火车车轮成形新工艺的开发研究(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-27 原文发表:2007-06-27 人气:1

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1）对于外形复杂件的锻造问题，可自动生成初始速度场，并能处理任意曲线边界的摩擦问题；
2）自动确定任意动态边界的约束状态，边界节点位置自动刷新；
3）具有全局网格重划和畸变网格局部调整功能，采用自动划分和人机交互、局部修正相结合方式，可大大减少全局网格重划次数；
4）能进行初始网格的变形跟踪，软件在微机上运行，能模拟非稳态、大变形成形问题。

作者利用该系统对车轮锻造的预成形和终成形过程进行了数值模拟，摩擦因子取m=0.6，变形速度取40mm/s，变形步长取毛坯实始高度的0.5%。图6是坯料初始网格，图7是预成形结束时的网格，图8是终成形结束时的网格。图9为等效应变分布。完成整个计算过程共进行了三次全局网格的重新划分。详细计算过程见文献[3]。

通过反复试算，根据金属变形流动的信息不断修改调整坯料及模具尺寸，优选工艺参数和模具结构，最终获得车轮成形的最佳工艺流程(见图5)。

4 结论

1）试验研究的结果表明，火车车轮制造优化新工艺在于前半部分锻压过程采用制坯预成形和模锻两个工步分别在大小两台水压机上完成，然后轧制、冲孔和压弯，建立生产线，使全部设备充分发挥效用。这样的生产线效益最好。
2）有限元数值模拟火车车轮成形的全过程，揭示了金属流动的规律。经反复计算，优化了工艺参数和模具结构。数值模拟结果和试验吻合。
3）采用新的车轮成形工艺，能将目前每小时80个的生产能力提高到120个以上，并能减少偏心，节约大量钢材，降低能耗。

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