預(yù)鍛結(jié)構(gòu)對(duì)葉片終鍛成形質(zhì)量及模具壽命的影響.pdf

1、葉片鍛件的幾何形狀相對(duì)復(fù)雜,其模鍛成形質(zhì)量受諸多因素影響。其中,預(yù)鍛件結(jié)構(gòu)如果設(shè)計(jì)不合理,就會(huì)在葉片終鍛過程中出現(xiàn)模膛充不滿、金屬折疊和鍛造裂紋等缺陷。傳統(tǒng)的預(yù)鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多基于理論計(jì)算或現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)。為確保設(shè)計(jì)合理,需反復(fù)利用終鍛實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果,并根據(jù)終鍛實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)修正預(yù)鍛模膛,這樣既耗費(fèi)人力、物力、財(cái)力,又耗費(fèi)時(shí)間。采用CAE技術(shù)可以在不受物理?xiàng)l件的限制下,更加準(zhǔn)確地了解預(yù)鍛毛坯金屬在終鍛模膛中的流動(dòng)情況,為優(yōu)化預(yù)鍛毛坯結(jié)構(gòu)提供數(shù)值依據(jù)。<

2、br>　　本論文在綜合考慮產(chǎn)品質(zhì)量、鍛坯材料、能源消耗、模具壽命等因素的基礎(chǔ)上,對(duì)葉片終鍛成形之前的預(yù)鍛毛坯結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理優(yōu)化,并利用Deform軟件研究了基于不同預(yù)鍛毛坯結(jié)構(gòu)的葉片終鍛成形過程,分析比較了預(yù)鍛件結(jié)構(gòu)優(yōu)化前后的金屬流動(dòng)、鍛打次數(shù)、模鍛溫度與成形質(zhì)量和模具壽命之間的關(guān)系,得出結(jié)論如下:
　　(1)本論文葉片在終鍛成形過程中的潛在質(zhì)量缺陷(金屬折疊和鍛造裂紋)主要位于葉身—葉根過渡區(qū),該區(qū)因局部幾何形狀變化劇烈而使坯料

3、金屬流動(dòng)不暢,導(dǎo)致匯流折疊和應(yīng)力集中。適當(dāng)增大該過渡區(qū)對(duì)應(yīng)的預(yù)鍛件圓弧半徑或模膛圓弧半徑,均可降低金屬折疊和鍛造裂紋產(chǎn)生的幾率。
　　(2)針對(duì)預(yù)鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案進(jìn)行的葉片終鍛數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,六個(gè)方案的預(yù)鍛件金屬在已給工藝條件下,均能充滿終鍛葉片的模膛。其中,方案5和方案6對(duì)應(yīng)的葉片鍛件不僅飛邊分布均勻,而且未在葉身—葉根過渡區(qū)發(fā)現(xiàn)金屬折疊和鍛造裂紋缺陷,終鍛葉片的鍛打次數(shù)也較原預(yù)鍛件鍛打次數(shù)分別少1錘和2錘。
　

4、　(3)預(yù)鍛件結(jié)構(gòu)改變前后的終鍛模具應(yīng)力場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布相差無幾,模膛的應(yīng)力和溫度普遍高于模內(nèi),下模應(yīng)力和溫度普遍高于上模,最大應(yīng)力和最高溫度均未出現(xiàn)在模具的同一區(qū)域。上模膛容易產(chǎn)生機(jī)械裂紋的部位在葉根—葉身過渡區(qū),而下模膛在葉身區(qū)。優(yōu)化設(shè)計(jì)預(yù)鍛毛坯結(jié)構(gòu)后,每副終鍛模具生產(chǎn)的葉片數(shù)都較原預(yù)鍛件設(shè)計(jì)多。
　　(4)在確保終鍛葉片成形質(zhì)量(坯料金屬充滿模膛、葉片本體不存在折疊和裂紋)的基礎(chǔ)上,通過綜合分析模具失效、設(shè)備安全、最大打擊力、