爪极热锻模具失效机理数值模拟和实验研究.pdf

确 阚田 文 章编号 ：1672一Ol21(2015)03—0065—04 爪极热锻模具失效机理 的数值模拟与实验研 究 张智超 ，张光 亮 ，张 涛 (台州学 院 浙江省 工量 刃具 与深 加工 技 术研 究重 点实验 室 ，浙江 台州 318000) 摘要 ：针对爪极热锻模具寿命低 、耗 费大 的 问题 ，对 热锻成形过程进行金属 变形 、温度 以及模具应力和磨 损等 有 限元分 析 。为验证 有 限元分 析 结果 ，对 实际失效热锻 模 具进 行微 观组 织和 力 学性 能实验 分析 。有 限元 预测 的模 具 受力 、磨损和温度 与实验 结果吻合较好 ，共 同揭示 了上模 因应力集 中开裂 失效 、下模 因磨损和高 温软化导致塑性变形失效 的机理 。 关键 词 ：锻 造 成形 ；爪 极 ；热锻模 具 ；有 限元分 析 中图分类 号 ：TG315．2 文献标识码 ：A DOI：10．16316／j．issn．1672—0121．2015．03．019 爪极锻造 成形 属 于高筋类锻 件 ，爪部模 膛 充填 良等 …分析总结 了冷锻 、热锻 的缺 点 ，提 出温锻 塑性 相 当闲难 ，容易形成折叠等缺陷。因此 国内学者对爪 成形技术并采用有 限元模拟分析 了爪极零件温锻成 极 的成形 1艺做 了大量 的研 究 。 肖红生 、汪晨 、张质 形 的可行性 ，对 模具和工 艺设计 具有指 导意义 。洪顺 章 、曾振鹏 对爪极成形 的难 点和容易出现 的缺 陷进 行分析 ，提 了高速挤压成形工艺 以减 小摩擦 系数 ， 基金项 目：国家自然科学基金资助项 目 收稿 日期 ：2015-04一ll 提高爪尖充型效果 。滕来 、王飞 、郭成等3【1针对爪极 的 通讯作者：张光亮(1979一)，男，讲师，博士，从事金属塑性成形数值模 结构特点和成形难 点 ，提 出了热挤压 、折弯和冷精整 拟 为主 的温冷成形工艺 ，采用有 限元模拟分析和工艺 (1)研 究夹持机构力学模 型 ，分析垂直夹持锻件 [2】王江波，王 建，候立萍．莱俐40t锻造操作机钳臂断裂分析 卜j改 的受力情况 ，特别是考虑锻件下倾 的影 响 ，推算 出夹 进lJ1．莱钢科技，2007，(6)：23—25． -t~JJ计 算公 式 。 [3]孟宪国，冯长儒．锻造操作机钳几夹持力和央紧缸能力的计算fJ1． 一 重技术，2006，(2)：1～3． (2)建 夹持机构 的有 限元模 型 ，分别计算 多种 [4】杨文玉，杨 楠．重载操作机夹持装置性能分析J『1_锻压装备 j卜制 夹持 力情 况 下锻 件 的下倾 幅度 以及 零部件 的强度应 造技术，2008，43(2)：44—47． 力 。结合判别夹持失效条件 即锻件 下倾角度不能超 [5】陈高杰．锻造操作机钳臂结构疲劳分析[D】．大连：大连理 大学， 过 4。以及零件材料 的』百j服 强度 ，得 180ff4000kN·m 2009． 操 作机 的最优 夹持 力为 1060t。 [6]王红，张涛，杨文K。锻造操作机夹持界面接触力学数值分析J『J_ 【