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Abaqus/Explicit：ALE自適應(yīng)網(wǎng)格方法的具體操作步驟幾何模型幾何模型采用Lippmann(1979)提出的標(biāo)準(zhǔn)測試案例，并在“圓柱體坯料的鐓粗：耦合溫度-位移與絕熱分析”中定義。它是一個圓形坯料，長度為30mm，半徑為10mm，在兩個定義為完全粗糙的平坦剛性模具之間被壓縮。為軸對稱模型，并且由于坯料的中間面是一個對稱平面，因此只包含了坯料的上半部分。

正式模鍛工藝方案設(shè)計依據(jù)鍛件、沖孔連皮和飛邊的總體積，加上金屬的加熱燒損率計算出所需坯料體積，再根據(jù)坯料在鐓粗時不致產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象以及備料方便，按照坯料長度與直徑最大鐓粗比計算出坯料規(guī)格直徑最小為φ255mm。根據(jù)對模鍛初始工藝方案坯料定位的分析以及低成本采購坯料的考量，結(jié)合下模型腔結(jié)構(gòu)，經(jīng)過分析論證坯料直徑規(guī)格調(diào)整為φ260mm，依據(jù)此直徑規(guī)格及坯料定位要求重新設(shè)計的內(nèi)孔結(jié)構(gòu)如圖3所示。

輥鍛輥鍛是指用一對相向旋轉(zhuǎn)的扇形模具使坯料產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需鍛件或鍛坯的鍛造工藝。圖14　輥鍛示意圖輥鍛變形原理如上所示。輥鍛變形是復(fù)雜的三維變形。大部分變形材料沿著長度方向流動使坯料長度增加，少部分材料橫向流動使坯料寬度增加。輥鍛過程中坯料根截面面積不斷減小。輥鍛適用于軸類件拔長，板坯輾片及沿長度方向分配材料等變形過程。

圖9 方案三鍛造模擬圖圖10 方案三等效應(yīng)變圖結(jié)論 ⑴對于不同類型大小的坯料，成形后的塑性變形區(qū)都是相似的，坯料的形狀對塑性變形區(qū)的分布影響較小。 ⑵坯料尺寸在r=36mm，h=117mm 時成形效果最好。 ⑶改變坯料尺寸能有效的改變坯料在成形中的流動，坯料的形狀對成形有較大的影響，合理的選用坯料尺寸可以提升成形效果。

2 建立對象添加2個對象，分別為坯料和感應(yīng)線圈。2.1 坯料設(shè)置坯料由于考慮熱應(yīng)力，故設(shè)置成彈塑性體，材料選擇AISI-1080。需要注意的是計算感應(yīng)加熱時，坯料和線圈均需要設(shè)置電/磁參數(shù)。另外，計算熱處理相轉(zhuǎn)變需要有各個相以及相轉(zhuǎn)變熱力學(xué)、動力學(xué)模型。導(dǎo)入坯料幾何模型，本次通過文件方式導(dǎo)入。

將直徑為?669mm、高度為52mm的圓形坯料加熱以提高材料塑性，再采用反擠壓的方式將坯料擠成杯狀預(yù)鍛件，再將杯狀預(yù)鍛件鍛成碗狀終鍛件，然后將該碗形終鍛件作為旋壓坯料與加熱坯料，旋壓成旋壓件，最后將旋壓件機(jī)加工、涂裝成成品，具體過程如圖2所示。

⑵坯料從分模面處垂直放入下模型腔，如圖3(b)所示。⑶坯料放入模具型腔后，上模開始下行，對坯料進(jìn)行鐓粗，運(yùn)行至與分模面接觸。一般上模采用壓力控制方式，以保證金屬充填型腔及上模不脹模，如圖3(c)所示。⑷垂直沖頭下行對金屬進(jìn)行擠壓，擠壓到位后，鍛件垂直孔腔成形結(jié)束，如圖3(d)所示。

對于旋壓封頭，壓鼓過程中，坯料受到壓鼓頭的不斷捶打，減薄量比沖壓封頭更大，壁厚均勻性較差。只要工藝控制得當(dāng)，工藝減薄是可控的。出現(xiàn)減薄超標(biāo)的主要原因有：一是壓邊圈壓力過大，坯料拉伸自由度?。欢?em>坯料和模具光潔度差、潤滑劑效果不佳，造成坯料拉伸阻力大，拉伸效果差；三是壓鼓工藝控制不好導(dǎo)致壁厚減薄不均。

案例中彎管模具以及坯料尺寸皆根據(jù)該論文進(jìn)行建模，論文中未提及的尺寸信息，筆者根據(jù)自身過往經(jīng)驗自行設(shè)定。 建 模：零部件定義：共五個組件，除坯料外，全部設(shè)置為離散剛體，解析剛體也可，這里以離散剛體為例。材料屬性：剛體不需要設(shè)置材料，坯料材料屬性需要設(shè)置彈性模量，應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)以及密度（采用隱式動力學(xué)可不設(shè)置密度參數(shù)）。

自由鍛是用簡單、通用性工具，或者在鍛造設(shè)備上、下砧之間直接對坯料施加外力，使坯料變形，而獲得所需的鍛件幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量的鍛造方法。模鍛則是在鍛造設(shè)備上利用模具使坯料變形而獲得外形相對復(fù)雜鍛件的鍛造方法。胎模鍛是介于自由鍛和模鍛之間的鍛造成形方式，在自由鍛設(shè)備上利用不固定的簡單模具鍛造模鍛件的方式。

圖6所示是坯料的溫度場分布云圖，從圖6中可知坯料在與工模具接觸處雖然有摩擦熱的產(chǎn)生，但由于模具的溫度比坯料的低，且較易向空氣中散熱，所以溫度升高幅度不大，甚至溫度降低。擠壓筒中部和分流孔中部由于劇烈變形而產(chǎn)生的塑性變形熱難以擴(kuò)散，所以溫度升高幅度較大。在工作帶處變形最為劇烈，溫度最高。

鍛造坯料下料長度為φ300mm×(623±3)mm，坯料倒角R15mm。鍛造設(shè)備為40MN油壓機(jī)，鍛造加熱采用普通的箱式電爐，控溫精度為±10℃，坯料到溫裝爐。為防止變形熱的急劇上升，要求操作的過程中控制鐓粗或整體壓扁的壓下間隔時間、壓下量和采用中等變形速率。

圖4 超越離合器齒輪擠壓件的立體圖 ⑴由于坯料和模具結(jié)構(gòu)特點，選取坯料和模具的1/4 進(jìn)行模擬，可以減小模擬的運(yùn)算量； ⑵坯料和模具由SolidWorks 軟件保存step 文件導(dǎo)入后，劃分網(wǎng)格毛坯的單元數(shù)13196 個，結(jié)點數(shù)6600 個； ⑶材料：選用材料20 鋼； ⑷邊界條件為常摩擦模型，模具用的潤滑劑MoS 2，摩擦因子0.5； ⑸壓機(jī)速度為

對于旋壓封頭，壓鼓過程中，坯料受到壓鼓頭的不斷捶打，減薄量比沖壓封頭更大，壁厚均勻性較差。只要工藝控制得當(dāng)，工藝減薄是可控的。出現(xiàn)減薄超標(biāo)的主要原因有：一是壓邊圈壓力過大，坯料拉伸自由度??；二是坯料和模具光潔度差、潤滑劑效果不佳，造成坯料拉伸阻力大，拉伸效果差；三是壓鼓工藝控制不好導(dǎo)致壁厚減薄不均。

偏移往往出現(xiàn)在沖壓件的彎曲工序，在沖壓加工的彎曲過程中，坯料沿凹模圓角滑移時會受到磨擦阻力，由于坯料在各邊所受的摩擦力不等，在實際彎曲時可能使坯料向左或向右偏移造成制件邊長不合要求。 五金沖壓件生產(chǎn)廠家為防止沖壓件彎曲過程中發(fā)生偏移，常會采用壓料裝置來預(yù)防。彎曲加工時，壓料裝置將坯料的一部分壓緊從而不能移動，另一部分則逐漸彎曲成形。

2 建立對象添加3個對象，分別為坯料和上下模。2.1 坯料設(shè)置坯料由于考慮熱應(yīng)力，故設(shè)置成彈塑性體，材料選擇AISI-1045-trans。需要注意的是計算感應(yīng)加熱時，坯料和線圈均需要設(shè)置電/磁參數(shù)。另外，計算熱處理相轉(zhuǎn)變需要有各個相以及相轉(zhuǎn)變熱力學(xué)、動力學(xué)模型。導(dǎo)入坯料幾何模型，本次通過文件方式導(dǎo)入。