毛坯鑄件的展開方法有哪些？具體如何操作？
2020-07-24 00:36:13
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鑄造是應用普遍的金屬液態(tài)成型工藝。它是將液態(tài)金屬澆注到鑄型型腔中，待其冷卻凝固后，獲得相應形狀的毛坯或零件的方法。在機器設備中液態(tài)成型件所占比例很大，在機床、內燃機、礦山機械、重型機械中液態(tài)成型件占總重量的70%~90%；在汽車、拖拉機中占50%~70%；在農(nóng)業(yè)機械中占40%~70%。有優(yōu)良的機械、物理性能，它可以有各種不同的強度、硬度、韌性配合的綜合性能，還可兼具一種或多種特別性能，如抗磨、高溫和低溫、等。鑄件的重量和尺寸范圍都很寬，重量輕的只有幾克，重的可達到400噸，壁厚薄的只有0.5毫米，厚可超過1米，長度可由幾毫米到十幾米，可達到不同工業(yè)部門的使用要求。
鍛件與毛坯鑄件相比，金屬經(jīng)過鍛造加工后能改進其組織結構和力學性能。鑄造組織經(jīng)過鍛造方法熱加工變形后由于金屬的變形和再結晶，使原來的粗大枝晶和柱狀晶粒變?yōu)榫Я］^細、大小均勻的等軸再結晶組織，使鋼錠內原有的偏析、疏松、氣孔、夾渣等壓實和焊合，其組織變得較加緊密，提高了金屬的塑性和力學性能。
毛坯鑄件的展開方法有哪些？具體如何操作？
?。?）模擬法是在相應的假設條件下，根據(jù)許多物理問題數(shù)學描述的相似性，通過數(shù)學相似理論，采用其它物理介質構成的模型來模擬板料法蘭的金屬流動。從理論上可以證明，沖壓工件凸緣處金屬的這種流動同相似區(qū)域相似邊界條件的粘性流體的流動、電流的流動或熱傳導是相似的。
?。?）利用有限元仿真方法來求毛坯的初始形狀和尺寸是近幾年發(fā)展起來的。有增量有限元方法，幾何映射法，有限元反算法等。
?。?）滑移線法技術較成熟，已被用于求等截面杯體，如圓形、橢圓形、各類盒形以及某些不規(guī)則形狀筒型體。但這種方法要作以下假定：板料法蘭厚度不變化，并處于平面應變狀態(tài)，材料各向同性，無硬化，不考慮摩擦力分布對塑性流動的影響。
?。?）增量有限元方法考慮了成型過程中金屬的塑性流動受模具形狀等多種因素的影響，有較高的精度，但耗時較大，較難設置接觸邊界條件，計算模型復雜。
（5）研討毛坯展開方法的理論有多種，如經(jīng)驗法，滑移線法，模擬法等。
?。?）經(jīng)驗法是工廠中常用的方法，一般計算矩形、圓筒的展開長度和圓角部分的展開半徑，然后在過渡區(qū)用直線和圓弧相連。這種方法假設薄板厚度在拉延成型過程中不變，面積不變。
?。?）幾何映射法認為應變由變形前后板料的幾何差別定義，而變形后板料形狀已知，就可以將變形后板料上的點映射回初始板料，而且不需要載荷就能計算應力的分布。應變取決于厚度分布，但變形后板料的厚度分布未知，這樣，幾何映射法取決于厚度分布的正確假設并視厚度與特定的邊界條件相匹配。
（8）毛坯形狀和尺寸的反算是薄板沖壓成型中的一個難題。毛坯形狀的確立是設計工藝和制定工藝流程的前提。毛坯形狀設計得合理，沖壓過程中材料的流動將合理，從而減少起皺、拉裂發(fā)生的可能。對于復雜的沖壓件，采用經(jīng)驗和解析方法至今未能獲得滿意的結果。
?。?）有限元反算法可看成是沖壓成型的逆過程，要解決的問題很多且計算過程復雜。這種反算法一般將成型過程簡化為一個或多個加載的過程，采用全量理論進行分析計算，所以計算可以只考慮初始態(tài)和變形態(tài)，忽略中間的變化。
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