材質、尺寸精度、表面質量及綜合機械性能均要求很高，傳統的加工方法是通過機械加工的方式得到需要的齒輪，為改進齒輪切削加工的缺點，用鍛造工藝快速生產高質量的齒輪已成全球趨勢。
目前，提高齒輪的成形質量主要通過改善鍛造模具的結構、鍛造工藝、齒輪結構等有關變量，實現鍛件使用壽命和性能的提高。齒輪的成形難點是齒形型腔不能完整充滿，隨著工業和生產技術的不斷發展，一次鍛造工藝已經滿足不了齒輪鍛件對齒形的鍛造要求，所以出現了“一火兩鍛”工藝，預鍛工步能改善金屬在終鍛時的充填性，避免終鍛時鍛件出現折疊、裂紋等缺陷，且有利于提高模具壽命。
本文從終鍛件產生的折疊缺陷出發，通過模擬發現產生缺陷的原因在于預鍛件結構設計不合理。根據模擬分析結果，在預鍛件齒頂處增大過渡斜角，且以大R角連接，可提高鍛件的成形質量，保證使用要求。
三聯齒輪鍛造數值模擬
模擬方案
與傳統鍛造流程相比，采用三維設計軟件和有限元分析軟件結合的方式能夠大大提高成形質量和工作效率。應用三維CAD 繪圖軟件在機械產品設計中不僅能用三維圖形象直觀逼真地表達設計思想，而且能很方便地將創建的三維實體模型用作分析模型。圖1所示零件為重卡汽車使用的三聯齒輪，該零件一般采用熱鍛成形，本研究中考慮其鍛件尺寸較大，一次成形變形抗力太大，很難保證三聯齒輪成形質量和模具壽命，且模具結構優化難度大、成本高，故改用“一火兩鍛”工藝成形。通過有限元軟件模擬鍛件成形過程，發現產生成形缺陷的原因，為了保證鍛件的成形質量，根據分析結果采取增大預鍛件過渡斜角，并以大R 角連接的方案。
圖1 三聯齒輪結構
數值模擬結果與分析
零件在鍛造時，終鍛件（圖2）紅色標記處出現折疊缺陷。按傳統方法經過幾次優化預鍛模具都未能消除缺陷，也未曾找到缺陷出現的根本原因。
展開 凸緣鍛件模具設計及工藝優化
由于容器凸緣件整體結構較為復雜，縱深較大，壁厚較薄，鍛造成形具有很大的困難，易出現充型不滿的情況。
對于凸緣等類型的零件，很多學者進行了研究。崔海峰等分析不同凹度下外圈密封圈安裝面和溝道的變形，結果表明外圈凸緣安裝面凹度有助于改善外圈安裝變形。鄢光旭等針對該帶增厚凸緣的離合器轂體，進行了增厚凸緣的沖鍛(翻孔及鐓粗)過程的精度研究。束學道針對焊接易導致零件產生變形降低加工精度的難題，提出了多工步整體熱旋成形零件方法，為帶凸緣深錐形薄壁回轉件的旋壓成形提供了理論基礎。
本文以容器凸緣件為例，設計鍛造凸緣的模具，同時利用Deform-3D 軟件對凸緣件進行了模擬，并對毛坯形狀進行了優化。
模具設計
圖1 為凸緣件，此種凸緣件縱深較長(98mm)，最薄處6.6mm，成形難度較大。本次采用開式鍛造，圖2 為設計的模具，周圍有一周飛邊，主要保證充型的飽滿。加工余量為3mm，模鍛斜度為7°。
圖1 凸緣件
圖2 模具型腔圖
模擬設置
模具設為剛體，坯料為塑性體，材料為40Cr。由于四面體網格計算比較精確，采用四面體單元對工件進行網格離散劃分，網格總數為50000 個。工件與模具之間的傳熱系數為5N/(s·mm·℃)，摩擦系數為0.3。為方便計算，模擬采用四分之一模型進行，模擬模型如圖3 所示。表1 為模擬中采用的工藝參數。
圖3 凸緣模擬模型
表1 模擬參數
模擬成形分析
由于凸緣件結構比較復雜，為了獲得更好的成形效果，設計了三種不同的坯料尺寸，如表2 所示。
表2 坯料尺寸方案
圖4 為方案一鍛造模擬圖，坯料鍛造過程中，隨著上模的不斷下行，坯料逐漸成形，整體成形比較平穩，成形后的工件沒有大的缺陷，但是飛邊比較大，原材料損失較大，不利于實際生產。
展開 
有限元模擬技術在從板鍛造過程中的應用
為滿足澳大利亞客戶需求，我公司在鑄造從板的基礎上設計開發了16型、17型車鉤鍛造從板（圖1）。從板是鐵路貨車鉤緩裝置的重要配件，在車輛運行中，起到傳遞沖擊力和牽引力的作用，從板的質量直接影響行車安全。鍛造從板的材質為25MnCrNiMoA，成品重量為34kg。由于16型和17型從板結構及尺寸基本相同，所以本文僅對17型車鉤從板的鍛造工藝進行研究，采用Deform-3D軟件對17型從板的鍛造過程進行仿真模擬，為16型、17型從板的生產提供理論依據和支撐，縮短試制周期。
（a）16型車鉤鍛造從板
（b）17型車鉤鍛造從板
圖1 16型和17型車鉤鍛造從板
模擬方案制定
通過對17型從板進行初步的工藝分析，制定模鍛方案為鐓粗→拍扁→終鍛，如圖2所示。采用中頻感應爐進行加熱，選用尺寸為φ130mm圓鋼作為坯料，坯料加熱溫度為1150℃，模具預熱溫度為150℃，鐓粗至250mm高，拍扁至90mm厚，然后將拍扁后的坯料放置在終鍛模中心，進行終鍛。
（a）鐓粗
（b）拍扁
（c）終鍛
圖2 模鍛方案
鐓粗過程模擬分析
前處理模擬參數設定
坯料尺寸為φ130mm×370mm，坯料網格劃分數量為102546個；上模速度設為500mm/s，每步步進1mm，庫倫摩擦系數設定為0.3；選擇25MnCrNiMoA作為模擬材料，坯料加熱溫度為1150℃，上下模具溫度為150℃，設置模擬過程中環境溫度為20℃，與空氣對流換熱系數為0.02 N/s·mm℃，坯料與模具熱傳導系數為11 N/s·mm℃。
變形過程分析
將坯料鐓粗至250mm高，此時坯料上下表面溫度下降明顯，降低至890℃左右，其他位置只與空氣發生熱交換，且成形時間較短，加之坯料塑性變形對坯料溫度補償，所以除上下表面，其他位置溫度基本沒變或略有升高。
展開 MSC.superforge概述
MSC.SuperForge提供的圖形界面網格稀化器，可以在兩個鍛造道次之間稀化材料表面小平面。采用圖形界面的網格稀化器后，模擬速度大大加快，所需內存反而減少。表面稀化的精度由用戶根據可以接受的體積增/減量來定義。鍛造的橫擠效應：MSC.SuperForge 改進的分辨率增強技術 (RET)能夠模擬鍛造過程的材料橫向流動。2D鍛造仿真：MSC.SuperForge 是3D的鍛造模擬軟件，也提供了2D的鍛造模擬能力。采用全3D分析結合對稱條件，對平面應變或軸對稱鍛造提供更精確的模擬。用戶可以隨意選擇2D或3D的鍛造過程分析。如果想按2D鍛造分析，在圖形界面的3D模型上施加平面條件即可完成2D分析。2D分析結果按3D顯示。高級結果可視化和動畫處理：自動輸入結果文件，支持等值線、速度矢量、切片、時程曲線、動畫等多種后處理功能，并且允許多窗口顯示，便于結果比較。此外，諸如部件幾何尺寸測量、變量數值詢問等結果解釋工具，也一并提供。 結果后處理在線幫助系統：在線幫助系統為用戶提供如何使用圖形界面和鍛造過程模擬指南，例如，幫助系統的 getting started 部分和輸入數據的完整描述幫助用戶快速學會使用MSC.SuperForge。四 鍛造數值模擬的益處 在費用昂貴的模具制造和工藝過程確定之前，用戶采用數值工具模擬鍛造過程，在時間和費用上都會受益。MSC.SuperForge幫助用戶：· 減少原型試驗次數 · 改進模具設計、提高模具壽命 · 減少原材料浪費 · 以更經濟和快速的計算機模擬和優化，減少反復試探次數 · 縮短產品開發時間，提高產品質量
展開 MSC.SuperForge簡述
MSC.SuperForge提供的圖形界面網格稀化器，可以在兩個鍛造道次之間稀化材料表面小平面。采用圖形界面的網格稀化器后，模擬速度大大加快，所需內存反而減少。表面稀化的精度由用戶根據可以接受的體積增/減量來定義。鍛造的橫擠效應：MSC.SuperForge 改進的分辨率增強技術 (RET)能夠模擬鍛造過程的材料橫向流動。2D鍛造仿真：MSC.SuperForge 是3D的鍛造模擬軟件，也提供了2D的鍛造模擬能力。采用全3D分析結合對稱條件，對平面應變或軸對稱鍛造提供更精確的模擬。用戶可以隨意選擇2D或3D的鍛造過程分析。如果想按2D鍛造分析，在圖形界面的3D模型上施加平面條件即可完成2D分析。2D分析結果按3D顯示。高級結果可視化和動畫處理：自動輸入結果文件，支持等值線、速度矢量、切片、時程曲線、動畫等多種后處理功能，并且允許多窗口顯示，便于結果比較。此外，諸如部件幾何尺寸測量、變量數值詢問等結果解釋工具，也一并提供。 結果后處理在線幫助系統：在線幫助系統為用戶提供如何使用圖形界面和鍛造過程模擬指南，例如，幫助系統的 getting started 部分和輸入數據的完整描述幫助用戶快速學會使用MSC.SuperForge。四 鍛造數值模擬的益處 在費用昂貴的模具制造和工藝過程確定之前，用戶采用數值工具模擬鍛造過程，在時間和費用上都會受益。MSC.SuperForge幫助用戶：· 減少原型試驗次數 · 改進模具設計、提高模具壽命 · 減少原材料浪費 · 以更經濟和快速的計算機模擬和優化，減少反復試探次數 · 縮短產品開發時間，提高產品質量
展開 淺談航空發動機行業鍛造車間柔性生產單元建設
機器人在鍛造生產單元上的應用
鍛造車間生產環境不好，鍛造設備可能導致發生安全事故，同時煙塵、有害氣體、噪聲和震動等問題對操作者的健康也造成了嚴重危害。采用機器人代替操作者不僅可以避免以上問題，還對提高產品質量有好處。鍛造機器人應具備多自由度機械手、脫模劑噴淋設備兩個模塊。多自由度機械手實現坯料從加熱爐到鍛造設備之間的轉移，以及鍛造完成之后鍛件從鍛模中取出等功能。機械手的夾持器應該是通用的或可以簡易更換的，以滿足不同產品的夾持需求。脫模劑噴涂設備主要是用于吹除氧化皮以及向鍛模噴涂脫模劑，以保證產品質量和提高模具壽命。
已有諸多廠家具有設計自動化生產線的能力，并用于實際生產，給客戶帶來了極大的經濟效益，如武漢新威奇科技有限公司研發了多條自動化生產線，可用于葉片類鍛件、對稱形狀類鍛件等不同鍛件的生產。
圖2 武漢新威奇研制的鍛造生產線
有限元仿真的應用
鍛造模擬軟件在鍛造生產廠家已經普遍應用，是技術更新的重要工具，常用的鍛造模擬軟件有DEFORM、FORGE、QFORM等。能對鍛件成形全過程進行很直觀的模擬仿真，經求解計算，通過對各種參數的修改，在計算機中進行模擬、修改方案，確定一個最優的鍛造工藝方案（如圖3所示），避免了用原材料對每種工藝方案進行實物試制，可節約大量人力、物力、財力，還能模擬模具的使用狀況（如圖4、圖5所示），用于指導模具設計。
圖3 鍛造模擬過程
圖4模具表面應力
圖5模具磨損請況
特別是有部分復雜鍛件、難變形合金鍛件，需通過預鍛、終鍛成形，用傳統方法，憑經驗設計模具和工藝方案，需多次試制，造成高昂的模具費用，而利用鍛造模擬軟件對鍛造過程進行模擬仿真，能有效的顯現出鍛件流線、應力場、溫度場等參數，預測組織和缺陷（如圖6所示）。
展開 