金屬工藝
關(guān)注創(chuàng)建者：史子邁 創(chuàng)建時間：2018-01-02
金屬工藝的視頻教程
abaqus拉拔成型分析
通過案例詳細(xì)展示了使用abaqus模擬金屬拉拔成型工藝的過程。 本案例中采用顯式動力學(xué)分析方法，包含金屬材料塑性、動力學(xué)接觸、模具設(shè)置等問題，其分析方法可擴(kuò)展至所有模具成型問題。
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型材輥彎成型仿真
適用人群 從事輥彎成型工藝研發(fā)與優(yōu)化的工程師 機(jī)械、材料、制造工程專業(yè)的高校師生 關(guān)注金屬型材成型工藝的研究人員 企業(yè)從事生產(chǎn)管理、質(zhì)量控制的技術(shù)人員 課程內(nèi)容 型材輥彎成型基礎(chǔ)：工藝原理、材料特性及典型應(yīng)用 數(shù)值仿真基礎(chǔ)：建模方法、材料本構(gòu)、邊界條件設(shè)置等 輥彎成型的數(shù)值仿真分析：應(yīng)力應(yīng)變分布、模具作用力提取等 學(xué)習(xí)收益 掌握型材輥彎成型的工藝原理 熟悉數(shù)值仿真在輥彎成型中的應(yīng)用
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金屬工藝的實例教程
精彩直播預(yù)告
金屬加工與連接工藝是零部件與總成件生產(chǎn)制備的必要方法，金屬件常用的制備工藝有塑性加工、焊接等工藝，這其中又細(xì)分為冷熱鍛、鈑金、軋制，弧焊、激光焊、電阻點焊、SPR/TOX等等諸多工藝。但無論是哪一類細(xì)分領(lǐng)域的工藝，工程師在早期工藝設(shè)計階段大都會借助CAE仿真的手段進(jìn)行工藝可行性分析與缺陷預(yù)測。
此前我們介紹了海克斯康面向金屬加工領(lǐng)域的各項解決方案，例如Simufact Forming成形與熱處理工藝仿真方案、Simufact Welding焊接結(jié)構(gòu)工藝仿真方案等等。對于某一工藝細(xì)節(jié)的仿真分析，使用單一專業(yè)方案能夠快速有效的進(jìn)行工藝可行性研究。但在諸多工藝類型中，前序工藝都會對當(dāng)前所要分析的工藝產(chǎn)生顯著影響，例如鈑金件生產(chǎn)制備的殘余應(yīng)力會顯著影響焊接的變形趨勢。因此我們在仿真時，需要考慮工藝鏈上游對下游的深遠(yuǎn)影響，進(jìn)行工藝鏈?zhǔn)椒抡娣治觯拍軌蚴刮覀兊?em>工藝仿真更為精確。
本期海克斯康直播講堂請到了金屬制造工藝鏈仿真專家李仁軍為我們帶來Simufact金屬制造工藝鏈仿真解決方案及新功能介紹，通過從自由鍛過程對鑄造件縮孔縮松的影響，鈑金成形殘余應(yīng)力對焊接變形的深遠(yuǎn)影響，以及成形與熱處理混合加工的仿真策略，從鑄造到成形、從成形到焊接，逐步引出工藝鏈?zhǔn)椒抡娣治龅谋匾裕詈髮⒄故净趯嶋H掃描幾何的焊接結(jié)構(gòu)仿真與重力補(bǔ)償?shù)娜鹿δ埽钊虢榻BSimufact金屬制造工藝鏈仿真解決方案，更多精彩，敬請期待。
展開 01金屬擠壓理論與工藝（謝建新）
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展開 這種漸進(jìn)的熔化和冷卻的層相互發(fā)生作用，且內(nèi)部存在著強(qiáng)烈的物理、化學(xué)變化、復(fù)雜的成形冶金機(jī)理，使得完全從原理層面去掌握金屬增材制造工藝非常困難。
對于一個實際金屬打印件，如果完全憑借經(jīng)驗或者直觀感覺，進(jìn)行打印的成功率較低，通常采用試錯方法，既浪費了成本，又大大增加了產(chǎn)品成功打印的制造周期。
圖1：影響金屬3D打印結(jié)果的因素，來源：安世亞太
質(zhì)量保證是金屬打印至關(guān)重要的要素，金屬增材制造可能出現(xiàn)所打印的零部件變形、開裂的問題。同一個部件，在加工參數(shù)、層數(shù)、材料相同的條件下，構(gòu)建過程中采取不同的取向和位置，所帶來的微觀組織和屬性也是不同的。基本上，垂直方向柱狀晶的殘余應(yīng)力水平低，水平方向馬氏體相殘余應(yīng)力水平高。
如此多的因素會影響到金屬3D打印的結(jié)果，這就帶來了仿真的重要性。
增材制造工藝參數(shù)仿真主要研究加工參數(shù)、粉末、幾何構(gòu)型等因素對于宏觀變形、殘余應(yīng)力，部件微觀內(nèi)部金相組織及性能的影響。
控形與控性，是金屬增材工藝中兩個重要考察指標(biāo)。產(chǎn)品打印過程中，也必須關(guān)注宏觀控形，包括翹曲變形、部件開裂、刮板碰撞或支撐開裂等問題，微觀控性中，需要關(guān)注孔隙率、相變、球化、顆粒尺寸、一次和二次枝晶結(jié)構(gòu)和初始位錯密度等微觀特性，表征到打印件后續(xù)質(zhì)量即為金屬件力學(xué)性能和特性。
金屬增材工藝仿真的價值
基于機(jī)器和粉末的標(biāo)定試驗，獲取宏觀的變形修正參數(shù)和微觀的單道掃描信息和參數(shù)，在產(chǎn)品設(shè)計初期或者增材制造工藝制定期間，利用CAE仿真分析技術(shù)，進(jìn)行數(shù)字仿真以提前獲取產(chǎn)品打印的性能特性，是解決金屬增材工藝質(zhì)量問題的一個重要手段和方法。
通過提前預(yù)測并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝優(yōu)化，使得物理的樣品打印減少失敗概率，同時較大程度地減少打印成本，不合格產(chǎn)品的數(shù)量和試錯次數(shù)也大為降低。
展開 金屬切削是金屬成形工藝中的材料去除加成形方法，在當(dāng)今的機(jī)械制造中仍占有很大的比求。因此加工中心的金屬切削技術(shù)在機(jī)械制造工藝中的應(yīng)用十分廣泛。
金屬切削過程是工件和刀具相互作用的過程。任何切削加工都必須具備三個基本條件：切削工具、工件和切削運(yùn)動。刀具從待加工工件上切除多余的金屬,并在控制生產(chǎn)率和成本的前提下，使工件得到符合設(shè)計和工藝要求的幾何精度、尺寸精度和表面質(zhì)量。為實現(xiàn)這一過程，工件與刀具之間要有相對運(yùn)動,即切削運(yùn)動。
金屬材料的切削加工有很多分類，常見的分類方法有按照工藝特征、按材料切削除率、加工精度和表面成型。
切削加工的工藝特征取決于切削工具的結(jié)構(gòu)和切削工具與工件之間相對運(yùn)動形式。而加工中心常用的加工形式有超精加工、螺紋加工、銑削、鉆削等。
按照被加工坯件的切除量和加工精度，切削加工可分為粗加工、半靜加工、精加工、修飾加工和超精度加工。開粗加工是用大的切削深度，經(jīng)一次或少數(shù)幾次走刀，從工件上切去大部分或全部加工余量的加工方法，一般用作預(yù)先加工。半精加工一般作為粗加工與精加工之間的中間工序;精加工是用精細(xì)切削的方式，使加工表面達(dá)到較高的精度和表面質(zhì)量。根據(jù)加工需要的不同來選擇不同的加工方式。
機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展，提高了對金屬切削加工工藝的要求。我國的金屬切削工藝歷史悠久，但是隨著時代的發(fā)展，其工藝技術(shù)仍需完善。我國重工業(yè)技術(shù)起步晚，因此還需要借鑒發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)經(jīng)驗，努力提高自身技術(shù)水平，提高工件精度、質(zhì)量，使機(jī)械制造業(yè)更上一個臺階。
展開 圖3 DEFORM協(xié)助工藝流程制定
針對擠壓成形工藝面對的各種問題，DEFORM能夠通過在計算機(jī)中模擬擠壓工藝過程預(yù)測零件可能出現(xiàn)的表面折疊、表面折縫、縮孔和裂紋等各種缺陷并能計算擠壓零件除應(yīng)力過程后零件的性能，同時能夠?qū)δ＞邞?yīng)力分布及模具磨損進(jìn)行計算。DEFORM擠壓成形工藝分析以廣泛應(yīng)用于汽車零部件制造企業(yè)的工藝研發(fā)中，如納鐵福傳動軸、太平洋精密鍛造、東風(fēng)粉末廠及其他軸、齒輪、轉(zhuǎn)向架等工業(yè)生產(chǎn)用戶。
4.1 鋁合金冷擠壓成形分析
通過對發(fā)動機(jī)活塞擠壓成形過程數(shù)值模擬計算，預(yù)測出現(xiàn)了中心部位“凹陷”，通過下圖跟實際實驗的對比可以看出DEFORM準(zhǔn)確的預(yù)測出該缺陷的發(fā)生。
圖4 鋁合金冷擠壓成形分析結(jié)果
分頁4.2 金屬正擠壓分析
金屬擠壓成形過程會產(chǎn)生金屬的大位移流動現(xiàn)象，形成金屬件內(nèi)部的拉壓應(yīng)力，多數(shù)情況下，拉應(yīng)力造成諸如軸類件的內(nèi)部成形裂紋，使加工件產(chǎn)生報廢。DEFORM提供多種韌性斷裂準(zhǔn)則，通過拉應(yīng)力失效能夠預(yù)測金屬軸類件擠壓成形過程中發(fā)生的“人”字型裂紋及斷裂現(xiàn)象，本案例在汽車軸類件擠壓過程中通過模擬預(yù)測出現(xiàn)芯部拉裂，實際試驗的圖片也驗證了這一預(yù)測的準(zhǔn)確性。
圖5 金屬正擠壓分析
4.3 鋁合金穩(wěn)態(tài)熱擠壓成形分析
熱擠壓成形為國內(nèi)外鋁型材行業(yè)的主要成形工藝，該成形工藝下金屬流動行為常以分流、焊合等復(fù)雜方式進(jìn)行，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計相當(dāng)復(fù)雜，錯誤的工藝及模具設(shè)計均會造成生產(chǎn)出的型材發(fā)生扭擰、波紋、開裂、縮尾等缺陷，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量及美觀。DEFORM提供獨特的ALE成形求解方法能夠更加快速、準(zhǔn)確的完成穩(wěn)態(tài)擠壓分析，同時避免了Lagrange算法中由于網(wǎng)格扭曲引起的頻繁網(wǎng)格重劃分，準(zhǔn)確預(yù)測擠型缺陷。
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金屬工藝的最新內(nèi)容
3、真空鍍膜技術(shù)（PVD）
在高真空環(huán)境中，將金屬（如鋁）蒸發(fā)后冷凝在塑膠表面，形成20-200nm的薄金屬層。工藝溫度低（≤80℃），不損傷基材，可實現(xiàn)玫瑰金、藍(lán)色、黑色等多種金屬色，還能保持塑膠的輕量化優(yōu)勢。適合3C產(chǎn)品外殼、化妝品包裝、燈飾配件，環(huán)保無化學(xué)污染，裝飾效果高端且耐久性好。
FLOW-3D CAST 為各種金屬鑄造工藝提供完整的流場和熱力學(xué)場全方位解決方案，特別在一體化壓鑄與半固態(tài)成型方面展現(xiàn)出卓越優(yōu)勢。FLOW-3D CAST 提供詳細(xì)的鑄件填充及凝固和模具熱平衡信息，并追蹤工藝過程中各種缺陷，如縮孔、縮松、表面夾渣、卷氣、困氣、沖砂、冷隔、澆不足、機(jī)械性能、熱應(yīng)力和變形等，也可以分析砂型及金屬型溫度分布和其他特殊功能。
為了進(jìn)一步提高電容值，MIM電容器通常由三塊板構(gòu)成，其中兩層是標(biāo)準(zhǔn)制造工藝的金屬層（通常是最上層），中間是一個特殊金屬層。這種獨特的布局使MIM電容器能夠?qū)崿F(xiàn)更高的電容密度，同時保持絕緣介電材料的穩(wěn)定性能和低漏電優(yōu)勢。
無論是汽車車身輕量化、航空航天結(jié)構(gòu)優(yōu)化、電子設(shè)備可靠性驗證，還是新能源電機(jī)設(shè)計、金屬成型工藝改進(jìn)，HyperWorks 都能提供一站式、高效率、高可靠的仿真解決方案。
選擇 Altair HyperWorks，就是選擇全球領(lǐng)先的技術(shù)、成熟完善的方案、持續(xù)創(chuàng)新的能力，更是為企業(yè)研發(fā)注入強(qiáng)勁數(shù)字動力，在激烈的市場競爭中搶占先機(jī)、領(lǐng)跑未來！
為了進(jìn)一步提高電容值，MIM電容器通常由三塊板構(gòu)成，其中兩層是標(biāo)準(zhǔn)制造工藝的金屬層（通常是最上層），中間是一個特殊金屬層。這種獨特的布局使MIM電容器能夠?qū)崿F(xiàn)更高的電容密度，同時保持絕緣介電材料的穩(wěn)定性能和低漏電優(yōu)勢。
磨床加工屬于精密金屬切削工藝，相較于普通車床、銑床加工，其磨屑更細(xì)、加工精度要求更高、產(chǎn)熱更集中，對切削液的冷卻、清洗、潤滑、防銹性能有著專屬且嚴(yán)苛的要求，磨床專用切削液正是針對這些工況特點研發(fā)設(shè)計，能精準(zhǔn)匹配磨床加工的工藝需求，在保障加工精度、延長砂輪壽命、提升生產(chǎn)效率中發(fā)揮關(guān)鍵作用，其性能特點與應(yīng)用價值具體解析如下。
01
檢測背景
塑料閥體憑借質(zhì)量輕、耐腐蝕、成本低等優(yōu)勢，在化工、機(jī)械、電子等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，但其表面硬度低、耐磨性差，需通過電鍍、化學(xué)鍍等工藝制備金屬鍍層（常用鍍鎳、鍍鋅）提升性能。鍍層厚度是核心質(zhì)量指標(biāo)，過薄無法形成有效防護(hù)，導(dǎo)致閥體早期失效、泄漏；過厚浪費貴金屬，增加成本且易產(chǎn)生應(yīng)力開裂，因此必須開展厚度檢測。
同時，優(yōu)質(zhì)的沉降型切削液配方經(jīng)過科學(xué)調(diào)配，在實現(xiàn)沉降特性的同時，并未弱化潤滑、冷卻、防銹等核心性能，其添加的抗磨劑、防銹劑能滿足常規(guī)金屬加工的工藝需求，在碳鋼、鑄鐵等黑色金屬的粗加工、半精加工中，能有效減少刀具磨損，為工件提供工序間防銹保護(hù)，且油液在長期使用中不易出現(xiàn)變質(zhì)、發(fā)臭，換油周期相對穩(wěn)定。 使用成本可控，適配性強(qiáng)也是沉降型切削液的突出特點。
切削液在金屬加工中的核心作用解析2個月前
切削液是金屬切削、磨削加工過程中不可或缺的工業(yè)輔料，作為刀具與工件之間的介質(zhì)，其通過物理與化學(xué)作用的結(jié)合，解決加工過程中產(chǎn)生的摩擦、高溫、雜質(zhì)殘留、金屬銹蝕等問題，不僅能保障加工精度與工件品質(zhì)，還能延長刀具和設(shè)備使用壽命、提升生產(chǎn)效率，是現(xiàn)代金屬加工工藝中保障生產(chǎn)有序開展的關(guān)鍵，其核心作用主要體現(xiàn)在以下五大方面。 潤滑作用是切削液的核心功能之一，直接決定加工過程的順暢性。
切削液的應(yīng)用與金屬加工工藝深度綁定，其行業(yè)覆蓋度隨工業(yè)制造的發(fā)展不斷拓展，不同行業(yè)根據(jù)自身的加工材質(zhì)、工藝精度、生產(chǎn)規(guī)模，選擇適配類型的切削液，而切削液的性能也在適配各行業(yè)需求的過程中不斷升級，成為推動工業(yè)制造高效、精密發(fā)展的重要輔料。
