【原创】【毕业设计论文】基于DEFORM软件的楔横轧工艺设计模拟与仿真研究
基于DEFORM的论文
基于DEFORM-3D的黄铜挤压成形数值模拟摘要:利用有限元分析软件Deform 3D 对铜锌合金的热挤压过程进行数值模拟，可以获得试件成形过程中的材料流动、应力和应变情况。
通过对后处理数据的分析，找出在热挤压过程中挤压试件可能出现的缺陷及其主要原因，可以有效地避免由于工艺设计不当等因素带来的生产损失，为热挤压工艺的设计和改进提供可靠的依据。
关键词:热挤压; 应变场; 应力场; 数值模拟现代工业生产中，铜及铜合金管材或棒材主要采用挤压工艺进行成形制造然而，所谓挤压就是对放在挤压筒内的金属锭坯一端施加以压力，使之通过模孔成型的一种压力加工方法。
挤压分为三个阶段，分别为：开始挤压阶段；填充挤压阶段；终了挤压阶段。
在挤压成形过程中，一方面，挤压模的设计和工艺要求由经验丰富的工程师来保证质量，在模具设计工作完成后需要经过多次试模和反复修改来确定最终的方案；另一方面，因材料的塑性变形规律、模具与工件之间的摩擦现象以及材料的温度和微观组织的变化等因素对制件尺寸的影响，使挤压工艺难以得到精确解析。
这一矛盾与现代高新科技的发展要求不相符合。
随着计算机技术的快速发展和广泛应用，以Deform软件为代表的有限元法，正逐渐成为针对塑性变形过程进行数值模拟的有效手段，并在冷挤压、热轧制和连续挤压等加工工艺中得到推广。
通过有限元数值模拟，可以分析塑性变形过程中试件可能出现的缺陷和产生原因，帮助优化工艺参数和模具设计，减少试模和修模的次数，并避免由于工艺或模具设计不当等因素带来的生产损失。
1 研究目标用材质为DIN-D5-1U,COLD，温度350℃的挤压工具挤压材质为DIN_CuZn40Pb2，尺寸 98×100，温度630℃的黄铜棒黄铜棒的三维模型图如下图1所示图12 模拟过程与结果2. 1 模拟过程由于Deform-3D不具有三维造型能力所以首先通过ProE 或AutoCAD 软件造型，按照下料尺寸建立黄铜棒料的几何模型，按照模具的设计尺寸建立挤压模具的几何模型，并分别生成STL 格式的文件；然后将黄铜棒料和上下模具先后导入到Deform-3D 的前处理器中，进行包括网格划分、材料属性以及模具特征等初始化，在本文中，金属材料加热至630℃，摩擦系数为0.1，挤压成形时压下速率均为10mm/s。
基于DEFORM的冲压模具设计的仿真与分析
基于 DEFORM的冲压模具设计的仿真与分析摘要：本文利用DEFORM软件对车间出现不合格品较多的拉深件—碗状加强筋进行数值模拟分析，对金属塑性成形过程进行实时点跟踪描述，并演示整个成形过程，揭示金属流动规律、各种因素对变形行为的影响及成形过程中零件的应力、应变分布，从而获得金属成型过程中的速度场、应力场、应变场、负载场结果。
关键词： DEFORM，拉深件，模具设计1引言公司真空灭弧室产品中有60%的零件属于拉深件。
在生产中，一些拉深件的质量问题，如拉裂、裂纹、拉伤、起皱、椭圆、堆边等问题一直困扰着大家，碗状加强筋是构成真空灭弧室的关键零件之一，用量大，质量要求严，对它的拉深质量问题原因和解决方法都是凭经验，没有理论研究和系统的分析，使得在模具设计上存在一定的弊端，影响质量和生产。
1.碗状加强筋工艺分析碗状加强筋如图1所示，材料是06Cr19Ni10，料厚为2mm，批量生产。
为提高生产效率和节约成本，可选用普通的冲压机床（J23-80），经研究分析，确定零件的加工方法采用板料拉深完成零件成型，工艺路线：备料—落料—拉深成型—车达图—检验，入库。
图1 碗状加强筋设计图1.基于DEFORM的碗状加强筋成形仿真模拟DEFORM技术是一套基于有限元分析的仿真系统，可用来分析金属成形规律与金属工业的热处理和成形工艺。
通过计算机模拟仿真整个成形加工过程，帮助工程设计人员设计产品和工艺流程，降低现场试验成本，用以提高模具的设计速度，以此缩短产品的研发周期。
成形过程仿真系统的建立，是将刚塑性成形工艺学、弹塑性有限元理论、拟处理器和后处理三大模块组成。
有限元分析流程如图2。
图 2 DEFORM成形问题有限元分析流程3.1 模型导入与网格划分在碗状加强筋成形过程中的工作部件为凸模和凹模，故仿真模拟中只导入毛坯、凸模和凹模，模型导入见图3。
绝对网格划分方式在网格尺寸总数设定后永不会变，它会增加模拟的正确性，故采用绝对网格划分方式。
基于DEFORM的汽车轮毂轴管热挤压过程的数值模拟
ＦＯＲＧＩＮＧ２００８年第２期１前言轮毂轴管（图１）是汽车后桥上一个重要的保安件，要承受各种复杂的交变应力与疲劳载荷［１］。
因此，其工作环境的特殊性决定了其较高的质量要求和挤压工艺参数的精确化。
传统挤压工艺的制定主要是建立在经验基础上，采用试错法不断调整工艺参数和修改模具，不仅研发周期长，而且挤压件的质量难以保证。
随着数值模拟技术的发展，可以采用计算机对金属成形过程进行分析，掌握变形过程中各种场量的变化情况。
并可对变形过程中工件内部缺陷等进行预测，对挤压工艺的制定具有重要的参考价值。
本文利用有限元软件ＤＥＦＯＲＭ对轴管坯料的挤压过程进行了数值模拟。
并对挤压后工件的损伤、应力场、应变场及其分布的原因进行了分析，为制定生产工艺提供了参考［２］。
２建模及模拟条件应用ＤＥＦＯＲＭ软件对汽车轮毂轴管热挤压过程的数值模拟，首先需建立有限元分析模型，如图２所示。
模型初始条件为：①设定上下模为刚性模型，工件为弹性模型；ＴｈｅＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＬａｒｇｅＣｙｌｉｎｄｅｒＦｏｒｇｉｎｇｉｎＦｏｒｇｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｕｎｄｅｒＨｉｇｈＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＸＵＦｅｉｘｉａ，ＣＵＩＺｈｅｎｓｈａｎ，ＣＨＥＮＷｅｎ，ＦＵＱｉａｎｇ（Ｄｅｐｔ．ｏｆＰｌａｓｔｉｃｉｔｙＦｏｒｍｉｎｇＥｎｇ．，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００３０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｔｅｘｔｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｓｈｅｌｌｆｏｒｇｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｌａｒｇｅｓｃａｌｅｃｙｌｉｎｄｅｒａｔｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａ－ｔｕｒｅ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎａｎｖｉｌ＇ｓｍｏｖｅｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｒｏｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｓｔａｉｎｉｎｇｃｏｌｕｍｎｉｎｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｏｒｇ－ｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｌａｒｇｅｃｙｌｉｎｄｅｒｆｏｒｇｉｎｇｓ，ａｎｄｉｔｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｆｏｒｇｉｎｇｓｄｉｍｅｎｓｉｏｎｈａｖｅｂｅｅｎｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｂｙｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｉｔｒａｉｓｅｓａｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒｊｕｄｇｉｎｇｆｏｒｇｉｎｇ＇ｓｐｒｅｃｉｓｉｏｎｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅ－ｓｕｌｔｓｗｉｔｈｔｈｅｆｏｒｇｉｎｇｉｎ３Ｄｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＦｏｒｇｉｎｇP Ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅｃｙｌｉｎｄｅｒP ＮｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎP Ｑｕａｌｉｔｙ!９８!６０＋１０!７０!８８!１５２!６５１９５９０３８０６２５０１５图１轮毂轴管零件图收稿日期：２００８－０１－１７作者简介：温志高（１９６７－）男，硕士，高级工程师，从事热挤压工艺技术研究文章编号：１６７２－０１２１（２００８）０２－００５８－０３基于ＤＥＦＯＲＭ的汽车轮毂轴管热挤压过程的数值模拟温志高（河南英威东风机械有限公司，河南南阳４７４６７４）摘要：本文建立了汽车轮毂轴管的有限元分析模型，利用ＤＥＦＯＲＭ软件模拟了工件热挤压过程，并分析了工件的损伤、应力场及应变场的分布情况和原因。
基于DEFORM-3D模拟分析钛合金楔横轧微观组织演变规律
基于DEFORM-3D模拟分析钛合金楔横轧微观组织演变规律赵志龙;徐强;万文璐;丁睿
【期刊名称】《现代工业经济和信息化》
【年(卷),期】2022(12)5
【摘要】通过DEFORM-3D有限元软件模拟楔横轧加工TC4钛合金轴类件,将模拟结果与实验结果对比分析,探究初始温度,轧制速度,断面收缩率对轧件微观组织的影响。
结果发现在α+β双相区,轧制促进了动态再结晶的发生,且动态再结晶体积分数随着初始温度和断面收缩率的增大而增大,随着轧制速度的增大而减小;在β单相区,晶粒的平均尺寸随着初始温度的升高而增大,随着轧制速度和断面收缩率的增大而减小。
【总页数】4页(P285-287)
【作者】赵志龙;徐强;万文璐;丁睿
【作者单位】宁波工程学院国际交流学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG335.19
【相关文献】
1.挤压式楔横轧小料头轧制的微观组织演变分析
2.楔横轧不同变形阶段的微观组织演变分析
3.楔横轧轴类件热变形时奥氏体微观组织演变的预测
4.无芯棒楔横轧铝合金空心轴微观组织演变规律
5.钛合金楔横轧工艺参数对微观组织演变规律的影响探究
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楔横轧轧制空心轴类件应变分析及其控制
件的关键。
降低。最终使该截面的强度不足而导致缩颈或断裂。
ｉｎ ｃｒｏｓｓ．ｓｅｃｔｉｏｎ
图４所示是在工艺参数为ａ＝２００、口＝７０、
归３５％条件下不同截面上各节点应变大小与轧制
时间的关系。从图４（ａ）可以看出，在楔人段截面上 金属沿轴向流动量是随轧坯半径的减小明显降低。 即环形截面外层的轴向变形量要远比内层大。而径 向收缩量是随轧坯半径的减小明显增大。使轧件内 孔直径变小，并由此在轧坯的周向及径向产生压应 力。随着变形程度即断面收缩率的增加，这种切向及 径向压应力也会随之增加，当它达到一定数值时就 会导致所谓的压杆失稳即发生压扁．使轧制过程无 法再进行下去。由于轧件外层轴向流动远大于内层 轴向流动。所形成的变形不均匀会导致内层产生附 加轴向拉应力。此应力与切向压应力作用很容易使 轧坯在内孔周围产生裂纹。因此，空心轴类件允许一
图２所示是采用以上工艺参数得到断面收缩率 妒为５０％时的仿真零件图．表２为轧件壁厚的仿真 结果与实验结果【３１的对比。由表２可以看出，两者数 据十分接近，相对误差最大也只有２．０４％，完全在工 程误差范围内。这说明以上所建立的楔横轧有限元 模型是正确的，而且是可靠的【习。
图２ 断面收缩率，咋５０％的空心轴轧制形态
次轧制的最大变形量即断面收缩率要比实心轴类件 孔壁上。如何控制该截面最大拉应变与最大径向压
小的多。由以上分析得出，空心轴轧制时不仅要防止 应变之间的关系，是保证轧制过程能否顺利进行、并
内孔周围出现裂纹。同时还要保证在楔人阶段不能 且不产生缩颈或压扁的关键。因此，研究工艺参数对
出现压扁。在展宽段的横截面上，由图４（ｂ）可以看 轴向对称面最大拉应变和最大压应变的影响规律，
空心轴轧后的壁厚／ｍｌｎ
实验结果 ６．４０ ５．６０ ５．４０ ４．４０ 断裂
毕业论文-基于DEFORM-3D的切削温度仿真
毕业论⽂-基于DEFORM-3D的切削温度仿真论⽂题⽬：基于DEFORM-3D的⼑具切削温度仿真学⽣姓名：所在院系：所学专业：导师姓名：⽬录摘要 (1)第⼀章绪论……………………………………………………错误！未定义书签。
第⼆章仿真软件介绍 (6)第三章Deform—3D软件简介 (9)3.1软件模块结构分析 (9)3.2 前处理器及其设置 (9)3.3 模拟器 (9)3.4 后处理器 (11)第四章有限元模型的建⽴ (13)4.1 切削加⼯模型 (13)4.2 切削模型建⽴ (14)第五章 DEFORM-3D对切削温度的仿真 (17)5.1⼑具和⼯件的温度场分析 (17)5.2 切削速度对切削温度的影响 (17)5.3切削过程中总体温度分布 (19)5.4 切削厚度对切削温度的影响 (20)第六章结论 (22)第七章参考⽂献 (23)摘要在⾦属切削加⼯中，切削温度对切削加⼯过程有着⾮常重要的意义。
为了更好的研究⾦属材料的切削加⼯过程中切削温度的分布，本⽂以Deform—3D软件为平台，利⽤有限元⽅法对45号钢的切削过程中的温度进⾏了建模与仿真，分别分析了切削过程中⼑具和⼯件的切削温度场分布，以及切削速度变化时对切削温度的影响。
仿真结果表明：⼑-屑接触区及⼯件上的最⾼温度随切削速度的增加⽽升⾼，但⼯件上温度升⾼的趋势较平缓；⽆论切削条件怎么变化，切削温度的最⾼点总不在⼑刃处，⽽是位于前后⼑⾯上距离⼑刃不远的地⽅；剪切⾯上各点的温度⼏乎相同。
仿真结果表明，Deform—3D软件所得的仿真结果和理论依据的吻合度较⾼，说明仿真具有较⾼的可信度，为⽣产实践中切削速度的优化选择，⼑具及⼯件材料的选择提供理论依据关键词：Deform—3D，有限元仿真，切削温度AbstractIn the process of metal cutting, the cutting temperature of the cutting process has very important significance. In order to better study the metal material cutting process of cutting temperature distribution, Based on the Deform -3D software as the platform, using the finite element method for45 steel cutting temperature by modeling and simulation, Analysis of the cuttingprocess, the cutting tool and the workpiece cutting temperature field distribution, as well as the cutting speed change on cutting temperature effect.The simulation results show that: the tool-chip contact area and the workpiece on the maximum speed with cutting speed increases, but the workpiece temperature increased more gentle; No matter how the change of cutting temperature cutting conditions, highest point total in the blade, but are located before and after the knife surface distance edge not far place; Shear plane of each point on the temperature is almost the same. The simulation results show that, the Deform - 3D software the simulation results and the theoretical basis of the anastomosis of a higher degree, a description of the simulation has high reliability, Production practice of cutting speed optimization, tool and workpiece material selection and provide a theoretical basisKey word：Deform—3D，Finite element simulation, Cutting temperature第⼀章绪论⾦属切削是机械制造中使⽤最⼴泛的加⼯⽅法，⾦属切削加⼯时在机床上利⽤个切削⼯具从⼯件上切除多余材料，从⽽获得具有⼀定形状精度、尺⼨精度、位置精度和表⾯质量的机械零件，是机械加⼯的基本⽅法。
凸轮轴楔横轧成形仿真与应力应变分析
第34卷第1期Vol 134 No 11FORGING &S TAMPING TECHNOLOGY2009年2月Feb.2009凸轮轴楔横轧成形仿真与应力应变分析胡福生,王宝雨,胡正寰(北京科技大学机械工程学院,北京100083)摘要:提出了一种凸轮轴楔横轧成形新工艺,得出了楔横轧成形凸轮轴轧辊的辊形曲线和轧齐曲线。
利用三维有限元软件DEFORM 23D 对凸轮轴成形进行了数值模拟,在模拟轧制过程中,轧辊楔面排料的同时轧件上的凸轮轮廓也被轧辊上的凸轮凹槽逐渐轧制生成,并且逐渐被轧齐,得出轧件应力、应变场在凸轮顶端和芯部较小,在与轧辊楔面接触处最大,呈非对称分布的特点。
模拟结果表明,用楔横轧工艺轧制凸轮轴是完全可行的。
关键词:凸轮轴;楔横轧;有限元中图分类号:TG 335119 文献标识码:A 文章编号:100023940(2009)0120065204Numerical shaping simulation and stress 2strain analysis of cam shaft cross w edge rollingHU Fu 2sheng ,WANG B ao 2yu,HU Zheng 2hu an(School of Mechanical Engineering ,University of Science and Technology Beijing ,Beijing 100083,China )Abstract :A new technology of cam shaft formed by cross wedge rolling was put forward.The roller profile and sha 2ping curves of tools were obtained.The cross wedge rolling deformation process of the cam shaft was simulated with three 2dimension finite element soft DEFORM 23D using rigid 2plastic finite element method.During the process of simu 2lating roll ,the contour of the cam was gradually generated by cam groove while roller wedges were operating material discharge ,and the inside right 2angle step of rolling work piece was also gradually formed.The position of smaller stress 2strain field was occurred at the apex and center of the cam.The maximum value was taken place at the areas be 2tween the work piece and the roller ,and the total stress 2strain field tended to symmetrical distribution.Simulation re 2sults indicate that the new technology of cam shaft formed by cross wedge rolling is feasible.K eyw ords :cam shaft ;cross wedge rolling ;FEM收稿日期:2008207209;修订日期:2008208215基金项目:国家自然科学基金资助项目(50675019,50435010);北京市自然科学基金资助项目(3082013);国家科技支撑计划项目(2006BA F04B03)作者简介:胡福生(1979-),男,博士研究生电子信箱:hufusheng @sina 1com 凸轮轴是内燃机中重要的传动零件,对其性能要求较高。
基于DEFORM的楔横轧无料头轧制过程数值模拟【文献综述】
毕业论文文献综述机械设计制造及其自动化基于DEFORM的楔横轧无料头轧制过程数值模拟摘要：楔横轧是一种高效，低耗，产品质量好的轴类零件成形新工艺，新技术，是当今先进制造技术的组成部分。
理论上某些方面还有待于进一步的探讨和研究。
而有限元模拟技术有助于解决这些问题，但由于有限元模拟技术在楔横轧成形模拟中的应用正处于起步阶段，其研究面较窄，人们对于阶梯轴的楔横轧成形仍采用传统的实践实验法进行研究。
因此，进行楔横轧阶梯轴成形过程的有限元仿真与分析，对于楔横轧的理论发展和技术推广有着重大的意义。
关键词：楔横轧；无料头；有限元一、研究历史及研究现状楔横轧是一种轴类零件成形新工艺，具有高效、节材等优点，在国内外已得到较广泛的应用[10]。
但是，随着楔横轧技术的不断推广和应用范围的增大，对楔横轧技术的要求也就越来越高，如何进一步提高材料利用率是促进楔横轧技术推广的一个关键因素。
尽管目前楔横轧工艺比锻造和切削工艺材料利用率都得以大大提高，但是楔横轧轧制成形，由于目前现有成形技术都必须要有料头，所以材料利用率一般都在90%以下。
如果能够去掉每个零件的料头损失，实现无料头轧制，则零件材料的利用率可达到90%以上，甚至可以实现少或无切削加工要求。
由于楔横轧轧制过程是金属径向压下和轴向延伸的变形过程，轧制端部尺寸时表层金属比心部金属轴向流动要快，如何保证表层流动快的金属能返回而且和心部金属同步，使轧件端部不产生凹心，是辊式楔横轧成形无料头轴类零件技术的一个关键。
在解决如何保证楔横轧轧制轴类件端部轧制不发生凹心，解决无料头轧制关键问题的。
无头轧制的好处是：1.钢材全长以恒定速度进行轧制，生产率有较大提高；2.因对钢材全长施加恒定张力，使钢材断面形状波动减少，钢材质量改善，这点对热轧扁平材生产特别重要；3.由于成品长度不受限制，根据交货状态要求剪切，成品率显著提高；4.由于轧材运行稳定性提高，对热轧带钢来说，有利于生产薄规格带钢；5.和单块轧制不同，钢品啮入次数减少，减小对轧辊冲击，有利于提高轧辊寿命。
DEFORM论文
3D-Deform 软件在金属的塑形加工的应用3D-Deform软件是在21世纪随着科学技术的快速发展应运而生的实用性软件，这种软件是继CAD、Solidworks、UG之类等制图软件之后的。
不具有三维造型功能模拟软件实现塑性模拟过程所需要的物理模型均在其他三维软件中建立。
然后利用deform软件所具备的重新划分网格后，原节点的信息不会丢失。
设定变形物体的网格重划分网格标准，有两种选择：一个是绝对值，一个是相对值。
在deform软件的材料库中，各种材料都被分成易于选择的类别。
材料可以通过单位制或加工工艺类型进行检索。
这里主要介绍deform图形文件的生成及其相关功能键使用方法。
1.定义几何特征几何模型是为了实现与进行数值模拟相关的变形体和刚体的几何造型。
建立模型主要在前处理模块进行，前处理是有限分析的主要步骤，很多定义都是在前处理阶段进行的。
为了进一步网格划分的方便和避免奇异点的产生，通常对模型进行适当的简化处理。
显存的数值计算软件其造型功能都有有限，所以，对复杂对象的几何建模多借助于一些专门的CAD软件。
然后，通过另存为STL格式，实现模型与数值模拟软件间的数据转换。
2．分析材料的功能实际加工过程中，需要对材料的变形功进行确认。
功能强的分析软件提供的材料模型种类较多，用户可以根据问题的主要特点，精度要求即可得到的材料参数选择合适的模型，并输入相关参数。
越是复杂的模型，其计算精度越高；但计算量也会提高，同时所需输入的材料参数也越多。
一般而言，材料的物理性能和弹性性能参数，如密度、热容、弹性模量、泊松比等，对于材料成分和组织结构小的变化不太敏感，精度要求不是特别高时，可参照类似材料的参数给定。
但是材料的塑性性能是结构敏感的，与材料的成分、组织结构、热处理状态，以及加工历史等都要有密切联系，需要通过实验测定。
3.选择适当的计算方法选择合适的计算方法在加工成型过程当中至关重要。
在形过程，应尽可能的选用静力算法求解，以避免采用动力算法是认为应引入的惯性效应，同时静力算法求得的应力场也为更为准确，有利于回弹预测的准确性。
毕业设计(论文)-楔横轧成形技术与模拟仿真[管理资料]
![毕业设计(论文)-楔横轧成形技术与模拟仿真[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/35c89b7da0116c175e0e4807.png)
目录摘要┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ⅠABSTRACT┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈Ⅱ第1章绪论┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈11楔横轧工艺简介┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈楔横轧的发展及其应用┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈2┈2国外发展状况┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈3国内的应用状况┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈第2章轧件设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈4┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈44径向加工余量来的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈4轴向加工余量的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈轧件尺寸的计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈5┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈5第3章楔横轧模具设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 6 毛坯与坯料尺寸的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈6 ┈毛坯尺寸┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 6坯料直径与长度的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 66 模具型腔设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈热态毛坯尺寸┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈6 ┈┈7 模具精整区型腔尺寸┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈模具孔型设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈8 ┈成型方案┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈8 计算断面收缩率与初选α、β┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈8孔型几何尺寸设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈9第4章仿真实验结果分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈11 仿真所用软件DEFORM-3D的介绍┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈11 DEFORM的发展┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈11 DEFORM的特点┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈12 DEFORM应用举例┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈12 DEFORM-3D软件的模块结构┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13 起楔段轧件截面上的应变场特征┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14 横截面上的应变分布┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14 纵截面上的应变分布┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈15 ┈┈展宽段轧件截面上的应变场特征┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17 横截面上的应变分布┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17 ┈18纵截面上的应变分布┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈楔段轧件截面上的应力场特征┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈20 横截面上应力分布┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈20纵截面上的应力分布┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈21 宽段轧件截面上的应力场特征┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈22 横截面上的应力分布┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈22纵截面上的应力分布┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈24 展宽角β和形角α对轧制力的影响┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25 断面收缩率ψ对轧制力的影响┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25 轧件尺寸对轧制力的影响┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25 第5章结论┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈26 参考文献┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈27 致谢┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈28 附录┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈30第1章绪论楔横轧是一种轴类零件成型新工艺、新技术。
利用DEFORM 3D模拟镦粗锻造成形
利用DEFORM 3D模拟镦粗锻造成形一、实验目的1 了解认识DEFORM-3D软件的窗口界面。
2 了解DEFORM-3D界面中功能键的作用。
3 掌握利用DEFORM-3D有限元建模的基本步骤。
4 学会对DEFORM-3D模拟的数据进行分析。
二、设备仪器1 Deform 软件2 MS office软件3 计算机三、试验原理DEFORM-3D是在一个集成环境内综合建模、成形、热传导和成形设备特性进行模拟仿真分析。
适用于热、冷、温成形，提供极有价值的工艺分析数据。
如：材料流动、模具填充、锻造负荷、模具应力、晶粒流动、金属微结构和缺陷产生发展情况等。
DEFORM- 3D功能与2D类似，但它处理的对象为复杂的三维零件、模具等。
不需要人工干预，全自动网格再剖分。
前处理中自动生成边界条件，确保数据准备快速可靠。
四、实验步骤1．DEFORM前处理过程（Pre Processer）进入DEFORM前处理窗口。
了解DEFORM前处理中的常用图标设置模拟控制增加新对象网格生成材料的选择确立边界条件温度设定凸模运动参数的设置模拟控制设定设定对象间的位置关系对象间关系“Inter-Object”的设定生成数据库退出前处理窗口2．DEFORM求解（Simulator Processer）3．DEFORM后处理（Post Processer）了解DEFORM后处理中的常用图标。
步的选择真实应变金属流线载荷——行程曲线体积变化曲线五、记录、计算及数据处理1 问题说明：毛坯：底面半径60，高度200，材料和温度同2D，网格划分10000个模具：长150，宽度150，高度60上模下压距离：50mm上模下压速度：5mm/s2完成如下操作：(1) 建立DEFORM-3D/Preprocessor圆柱体镦粗模拟分析模型，生成以“姓名拼音-学号”命名的.DB文件，如：卢文操作命名为LuWen-01(2) 对模型进行求解计算(3) 对计算结果进行后处理分析，要求1）测量镦粗后锻件X、Y方向尺寸2）测量沿X、Y、Z方向应变分布3）输出体积变化曲线4）改变上模下压速度，分别为5mm/s、15mm.s、20mm/进行模拟，求出不同速度下：X、Y方向尺寸；X、Y、Z方向应变分布；最大载荷。
deform模拟坯料在旋转锻造中的应力变形-毕设论文
1 绪论1.1 高速钢1.1.1 高速钢简介高速钢又被称为风钢或锋钢，意思是淬火时即使在空气中冷却也能硬化，并且很锋利。
高速钢是适应高速切削而发展起来的刃具钢。
当车削速由10～20m/min 增加到50～80m/min时刃具刃部的温度由200～300℃增至500～800℃。
碳素刃具钢和低合金刃具钢，200～300℃即开始软化，而高速钢在500～600℃，仍能保持较高的硬度（60HRC左右），因此高速切削刀具一般都采用高速钢制造。
高速钢发明至今已近百年主要用作各类机床切削工具。
在高速钢之后相继有硬质合金、陶瓷和聚晶金刚石等切削材料间世但高速钢在切削材料领域中始终保持着特殊的领先地位。
表1.1是各类重要工具使用高速钢、硬质合金、和陶瓷材料情况的统计表,是由世界最大高速生产厂家一奥地利伯乐百特种钢公司统计的。
从表中可见,除车刀外,其它各种刀具主要都是用高速钢制造的,尤其是螺纹刀具、齿状刀具和拉刀等精密复杂刀具。
根据刀具专家的分析图,在可预见的将来,高速钢在刀具材料中的特殊地位不可能被其它刀具材料所取代[1]。
表1.1 主要加工刀具应用的材料销售金额比例，%刀具名称应用的刀具材料占刀具材料总售金额的比例每种刀具材料所占销售金额比例陶瓷高速钢硬质合金车刀25 2 17 81 麻花钻23 0 96 4 攻丝刀具20 0 100 0 刀头与铣刀12 0 60 40 齿状刀具 5.7 0 98 2 铰刀 5.4 0 60 40 拉刀 4.8 0 100 01.1.2 高速钢钢种目前的高速钢五大类：(1)通用型高速钢是指世界各国生产量较大用途较广且价格低廉的一类高速钢，代表钢种有W18Cr4V（美国T1）、W6Mo5Cr4V2等。
T1是使用最早的钨系高速钢，直到50年代，此类高速钢仍为世界各国广泛应用。
50年代后期，由于世界范围的钨元素紧缺导致T1价格不断上涨，与此同时，钼矿资源不断被开发，因而促进了钼系、钨-钼系高速钢的研发。
基于楔横轧原理的钢球轧制工艺计算机仿真研究
基于楔横轧原理的钢球轧制工艺计算机仿真研究初俊林;袁文生【摘要】The finite element method has been adopted to simulate the ball rolling process on the basis of cross wedge rollingprinciple.The influence of various process parameters of cross wedge rolling on the forming process of steel balls has been studied by DEFORM-3D simulation.The die has been improved according to the metal flow law in the simulation process,which obtains satisfied effect.%钢球在工业中的应用非常广泛,特别是矿山用的球磨机对钢球的应用量更是巨大,由于其形状的特殊性,其大批量生产工艺也越来越得到重视.本文应用有限元方法,并基于楔横轧原理对钢球的轧制成形工艺过程进行模拟仿真,通过DEFORM-3D的模拟过程研究了楔横轧各工艺参数对钢球成形过程的影响,根据模拟过程中金属的流动规律对模具进行改良,获得满意效果.【期刊名称】《锻压装备与制造技术》【年(卷),期】2017(052)006【总页数】4页(P87-90)【关键词】楔横轧;钢球;模具;DEFORM-3D【作者】初俊林;袁文生【作者单位】山东建筑大学,山东济南250101;山东建筑大学,山东济南250101【正文语种】中文【中图分类】TG335.19钢球是重要的基础零部件，尤其是精密工业钢球在国民经济发展中起着巨大的作用。
钢球广泛应用于轴承、五金、电子、铁艺、机械设备、电力、采矿、冶金等领域。
据不完全统计，中国钢球的年消耗量巨大，在百万吨以上，但目前钢球的主要生产工艺为锻造和铸造，生产效率较低。
DEFORM模拟锻压挤压实验报告
铜陵学院课程实验报告实验课程材料成型计算机模拟指导教师专业班级姓名学号2014年05月11日实验一 圆柱体压缩过程模拟1 实验目的与内容1.1 实验目的进一步熟悉AUTOCAD 或PRO/E 实体三维造型方法与技艺，掌握DEFORM 软件的前处理、后处理的操作方法与热能，学会运用DEFORM 软件分析压缩变形的变形力学问题。
1.2 实验内容运用DEFORM 模拟如图1所示的圆柱坯压缩过程。
（一）压缩条件与参数锤头与砧板：尺寸200×200×20mm ，材质DIN-D5-1U,COLD ，温度室温。
工件：材质DIN_CuZn40Pb2，尺寸如表1所示，温度700℃。
（二）实验要求（1）运用AUTOCAD 或PRO/e 绘制各模具部件及棒料的三维造型，以stl 格式输出；砧板工件锤头图1 圆柱体压缩过程模拟（2）设计模拟控制参数；（3）DEFORM前处理与运算（参考指导书）；（4）DEFORM后处理，观察圆柱体压缩变形过程，载荷曲线图，通过轴对称剖分观察圆柱体内部应力、应变及损伤值分布状态；（5）比较实验 1与2、3与4、1与3和2与4的模拟结果，找出圆柱体变形后的形状差别，说明原因；（6）提交分析报告（纸质和电子版）、模拟数据文件、日志文件。
2 实验过程2.1工模具及工件的三维造型根据给定的几何尺寸，运用AUTOCAD或PRO/E分别绘制坯料、锤头和砧板的几何实体，文件名称分别为workpiece，topdie，bottomdie，输出STL格式。
2.2 压缩过程模拟2.2.1 前处理建立新问题：程序DEFORM6.1File New Problem Next在Problem Name栏中填写“Forging” Finish进入前前处理界面；单位制度选择：点击Simulation Conrol按钮Main按钮在Units栏中选中SI（国际标准单位制度）。
添加对象：点击+按钮添加对象，依次为“workpiece”、“topdie”、“bottomdie”。
基于DEFORM的汽车空调三角皮带轮辊轧成形过程的数值模拟
汽 车 空 调 EC -132A21BE 皮 带 轮 大 批 量 生 产 时，通常采用模锻工艺生产毛坯，根据体积不变条 件，确定毛坯规格为（尴122.5~尴55）mm×38.95mm。皮 带轮零件图及毛坯图如图 2 所示。
轧辊 挡板 2
轧辊 挡板 1
38.95 6.7 8.25 15.75
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
【 参考文献】 [1] 汪大年.金属塑性成形原理.北京:机械工业出版社，1982:56-199. [2] 吕丽萍.有限元法及其在锻压工程中的应用.西安:西北工业大学
出版社，1987:52-140. [3] 单德斌，吕 炎，王 真.金属体积成形过程三维刚塑性有限元
本文采用有限元分析软件 Deform-3D，针对汽 车空调三角皮带轮，分别建立工件整体加热和感应 局部加热辊轧成形的有限元模型。对两种辊轧成形 过程进行模拟仿真，分析了皮带轮辊轧成形过程中 金属的流动规律，三维变形状态下轧件的等效应力、 等效应变分布情况及模具各部分的受载情况，为皮 带轮辊轧工艺设计提供了理论依据。
制力约为方案（2）最大轧制力的 1.5 倍。图 8 是两种
工艺方案轧制末期的两挡板受力图。图中显示，采用
感应局部加热的方案时，在轧制末期挡板受力达到
927000N；而整体加热时，轧制末期 挡 板 受 力 为
420000N。
3.3 两种艺方案轧制末期工件温度场分布及工件 外形比较
图 9a 为轧制完成时工件的温度分布图。由图知 道，采用方案（1）工件的温度分布由外径自内径逐渐 降低，轮缘外层温度为 1100℃，而轮毂部分温度约 为 203℃；而方案（2）工件温度分布较均匀，其最低 温度分布在轮毂与轮辐交接处，约为 712℃。
DEFORM软件在环轧方面的应用
DEFORM软件环轧工艺模拟仿真1 背景环轧属于回转塑性成形技术。
与传统的模锻、自由锻、火焰切割工艺相比，由于其具有环件精度高、质量好、生产效率高、节能节材、生产成本低等技术经济优势，成为目前生产各种无缝环形锻件的常用方法，广泛应用于机械、航空、航天等工业领域。
由于环轧是一个多因素作用下的塑性加工过程，具有高度的复杂性，以实验法进行研究时人力物力资源耗费量大，而各种理论分析方法也无法提供环件内部全面精确的应力、应变、温度场等信息。
采用专业的有限元数值模拟软件DEFORM 通过设置合理的参数均可得到接近实际的模拟结果，可以帮助工程师分析研究变形过程中温度场、等效应变场、轧制力的变化规律以及环件变形规律等，获得最佳工艺参数。
2 软件功能环轧工艺过程复杂，控制变量多，专业的工艺仿真软件DEFORM可以实现环轧三维动态全过程数值仿真模拟，可以帮助工程师准确研究轧件金属流动规律，以及对环轧工艺参数进行优化设计。
DEFORM软件环轧工艺仿真功能如下：1）Ring Rolling模块专门为环轧工艺而设计，操作方式流程化，简单易学；环轧专业模板2）环轧模块集成于MO模块中，可以实现多工序模拟仿真；多工序（预成形—环轧—…）模拟仿真3）Ring Rolling模块可以很方便准确实现复杂及多数量模具自动定位；具有普通环轧和车轮环轧专业模板；专业环轧模板4）DEFORM软件具有六面体自动网格划分技术、局部网格密化及网格重划分技术，保证模拟结果的高精度；六面体网格及局部密化技术5）可以实现轧制、温度及微观组织的耦合分析；DEFORM软件除了可以对成形和温度耦合分析外，还可以进行微观组织的耦合分析。
采用JMAK模型可以预测环轧成形过程中微观组织的演变，获得晶粒尺寸的变化。
环轧工艺微观组织预测6）可进行环轧变形过程模拟、模具应力及磨损分析7）可以实现隐式拉格朗日和ALE混合计算及显式求解计算。
DEFORM最新版本V11 隐式求解器对接触算法进行了优化，增强了局部接触处理能力，使得计算结果更加平稳；同时新增了显式求解器，提高了求解速度。
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基于DEFORM软件的楔横轧工艺设计模拟与仿真研究目录摘要................................................................................................................................................................ - 3 -关键词：楔横轧；DEFORM；工艺设计；模拟仿真 ............................................................................... - 3 -Abstract .......................................................................................................................................................... - 4 -1.1楔横轧工艺简介································································ - 5 -1.2楔横轧的发展及应用·························································· - 6 -1.2.1国外发展情况....................................................................................................................... - 6 -1.2.2国内发展情况....................................................................................................................... - 7 -第2章轧件设计.......................................................................................................................................... - 8 -2.1加工余量的确定································································ - 8 -2.1.1径向加工余量来的确定....................................................................................................... - 8 -2.1.2．轴向加工余量的确定........................................................................................................ - 8 -2.2 轧件尺寸的计算 ······························································· - 9 -2.3轧件的计算机描述····························································· - 9 -第3章楔横轧模具设计............................................................................................................................ - 10 -3.1 毛坯与坯料尺寸的确定 ·····················································- 10 -3.1.1毛坯尺寸............................................................................................................................. - 10 -3.1.2直径与长度的确定............................................................................................................. - 10 -3.2模具型腔设计··································································- 11 -3.2.1 热态毛坯尺寸.................................................................................................................... - 11 -3.2.2模具精整区型腔尺寸......................................................................................................... - 11 -3.3模具孔型设计··································································- 12 -3.3.1成型方案............................................................................................................................. - 12 -3.3.2计算断面收缩率与初选α、β............................................................................................ - 12 -3.3.3孔型几何尺寸设计............................................................................................................. - 13 -第4章仿真实验结果分析........................................................................................................................ - 15 -4.1 仿真所用软件DEFORM-3D的介绍······································- 15 -4.1.1 DEFORM的发展 ............................................................................................................... - 15 -4.1.2 DEFORM的特点 ............................................................................................................... - 16 -4.1.3 DEFORM-3D应用举例..................................................................................................... - 16 -4.1.4 DEFORM-3D软件的模块结构 ......................................................................................... - 17 -4.2 起楔段轧件截面上的应变场特征 ·········································- 18 -4.2.1 横截面上的应变分布........................................................................................................ - 18 -4.2.2纵截面上的应变分布......................................................................................................... - 19 -4.3展宽段轧件截面上的应变场特征 ··········································- 21 -4.3.2纵截面上的应变分布......................................................................................................... - 22 -4.4 起楔段轧件截面上的应力场特征 ·········································- 24 -4.4.1 横截面上应力分布............................................................................................................ - 24 -4.4.2 纵截面上的应力分布........................................................................................................ - 25 -4.5 展宽段轧件截面上的应力场特征 ·········································- 26 -4.5.1横截面上的应力分布......................................................................................................... - 26 -4.5.2 纵截面上的应力分布........................................................................................................ - 27 -4.6不同工艺参数对空心轴类件轧制力的影响 ······························- 28 -结论.............................................................................................................................................................. - 29 -参考文献...................................................................................................................................................... - 30 -摘要本文主要介绍了楔横轧成形技术与模拟仿真技术，并基于DEFORM分析软件对楔横轧的工艺设计进行了模拟仿真分析研究工作。