【鍛造技術(shù)】鍛件的“憋氣”影響與模擬

2017-08-31 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

模鍛件生產(chǎn)過程中,最常見的缺陷之一是未充滿模具型腔,其中的原因之一可能由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的不合理,造成模具中的氣體在金屬流動(dòng)過程中被過早封閉于型腔內(nèi),無法及時(shí)排出型腔,尤其潤滑液較充分的時(shí)候,影響更加明顯。目前大部分金屬成形仿真軟件實(shí)際計(jì)算過程中,無法計(jì)算由于憋氣造成的未充滿缺陷,這給工藝人員判斷是否會(huì)存在憋氣造成未完全充滿型腔缺陷的直觀判斷造成困擾。

絕大多數(shù)的DEFORM用戶在以往的使用過程中,有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)模擬結(jié)果填充完好,但實(shí)際中卻出現(xiàn)未充型滿的情況,可能原因就是在模擬鍛造過程中并未使用DEFORM“憋氣”或“憋油”的特殊功能。DEFORM能夠精準(zhǔn)模擬有排氣孔、無排氣孔憋氣、無排氣孔憋油的充滿型腔的結(jié)果。

DEFORM憋氣模擬原理是以變形體與模具構(gòu)成一個(gè)封閉的邊界來判斷,如下圖1所示,當(dāng)構(gòu)成這樣一個(gè)封閉的型腔時(shí)(紅色圈區(qū)域),通過理想氣體定律,工件表面將增加一個(gè)壓力,最終輕微的未充滿被標(biāo)記,如圖2所示,通過高亮的綠色接觸點(diǎn)可以看到。在這個(gè)案例中,即使兩個(gè)物體已經(jīng)被完全擠到一起,但仍然有細(xì)微的裂縫存在。

【鍛造技術(shù)】鍛件的“憋氣”影響與模擬Deform學(xué)習(xí)資料圖片1

圖1 受壓作用下的體積

【鍛造技術(shù)】鍛件的“憋氣”影響與模擬Deform學(xué)習(xí)資料圖片2

圖2 最終狀態(tài)下帶有輕微未充滿的體積

下面是一個(gè)簡單的墩粗案例,當(dāng)考慮不憋氣影響時(shí),墩粗高度為88.5217mm,如果考慮了憋氣的影響,墩粗高度為88.426mm,高度略低。但如果同時(shí)考慮了潤滑油的影響,墩粗高度只有73.1683mm。

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圖3 不考慮憋氣影響

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圖4 考慮憋氣影響

【鍛造技術(shù)】鍛件的“憋氣”影響與模擬Deform應(yīng)用技術(shù)圖片5

圖5 憋油影響

再看一個(gè)復(fù)雜模鍛件如果考慮了憋氣與憋油的影響,模擬計(jì)算結(jié)果如下:圖6為不考慮憋氣影響的模擬結(jié)果,與圖7考慮憋氣影響的模擬計(jì)算結(jié)果對(duì)比,模具型腔充滿性基本相同,完全充滿了模具,但圖7飛邊部位的接觸情況更加接近實(shí)際生產(chǎn)結(jié)果,而圖8是考慮了潤滑較充分的情況下憋油的影響,未充滿區(qū)域較多,與實(shí)際生產(chǎn)完全一致,生產(chǎn)時(shí)需要采取適當(dāng)?shù)臐櫥胧?