2020年, 第45卷, 第1期　
刊出日期：2020-01-25

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锻造
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  基于响应面法的机动车尾气后处理系统铝泵体的精锻工艺优化

  杜重凯, 刘守生, 黄瑶, 王雷刚

  锻压技术. 2020, 45(1): 1-8. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.001

  摘要 ( 238 ) PDF全文 ( 25 )   可视化   收藏

  针对机动车尾气后处理系统铝泵体精锻过程中出现的锻件凸台充填不完整、模具易开裂和飞边废料多等问题，建立了以锻件凸台端面充填率、终锻力比率和材料利用率为优化目标，以模具预热温度、坯料长度、坯料加热温度和飞边桥部高度为设计变量的二次多项式响应面模型。然后结合响应面法与差分进化算法对锻造参数进行优化，得到的最优锻造参数为：模具预热温度为350℃，坯料长度为83.27 mm，坯料加热温度为490℃和飞边桥部高度为1.15 mm。最后，采用最优锻造参数进行实际生产，生产出的锻件充填完整，提高了模具寿命和材料利用率。
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  工艺参数对TC4合金航空发动机叶片精锻残余应力的影响

  吴捍疆, 张丰收, 燕根鹏

  锻压技术. 2020, 45(1): 9-14. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.002

  摘要 ( 210 ) PDF全文 ( 15 )   可视化   收藏

  为获悉叶片精锻残余应力的分布情况，利用Simufact.Forming软件对TC4合金航空发动机叶片精锻过程进行了数值模拟研究。通过X射线衍射技术对叶片实体表层残余应力进行了测量，并与数值模拟结果进行对比，验证了有限元模型的合理性。通过设计正交试验优化了叶片精锻工艺，最终得到了最优工艺参数组合及不同工艺参数对叶片精锻残余应力的影响趋势。研究结果表明：航空发动机精锻叶片的残余应力主要集中在表层，当工艺性较差时，叶片前缘头、后缘头附近的高残余应力区域范围较大，开裂的风险系数较高；模具温度对叶片精锻残余应力的影响最大，上模速度、坯料温度、摩擦因子对其影响依次减小；在上模速度为40 mm·s^-1、坯料温度为960℃、模具温度为300℃、摩擦因子为0.1的情况下，可以得到较小的叶片精锻残余应力。
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  丁字臂锻件裂纹分析及工艺改进

  蔡佰煊, 刘高, 张运军, 黄明伟, 彭杰, 胡成亮, 赵震

  锻压技术. 2020, 45(1): 15-21. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.003

  摘要 ( 123 ) PDF全文 ( 10 )   可视化   收藏

  为解决实际生产中丁字臂锻件直孔端附近出现的裂纹问题，基于数值模拟对相应的温度场、等效应变场和速度场进行分析，认为直孔端附近材料的流动速度快且梯度大可能是引起裂纹的主要原因。在此基础上，提出了增设阻力沟的飞边结构设计和一模两件锻模设计的两种改进方案。结果表明，增设阻力沟可有效地降低直孔端处桥部飞边的流动速度，但是无法改变其流动速度不断增大的趋势；一模两件工艺方案，改变了直孔端的金属流动模式，改善了危险区域流动均匀性并获得较为均匀的温度场。后续将安排实际工艺试验，进一步开展验证工作。
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  高合金钢冷轧工作辊锻造过程数值模拟

  王泽, 王婷婷, 金东浩, 齐晓红, 郭婧

  锻压技术. 2020, 45(1): 22-29. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.004

  摘要 ( 153 ) PDF全文 ( 11 )   可视化   收藏

  采用Deform-3D软件对一种新型高合金钢冷轧工作辊锻造以及锻前空冷过程进行数值模拟。首先，根据实际产品和液压机压头尺寸建立锻件和模具模型并进行了网格划分，对所采用的高合金钢进行热力学测试从而建立了材料模型。通过分析在空冷和锻造过程中锻件温度场和应力场分布，获得了锻件在空冷过程中温度变化规律，以及在锻造过程中锻造区域典型位置处的温度和应力分布特征。此外，参考模拟结果，并结合实际经验对这种新型冷轧工作辊进行锻造，实际锻造结果与模拟得到的最终结果十分接近，验证了采用有限元方法对轧辊锻造过程进行模拟是可行的。为冷轧工作辊的实际锻造生产提供理论指导。
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  基于Deform的依维柯汽车转向节的预锻优化

  徐皓, 刘铭, 刘江

  锻压技术. 2020, 45(1): 30-34. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.005

  摘要 ( 216 ) PDF全文 ( 12 )   可视化   收藏

  针对依维柯汽车转向节复杂特殊的产品结构和实际批量生产中出现的侧臂成形困难、缺料、折叠、合格率低等质量问题，通过Deform有限元建立依维柯汽车转向节塑性有限元模型，进行预锻模具和终锻模具的构建，并分析其预锻件和终锻件金属流动过程，对依维柯汽车转向节预锻件成形和终锻件进行分析和探究，得出转向节预锻件和预锻模具结构初始设计不合理的结论。重新设计修改和优化转向节预锻件和预锻模具，并进行现场生产。依维柯汽车转向节锻件的材料利用率提高了6.3%，合格率也提高了3.3%，积累了成功的技术设计经验。
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  机械紧固件用新型钛合金的锻造温度优化

  周渝庆, 张祥

  锻压技术. 2020, 45(1): 35-40. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.006

  摘要 ( 223 ) PDF全文 ( 12 )   可视化   收藏

  采用不同的锻造温度对机械紧固件用新型钛合金进行了锻造试验，并进行了耐磨损性能和高温抗氧化性能的测试与分析。结果表明：随始锻温度从1020℃升高至1100℃，试样的磨损体积和单位面积质量增重先减小后增大，与1020℃始锻时相比，始锻温度为1080℃时试样的磨损体积减小了35.48%，单位面积质量增重减小了36.36%。随终锻温度从800℃升高至880℃，试样的磨损体积和单位面积质量增重先减小后增大，与800℃终锻时相比，终锻温度为860℃时试样的磨损体积减小了42.86%，单位面积质量增重减小39.13%。机械紧固件用新型钛合金Ti-3Al-5Mo-4.5V-1Sr-0.5Ce的始锻温度优选为1080℃、终锻温度不低于860℃。
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  GH4169合金小余量小尺寸静子叶片锻造工艺及显微组织控制

  黄明星, 汪大成, 罗希, 孙敏

  锻压技术. 2020, 45(1): 41-46. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.007

  摘要 ( 154 ) PDF全文 ( 10 )   可视化   收藏

  针对GH4169合金叶片锻件粗晶、混晶等晶粒组织不合格问题，以某压气机小余量小尺寸静子叶片锻件为研究对象，首先分析锻件结构，确定锻造工艺路线，然后通过选取2种规格坯料、5个变形量、4个锻造温度来组成12组试验，探究变形量、锻造温度对组织的影响以及演化规律，同时对选取的保温时间、锻造火次的稳定性进行分析，得到合理锻造工艺参数。研究表明，变形量在35%~45%内可获得均匀的组织，但对晶粒度大小无明显影响；温度是影响晶粒度的主要因素，大于1000℃时叶身晶粒粗化现象明显，在990~1000℃之间叶身可获得细腻、均匀的组织；预锻时组织已成形稳定，终锻无明显变化，在选取的保温时间内组织稳定；在变形量40%及锻造温度990℃下获得的叶片锻件具有优良的综合力学性能及细晶组织，均高于标准要求。
板料成形
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  成形参数对AZ31B镁合金板料渐进成形表面质量及温度的影响

  王嘉豪, 周六如, 姜旭, 胡诗尧

  锻压技术. 2020, 45(1): 47-54. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.008

  摘要 ( 146 ) PDF全文 ( 13 )   可视化   收藏

  介绍了镁合金摩擦生热渐进成形原理，并研究了在工具头行进速度为1000 mm·min^-1下，工具头主轴转速（1000~6000 r·min^-1）、轴向进给量（0.5~3 mm）、成形角度、工具头半径、环境温度对厚度为2 mm的镁合金板料圆锥台零件成形性的影响。实验结果表明：随着主轴转速的增加，零件表面质量先升高后降低；零件表面质量随着轴向进给量的增加而降低；在成形极限角内，零件表面质量随着成形角度增加而提高；零件表面质量随着工具头半径增加先升高后降低；加工时环境温度对成形结果有影响。通过摩擦生热的方式对AZ31B镁合金板料加热，板料温度会随着主轴转速、轴向进给量和工具头半径递增而增加，成形角度对板料温度的影响不大。
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  基于Dynaform的6016-T4P铝合金汽车机舱盖模面优化

  田国富, 李文杰, 李君基

  锻压技术. 2020, 45(1): 55-62. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.009

  摘要 ( 163 ) PDF全文 ( 11 )   可视化   收藏

  以Dynaform 5.9软件为平台，对某车型6016-T4P铝合金机舱盖外覆盖件进行全工序冲压成形数值模拟及模面结构参数优化。通过设计5因素4水平的正交试验，研究了凹模圆角半径、凸模圆角半径、拔模斜度、修边延长量、模面高度对机舱盖外覆盖件冲压成形的影响。在正交试验最优结构参数组合的基础上，结合模面补偿技术，研究了回弹量随补偿因子的变化趋势。模拟结果表明：拔模斜度对最大减薄率影响较大，凹模圆角半径对最大主应变影响较大，修边延长量对回弹量影响较大。当补偿因子取1.0时，回弹补偿效果最好。经成形试验，得到了合格的产品，验证了模拟的正确性。
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  基于响应面法的U形件弯曲成形回弹优化

  姜天亮, 龚红英, 钱勇, 施为钟, 赵小云

  锻压技术. 2020, 45(1): 63-68. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.010

  摘要 ( 141 ) PDF全文 ( 7 )   可视化   收藏

  U形件弯曲成形过程中比较突出的问题是回弹，通过将响应面法（RSM）与有限元仿真软件Dynaform相互结合，基于NUMISHEET'93的U形弯曲标准考题，将凹模圆角半径选定为R_d=8 mm，以模具间隙、摩擦系数、冲压速度3个参数作为影响因素，竖直方向的回弹位移作为优化目标，建立17组试验方案，对U形件弯曲成形过程进行仿真模拟。借助Design-Expert 8.1对17组数据进行拟合处理，得到关于优化目标的二次非线性回归方程与优化的参数组合，即模具间隙为1 mm、摩擦系数为0.15、冲压速度为800 mm·s^-1。优化的参数组合代入有限元软件再次仿真得到回弹位移为0.731 mm，其与方程拟合值0.738 mm相差约1%，并在前人研究基础上将回弹位移进一步减少了26.2%，最后进行了实物弯曲验证。RSM与Dynaform的结合减少了有限元模拟的次数，有效地提高了板料弯曲的成形精度与质量。
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  某轿车C柱内板冲压分析与成形模设计

  万志远, 陈银平

  锻压技术. 2020, 45(1): 69-73. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.011

  摘要 ( 160 ) PDF全文 ( 12 )   可视化   收藏

  C柱内板是轿车中重要的结构件，冲压变形复杂。首先，对C柱内板零件进行冲压成形分析，确定其成形方案和成形毛坯。在三维计算模型基础上，采用Autoform软件对零件的成形进行数值模拟，得出零件的成形极限图。根据数值模拟结果，分析零件整体成形性能、材料变薄率，预测C柱内板成形过程中的起皱、拉裂等冲压缺陷，结果表明，零件整体成形到位，材料局部位置变薄超过20%，有拉裂危险。其次，基于UG和CAD软件设计了成形模具的上模、压边圈和下模。最后，通过生产实践压制出合格的C柱内板零件，验证了冲压分析的合理性和模具设计的正确性。
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  金属板材拉延极限性能

  聂昕, 郭文峰, 吕浩, 申丹凤, 顾成波

  锻压技术. 2020, 45(1): 73-79. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.012

  摘要 ( 171 ) PDF全文 ( 10 )   可视化   收藏

  利用自主设计的模具结构在6300 kN液压机上对金属板材进行拉延极限性能测试，获得了不同材料、不同厚度、不同钢种下的拉延极限高度以及初始开裂部位，并对不同工艺下的材料极限性能及开裂部位进行了研究。结果表明：不同材料对拉延极限高度与材料初始开裂部位均有影响，拉延极限高度随着材料强度的增大而减小，且DC01钢的拉延开裂位置发生在半球根部，DP系列高强钢拉延开裂位置发生在半球上部；宝钢与唐钢所生产的同种材料的拉延极限性能相当；厚度只对材料的拉延极限高度有影响，而对材料初始开裂位置影响不大；DC01钢在不同工艺下的拉延极限性能与开裂位置均相差较大，而不同工艺对DP590高强钢的影响则相对较小。
管材成形
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  圆管内翻边成形的数值模拟及参数优化

  赵洋, 肖洋, 戴鹏瞩, 邓华超, 马莹

  锻压技术. 2020, 45(1): 80-88. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.013

  摘要 ( 182 ) PDF全文 ( 12 )   可视化   收藏

  以摩托车减震器一翻边成形部件为研究对象，建立圆管内翻边的有限元模型，利用数值模拟方法，分析翻边过程中应力、应变和冲击力的变化。该部件在翻边过后，圆管端缘存在由于变形堆积而起皱的缺陷，针对该缺陷选取圆管不同的结构参数以及凸模的外形，建立不同工况下的有限元模型并对比分析翻边结果。结果表明，当圆管壁厚减小值d取0.25 mm、凸模角度θ为75°时，翻边后的圆管端缘起皱情况得到较好改善，凸模冲击力降低。最后，根据参数化分析结果确定凸模上移余量在0~0.03 mm范围内时，损耗比可控制在5%以下。
特种成形
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  沙柳细枝颗粒压缩成型过程中的模型研究

  李震, 闫莉, 高雨航, 王宏强, 王鹏, 德雪红

  锻压技术. 2020, 45(1): 89-95. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.014

  摘要 ( 123 ) PDF全文 ( 11 )   可视化   收藏

  用内蒙古西部地区特有的沙柳材料进行闭式生物质压缩成型实验；由于沙柳颗粒等这类颗粒材料特有的离散性和非连续性，将这类颗粒物质归入软物质范畴，使用离散元软件EDEM进行仿真模拟，探究沙柳颗粒压缩成型过程，分析其在压缩成型过程中黏弹塑性力学变化，创建在进料预压、致密成型、应力松弛这3个阶段中力学模型或本构模型，采用1st Opt软件进行数值模拟，确定力学模型和本构模型中的未知参数；将离散元和有限元进行耦合，分析模具受力和变形。结果发现：通过显著性检验验证了使用离散单元法模拟生物质压缩成型具有准确性和可行性；通过1st Opt拟合数据后得到的相关系数表明其拟合程度较好，提出的力学模型和本构模型对部分成型机的设计参数提供理论基础。耦合仿真表明，应力和变形均沿模具轴线自上而下增大。
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  30CrMnSiA杯形件电流辅助拉深旋压成形工艺优化

  徐晓, 王磊, 李泽宇, 程秀全, 夏琴香

  锻压技术. 2020, 45(1): 96-102. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.015

  摘要 ( 137 ) PDF全文 ( 11 )   可视化   收藏

  针对30CrMnSiA杯形件的电流辅助拉深旋压成形工艺，提出以旋压件的内径偏差和倒锥角作为成形质量指标；基于响应面法进行了30CrMnSiA杯形件电流辅助拉深旋压成形实验研究，分析了电流参数及旋压工艺参数对旋压件倒锥角的影响规律。结果表明：电流大小、预热时间与进给比对旋压件倒锥角具有显著的影响，旋轮与芯模相对间隙对倒锥角影响较小。电流大小与进给比对倒锥角的影响具有交互作用；预热时间与进给比对倒锥角的影响具有显著的交互作用。30CrMnSiA杯形件电流辅助拉深旋压最优工艺参数组合为：电流I=1200 A，预热时间t_h0=52 s，进给比f=0.36 mm·r^-1，旋轮与芯模相对间隙δ=-38%。
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  离合器外齿毂冷挤压成形工艺

  刘左发, 冯文杰, 陈莹莹, 周凤

  锻压技术. 2020, 45(1): 103-108. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.016

  摘要 ( 208 ) PDF全文 ( 13 )   可视化   收藏

  对某汽车离合器外齿毂的结构特征进行了分析，针对其内花键成形困难的技术难点，提出了冷挤压成形的工艺方案。通过有限元软件DEFORM-3D对离合器外齿毂冷挤压成形过程进行数值模拟分析，研究了入模半角、毛坯壁厚和摩擦系数对成形载荷及成形质量的影响规律。研究结果表明：当入模半角为45°、毛坯壁厚为6.0 mm、摩擦系数为0.12时，离合器外齿毂内花键圆角填充饱满，成形载荷也相对较小。并采用离合器外齿毂冷挤压成形工艺方案进行试验，证明了该工艺方案的可行性及数值模拟结果的正确性。
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  组合形活塞销冷镦挤成形工艺

  隋毅, 梁强

  锻压技术. 2020, 45(1): 109-113,124. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.017

  摘要 ( 277 ) PDF全文 ( 208 )   可视化   收藏

  针对组合形活塞销结构特征和工艺要求，分析该零件的成形难点为：两端圆锥孔的挤压成形和深径比大于2.5的中心圆孔反挤压。为此，应用DEFORM-2D有限元分析软件对组合形活塞销7工位冷镦挤成形工艺进行数值模拟分析。通过数值模拟分析和工艺方案修订，确定最终的成形工艺方案为：下料—整形—压凹—反挤压—冲孔—第1次挤锥—第2次挤锥，并采用硬质合金YG15制造反挤压凸模，以避免一次反挤压成形时凸模横截面变化处的折断。采用该方案进行工艺实验，实验结果表明：组合形活塞销尺寸满足零件设计要求，无折叠、开裂等锻造缺陷，深孔反挤压凸模使用寿命大于8万件。
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  球头销多工位冷锻工艺

  吴艳云, 陈剑, 张东民, 李嘉伟

  锻压技术. 2020, 45(1): 114-124. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.018

  摘要 ( 232 ) PDF全文 ( 32 )   可视化   收藏

  基于理论分析与实验验证，提供了一种多工位冷锻工艺生产球头销。球头销多工位冷锻成形工艺存在两种可选方案，为了得到最佳成形方案，采用了Deform-3D有限元软件对两种工艺方案进行仿真计算。对比了两种方案的应力-应变、成形载荷、材料损伤值，得到最佳工艺方案。根据最佳工艺方案，设计了相应的模具，并针对球头销头部脱模困难的问题，提供了一种浮动哈夫分模方案。实验表明，球头销成形分配合理、填充饱满，无裂纹、飞边等缺陷，浮动哈夫分模顺畅。多工位冷锻工艺研究中，有限元技术的应用、模具及浮动哈夫分模的设计均对同类型的研究有一定的参考价值。
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  6061铝合金灯具散热底座芯轴挤压成形研究

  张侠, 钱进浩, 龚小涛, 成国发, 於孝谦

  锻压技术. 2020, 45(1): 125-130. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.019

  摘要 ( 188 ) PDF全文 ( 16 )   可视化   收藏

  为了满足6061铝合金LED灯具散热底座芯轴精密制坯要求，根据零件的形状结构特点，制定了复合挤压成形工艺方案；并利用DEFORM-3D有限元分析软件，分别对不同铝坯规格和挤压成形速度下的挤压工艺进行了模拟仿真计算，研究分析了各种方案模拟结果的行程-载荷曲线及金属流线分布。最终确定相对较优的制坯规格尺寸为φ56 mm×43 mm，挤压速度为30 mm·s^-1。然后进行了设备调试及生产验证。实践表明，挤压成形件与模拟结果基本吻合，产品质量合格、稳定，性能得到提高；与原切削加工方法相比，节省原材料66%。
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  UMo/Zr弥散燃料板尺寸控制精度的研究

  强瑞, 马飞, 吴裕, 郭振, 张宏智, 赵勇, 向姣

  锻压技术. 2020, 45(1): 131-135. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.020

  摘要 ( 200 ) PDF全文 ( 11 )   可视化   收藏

  通过锆合金片的冷轧实验以及UMo/Zr燃料板的冷轧工艺实验，分析了锆合金的变形特性和不同相体积的UMo/Zr燃料板的冷轧延伸量与相体积、轧制压力的关系。结果表明，锆合金在冷轧加工时会发生明显的硬化现象，最优冷轧道次为4~5道次。冷轧变形量越大，锆合金的加工硬化现象越明显。此外，明确了UMo/Zr燃料板冷轧延伸量与相体积、轧制压力的关系，即在相同轧制道次、相同相体积的条件下，轧制压力越大，燃料板芯体的延伸量也越大；相体积越大，燃料板达到相同延伸量时所需的轧制压力也越大。并据此建立UMo/Zr燃料板单道次的轧制压力和延伸量的对照表。采用此对照表进行冷轧的UMo/Zr燃料板，其尺寸控制精度大幅提高（约40%），平均轧制时间节省约2.6 min。
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  5A06铝合金鞍型横梁等温挤压近净成形工艺

  刘奇, 申红斌, 李保永, 高慧, 张素敏, 李信

  锻压技术. 2020, 45(1): 136-143. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.021

  摘要 ( 153 ) PDF全文 ( 10 )   可视化   收藏

  针对某5A06铝合金鞍型横梁，设计了等温挤压近净成形试验。通过Deform有限元分析研究了鞍型横梁等温挤压过程中金属流动规律和缺陷产生原因，并进行了毛坯尺寸和热挤压件图的优化。设计了鞍型横梁等温挤压近净成形模具，可实现在普通压力机上加热管加热方式升温、成形后多顶杆同步脱模功能。通过等温挤压近净成形方法制备了长为580 mm、最薄壁厚为4 mm、筋高为8 mm、筋宽为6 mm的薄壁复杂多筋鞍型横梁，该构件90%以上部位尺寸精度可达到±0.3 mm，其余部位尺寸精度可达±0.5 mm，抗拉强度达340 MPa，伸长率约为25%。对等温挤压件装配部位进行少量机加，可获得3种不同尺寸的鞍型横梁。
装备与成套技术
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  锻造机双缸液压同步控制系统建模及仿真

  吴娜, 袁名伟

  锻压技术. 2020, 45(1): 144-150. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.022

  摘要 ( 143 ) PDF全文 ( 13 )   可视化   收藏

  为了提高锻造机双缸液压同步控制的精度，以便保证锻造成形的质量，简化锻造机双缸液压同步电液伺服控制系统模型，推导同步控制系统模型，得到控制目标方程。使用单神经元PID控制算法和交叉耦合算法作为锻造机双缸液压同步控制算法，通过仿真，分别得到并对比了使用常规模糊PID控制算法与模糊-单神经元PID控制算法作用下的锻造机左右液压缸的位置跟踪误差、相对同步控制误差以及液压缸的速度和压力跟踪误差。结果表明，相比于常规模糊PID控制算法，模糊-单神经元PID控制算法下的系统能够更快速地收敛，说明模糊-单神经元PID控制算法使得锻造机双缸液压同步电液伺服控制系统具有更强的鲁棒性。实验结果与仿真结果的变化规律一致，两者之间的误差小于10%，验证了提出的锻造机双缸液压同步控制方法的可行性。
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  液压机批量成形控制策略

  杨俊, 苏恒, 陈中祥

  锻压技术. 2020, 45(1): 151-155. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.023

  摘要 ( 135 ) PDF全文 ( 12 )   可视化   收藏

  为了提高批量成形金属产品的塑性成形性能，建立了金属液压成形系统的数学模型，并针对追踪周期性位移信号存在滞后和周期性误差的问题，提出了一种基于重复控制和输出反馈的复合控制策略（ROF控制），以提高系统性能，并在金属成形模拟液压实验平台上验证了在ROF控制策略作用下的液压缸位移、速度和加速度响应特性，与PID控制进行了对比分析。实验结果表明，采用ROF控制策略，其系统追踪精度能达到0.05 mm，两个工作循环周期后，追踪过程基本无滞后，能保证金属按指定谐波信号成形，最终能有效地提高批量成形金属件的性能。
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  板料弯曲载荷测试用压电式探针测力传感器设计

  李孟祥, 龚红英, 曹磊, 赵小云, 张镨丹, 崔智帏, 廖泽寰

  锻压技术. 2020, 45(1): 156-162. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.024

  摘要 ( 130 ) PDF全文 ( 11 )   可视化   收藏

  在弯曲模具成形板料的载荷测试中，普通传感器因信噪比不高、测试空间狭小而可能产生功能失效。根据金属在塑性成形时的应力分布规律，设计了一种压电式探针测力传感器，当探针的一端受到板料弯曲变形对其的挤压作用时，产生的应力沿探针轴向传播，通过测量探针所受载荷，可得到整板的弯曲成形力。为了检验压电式探针测力传感器的性能，特别设计了一副弯曲组合模具，并将压电式探针测力传感器倾斜安装在模具型腔中，测试板料在弯曲成形中所受载荷，经反复试验，并将测试结果与经验公式计算结果进行比对，测试偏差在可接受范围内，结果证明传感器性能是稳定可靠的。
模具
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  自冲铆接凹模损伤对铆接质量的影响

  潘伟涛, 王健强, 亢剑, 梁端, 顾杰

  锻压技术. 2020, 45(1): 162-167. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.025

  摘要 ( 120 ) PDF全文 ( 13 )   可视化   收藏

  采用了试验结合有限元仿真的方法，对自冲铆接（Self-Piercing Riveting，SPR）设备中的重要部件凹模出现的不同程度的损伤情况可能对SPR接头质量产生的影响进行了试验研究。对凹模的受损情况进行统计分类，根据凹模的受损程度将凹模分为早期受损、中前期受损等5个级别。使用不同受损程度的凹模对厚度为1.5 mm的A6111铝板进行自冲铆接，测量铆接接头的外观质量与接头剖面几何参数。通过拉伸-剥离仿真试验，探究凹模断裂损伤对SPR铆接接头的连接质量的影响。试验结果表明：凹模损伤会对接头表面外观质量造成损伤，并且会随着凹模损伤程度的增加而增大；凹模没有发生断裂时，凹模损伤对接头剖面的几何参数不会产生太大影响；凹模发生断裂，会降低接头的连接质量。
加热与热处理
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  热处理工艺参数对Cr8冷作模具钢组织和性能的影响

  元莎, 白玉冰, 周乐育, 叶丽燕, 蒋鹏

  锻压技术. 2020, 45(1): 168-172,178. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.026

  摘要 ( 371 ) PDF全文 ( 171 )   可视化   收藏

  针对Cr8冷作模具钢的二次硬化问题，采用金相显微镜、SEM、EDS和洛氏硬度计，研究了低温回火和高温回火对Cr8冷作模具钢材料组织和性能的影响。结果表明，原材料组织为珠光体和少量长为9~41 μm、宽为2~11 μm大颗粒共晶碳化物；不同回火温度下，材料的组织为马氏体和少量长为4~25 μm、宽为1~8 μm的大颗粒共晶碳化物及细小二次析出碳化物；经1030℃淬火、高温520℃回火之后材料出现二次硬化现象，硬度为58.4 HRC，比低温200℃回火下的硬度高出1.4 HRC。Cr8钢的二次硬化是由于高温520℃回火之后，二次纳米级小颗粒碳化物析出较多，且颗粒均匀弥散分布于基体中造成的。
材料与成形性能
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  材料与成形性能脉冲电流对6016-T4铝合金板材力学性能的影响

  张赛军, 李康镇, 路艳春, 沈朝辉

  锻压技术. 2020, 45(1): 173-178. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.027

  摘要 ( 173 ) PDF全文 ( 13 )   可视化   收藏

  为研究在电流辅助成形时脉冲电流的电流密度、占空比和脉冲频率3个因素对6016-T4铝合金板材力学性能的影响规律，设计了3因素5水平的正交实验。实验表明，对6016-T4铝合金力学性能影响的主次因素是：电流密度 > 占空比 > 脉冲频率。在此基础上，选用主次2个因素，即电流密度和脉冲频率，使用控制变量法进行进一步的实验研究。实验结果表明，电流密度对6016-T4铝合金力学性能影响较大，改变电流密度的同时带来了明显的焦耳热效应，该效应对材料有明显的软化作用，降低了材料的流动应力，但是，同时也降低了铝合金板的伸长率，这是因为过大的电流密度加剧了试样的主应变演化，进而促进了试样的断裂。而脉冲频率的变化对6016-T4铝合金板材的力学性能影响很小，这也印证了正交实验的结论。
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  固溶和双级时效对反挤压2A12铝合金组织和性能的影响

  闫凡, 徐健, 闫林, 卢知渊

  锻压技术. 2020, 45(1): 179-185. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.028

  摘要 ( 160 ) PDF全文 ( 7 )   可视化   收藏

  采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析、X射线衍射（XRD）和常温万能拉伸试验机等观察检测手段，针对由反挤压工艺制备的2A12铝合金经过不同的固溶加双级时效（T6）处理，观察并分析在不同条件下处理前、后试样的微观组织和力学性能之间的联系。结果表明：在不同的固溶温度下，得到505℃×1 h的晶粒尺寸细小且弥散相沿晶界序列排布，残留共晶相溶解较充分，力学性能佳。继而分别研究双级时效温度和时间对合金组织和性能的影响，得到在100℃×2 h+200℃×5 h时合金的抗拉强度最高，达到450.5 MPa，伸长率为14%，晶体中析出大量强化相θ（Al₂Cu）和纳米级S相（Al₂CuMg），并且弥散分布着难以随温度和时间溶解的T相（Al₂₀Cu₂Mn₃）。
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  1060铝板单道次渐进成形圆孔翻边临界翻边参数的数值模拟研究

  张沈杨, 高锦张

  锻压技术. 2020, 45(1): 186-192,199. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.029

  摘要 ( 134 ) PDF全文 ( 119 )   可视化   收藏

  利用DYNAFORM软件构建有限元模型，对1060铝板单道次渐进成形圆孔翻边进行了研究，分析了预制孔径大小对壁厚分布规律的影响。结果表明：预制孔径过小会导致翻边出现中部减薄区；增大预制孔径，壁厚呈线性变化区和均匀分布区，中部减薄现象消除；预制孔径较大时，翻边壁厚线性分布。探究了在5种板料厚度下，不同翻边孔径对应的临界预制孔径，以及临界预制孔径对应的翻边高度，并将翻边孔径和临界预制孔径以及临界预制孔径和翻边高度之间的关系拟合成参数化方程。发现增加板料厚度，临界预制孔径减小，翻边件的成形极限增大。
理论与实验研究
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  GH4698高温合金变形中的流变行为及显微组织

  左正, 郭淑玲, 张文文, 刘鑫刚

  锻压技术. 2020, 45(1): 193-199. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.01.030

  摘要 ( 200 ) PDF全文 ( 15 )   可视化   收藏

  在热模拟试验机上进行了高温压缩试验，研究了GH4698高温合金在不同变形温度（950~1200℃）和应变速率（0.01~10 s^-1）条件下的流变行为，建立了基于流变曲线的本构方程及以动态材料模型为基础的热加工图。借助扫描电镜和背散射电子衍射技术（EBSD）对变形后试样进行组织分析。结果表明：GH4698高温合金流变应力随着变形温度的降低和应变速率的加快而逐渐增加。在变形温度为1000~1200℃、应变速率为0.01~0.05 s^-1的热变形条件下，GH4698高温合金具有较佳的热加工行为。在高、低功率耗散率区域中，随着功率耗散率值的增加，动态再结晶百分数均会增加，再结晶平均晶粒尺寸增大，大角度晶界分数增加。