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    外方內(nèi)圓型鍛件是石化、行業(yè)某類壓力容器中的重要零件 ，處于高溫高壓強腐蝕的工作環(huán)境中 ，隨著壓力容器設計要求的不斷提高 ，對外方內(nèi)圓型零件的綜合性能提出了更高的要求 。長期以來 ，對于該鍛件一直采用鍛造成大余量的環(huán)形零件 ， 然后通過機械加工的方法進行生產(chǎn)制造 ，這種方法不僅材料浪費極大 ，加工時較長 ，而且造成了鍛件金屬流線被切斷 ，零件內(nèi)外相對較致密的區(qū)域被加工掉 ，造成鍛件的綜合力學性能降低 ，使用壽命減短等問題 ，生產(chǎn)效率極低 ，難以滿足壓力容 器的設計要求和工程進度要求 。為了解決現(xiàn)有工藝方法存在的外方內(nèi)圓鍛件不足 ，山西永鑫生重工有經(jīng)驗的老匠人提出一種全新的工藝思路 ，通過鍛壓機出坯 ，然后 借助模具 ，利用輾環(huán)機進行軋制 ，從而實現(xiàn)該零件金屬隨產(chǎn)品形狀分布 ，減少機械加工余量 ，提高產(chǎn)品質(zhì)量 ，減少機械加工工時 ，提高生產(chǎn)效率 。
   由于鍛件形狀為外方內(nèi)圓 ，要實現(xiàn)在輾環(huán)機上旋轉(zhuǎn) ，必須使坯料與主輥和芯輥接觸部分為圓形。
1 建模
   根據(jù)模具設計和坯料制定出的具體尺寸 ，對模具和坯料進行實體建模 。首先在SolidWorks2011中建立坯料和模具的三維圖形并事先完成坯料和模具之間的裝配 ，然后將圖形保存為stl格式文件 ，最終導入DEFORM 3D。由于軋制過程時間較短 ，因此本文簡化建模模型 ，不考慮坯料和環(huán)境 、坯料和模具之間的熱交換 。
2 DEFORM 3D參數(shù)設置 
2．1 網(wǎng)格戈U分合理的網(wǎng)格劃分可以提高求解的精度并有效的降低運算量 ，網(wǎng)格大小的選擇以保證精度 、盡量降低運算量為原則 。基于此 ，選擇 1／4模型進行網(wǎng)格 劃分和模擬運算 ，使用系統(tǒng)自動劃分網(wǎng)格功能 ，將坯料劃分為25000個網(wǎng)格 
2．2 材料屬性DEFORM3D有較完整的材料數(shù)據(jù)庫 ，根據(jù)工廠實際生產(chǎn)經(jīng)驗 ， 選擇與該零件材料性能和流動性接近的316L不銹鋼作為坯料的材料 ，溫度設置為 1150℃ ，模具設置為不產(chǎn)生形變的剛體 。
2．3 對象問的關系摩擦方式設置為剪摩擦 ，取摩擦系數(shù)為0．7，模具同坯料之間的容差設置為0．0001。
2．4 控制的設置模擬過程中，模擬計算步長的設置是很關鍵的 ，DEFORM3D規(guī)定了兩種計算步長的方式 ，分別由時間和模具行程來決定 。根據(jù)產(chǎn)品的變形特性 ，本文 采用模具行程來控制 。完成建模后 ，生成數(shù)據(jù)庫文件 ，退出前處理模塊 ，進行模擬計算 。從第一次模擬結果看 ，坯料的流動性和模具的充填性比較好，但是過程中存在模具和坯料旋轉(zhuǎn)不平穩(wěn)的現(xiàn)象 ，尤其是當旋轉(zhuǎn)至四角位置時 ，會出現(xiàn)比較大的抖動 ，從最終的模擬結果來看 ，四角存在局部凹坑的現(xiàn)象 。經(jīng)過分析 ，認為這與 軋制速度和芯輥直徑的大小存在關系 ，因此 ，增大軋制速度 ，同時在芯輥上增加模套 ，增大芯輥直徑進行第二次模擬 ，從最終模擬結果來看，比較有效的解決了第 一次模擬過程中存在的問題 。
   由于軋制成形過程的計算機模擬是在理想狀態(tài)下進行的 ，坯料和模具之間的摩擦系數(shù) 、高溫下的材料特性和實際情況有一定的差異 ，所以計算機模擬并不能完全取 代工程試驗驗證 ，只有通過工程試驗驗證才能說明模擬結果是否可靠 ，并根據(jù)工程試驗來修正工藝參數(shù) ，達到指導產(chǎn)品生產(chǎn)的目的 。 按照計算機模擬結果 ，制定出模具尺寸和坯料尺寸 ，在公司5000t液壓機上進行出坯 ，然后在數(shù)控輾環(huán)機上進行輾軋制 。經(jīng)檢驗發(fā)現(xiàn) ，試驗件存在一些小的缺陷 ，高度上軋制出了飛邊 ，導致鍛件出模存在困難 ，同時鍛件四角缺少材料 ，由于缺料情況并不嚴重 ，致使在進行數(shù)值模擬時沒有表現(xiàn)出來 ，由于軋制參數(shù)控制的不好 ，導致試驗件軋制出飛邊 。

     根據(jù)計算機模擬和工程試驗的結果 ，修正了模具倒角和軋制速度參數(shù) ，然后又進行一件生產(chǎn) ，經(jīng)檢查 ，尺寸滿足要求 ，隨后進行了性能分析和探傷檢查 ，結果滿足要求 ，由此定型工藝 ，開始批量化生產(chǎn)6結論 (1)通過利用DEFORM3D軟件進行數(shù)值模擬，大大減少了工程試驗的周期 ，大大提高了工程試驗成功的可能性 ，對生產(chǎn)實際起到了比較重要的指導作用 ，同時也節(jié)省了生產(chǎn)成本 ，但不能完全取代工程試驗的驗證。(2)利用輾環(huán)機環(huán)軋的原理 ，輔助工裝模具 ，實現(xiàn)了方形件的環(huán)軋工藝 ，對鍛件的生產(chǎn)是一種全新的工藝思路 ，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量 ，提高了生產(chǎn)效率 ，降低了生產(chǎn)成本 。