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冷鍛的技術(shù)發(fā)展

冷鍛技術(shù)的發(fā)展主要是開(kāi)發(fā)高附加值的產(chǎn)品,降低生產(chǎn)成本,同時(shí),它還在不斷地向切削、粉末冶金、鑄造、熱鍛、板料成形工藝等領(lǐng)域滲透或取而代之,也可以和這些工藝相結合構成復合工藝。熱鍛-冷鍛復合塑性成形技術(shù)是將熱鍛和冷鍛結合起來(lái)的一種新的精密金屬成形工藝,它充分利用了熱鍛和冷鍛各自的優(yōu)點(diǎn):熱態(tài)下金屬塑性好,流動(dòng)應力低,因此主要的變形過(guò)程用熱鍛來(lái)完成;冷鍛件的精度高,因此零件的重要尺寸用冷鍛工藝來(lái)最終成形零件。熱鍛-冷鍛復合塑性成形技術(shù)出現于20世紀80年代,90年代以來(lái)取得了越來(lái)越廣泛的應用,用該技術(shù)制造的零件,已取得了精度提高、成本降低的良好效果。


  數值模擬技術(shù)

  有效的數值模擬軟件是以剛塑性有限元法為基礎建立起來(lái)的,這些軟件有:Deform、Qform、Forge、MSC/Superform等。運用有限元數值模擬技術(shù)可用于檢驗工藝和模具設計的合理性。預鍛分流區-分流終鍛,用三維有限元數值模擬軟件Deform 3DTM進(jìn)行了數值模擬研究,得到了鍛造載荷-行程曲線(xiàn)以及整個(gè)成形過(guò)程的應力、應變、速度分布等,并與傳統的閉式鐓擠工藝模擬的結果進(jìn)行了比較。分析表明,傳統的閉式鐓擠成形直齒圓柱齒輪,成形載荷大,不利于齒形的充填。采用預鍛分流區-分流終鍛新工藝,可以大幅度降低成形載荷,親明顯改善材料的充填性,可以獲得齒形角部飽滿(mǎn)的齒輪。用三維大變形彈塑性有限元法對齒輪冷精鍛成形過(guò)程進(jìn)行了數值模擬,對以閉式模鍛為預鍛和以閉式模鍛、孔分流及約束分流為終鍛的兩步成形模式的變形流動(dòng)情況進(jìn)行了數值模擬分析。數值分析結果及工藝試驗表明在終鍛中采取分流,尤其是約束孔分流措施對于降低工作載荷和提高角隅充填能力等方面十分有效。


  智能設計技術(shù)

  智能設計技術(shù)及其在冷鍛成形工藝、模具設計中的應用。


  美國哥倫布貝特爾實(shí)驗室開(kāi)發(fā)出基于知識的預鍛幾何尺寸設計系統,因設計預鍛件的形狀為空間幾何體,須對其幾何形狀進(jìn)行操作,故不能單純地用一般語(yǔ)言來(lái)描述推理過(guò)程。對于零件的幾何信息,采用框架方法表示,在框架中用不同的槽,定義出組成零件的基本成分和它們之間的拓撲關(guān)系。設計規則是用產(chǎn)生式規則表示,用OPS工具進(jìn)行揄。J.C.Choi和C.Kim7開(kāi)發(fā)了基于知識的冷鍛件和熱鍛件集成工序設計系統,并分別建立了冷、熱鍛件工藝設計規則。


  基于知識設計方法在冷鍛成形工藝及模具的設計中的應用,將徹底改變塑性成形傳統的依靠設計人員人人經(jīng)驗,設計過(guò)程中反復修改、設計效率不高的狀態(tài)。它使用人工智能、模式識別、機器學(xué)習等技術(shù),在設計過(guò)程中從系統知識庫中提取合適的知識指導冷鍛成形工藝及模具設計。該項技術(shù)正在進(jìn)一步發(fā)展之中;谥R設計方法已成為鍛造成形工藝、模具設計智能化技術(shù)研究的一個(gè)特點(diǎn)課題。


冷鍛的優(yōu)缺點(diǎn)分析

  工藝優(yōu)點(diǎn)

  冷鍛工藝是一種精密塑性成形技術(shù),具有切削加工無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn),如制品的機械性能好、生產(chǎn)率高和材料利用率高,特別適合于大批量生產(chǎn),而且可以作為最終產(chǎn)品的制造方法(Net-shape Forming),在交通運輸工具航空航天和機床工業(yè)等行業(yè)具有廣泛的應用。


  工藝缺點(diǎn)

  材料要求高;不適合少量加工;模具要求高。


  冷鍛技術(shù)成形精度比溫鍛和熱鍛都要高,在精密成形領(lǐng)域有著(zhù)其獨特的優(yōu)勢。冷鍛工藝的運用提高了內膛光潔度、尺寸精度、表面強度,延長(cháng)了槍管的壽命,使槍的射擊精度也相應提高,而且便于加工錐型槍管,可以減小質(zhì)量。冷鍛工藝是斯太爾公司最先提出的,后來(lái)世界上很多國家都采用斯太爾公司的冷鍛機床加工槍管。


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