锻压技术

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张军改, 崔松松, 秦思晓, 石小猛, 安若维, 张招, 薛红燕, 韩娜

锻压技术. 2020, 45(6): 1-7. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.001

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楔横轧是轴类零件成形的先进技术，具有高效、节材、洁净、低噪、近净成形等优点，已成为国际上竞相研发并积极采用的先进技术。介绍了国内楔横轧技术的发展现状，包括楔横轧技术推广应用情况、楔横轧关键技术研发进展，指出了我国楔横轧技术总体处于国际先进水平，某些方面处于国际领先地位。对于疏松、中空等突出的楔横轧工艺缺陷已得到有效控制，解决了一次楔成形最大断面收缩率不超过75%的难题，提高了轧齐曲线的设计精确度，解决了窄台阶内直角精确成形问题，表面螺旋痕得到改善或控制，提高了楔横轧产品精度及材料利用率。最后，指出了自动、快速换装模具，多楔同步轧制长轴，无人化、智能化等是楔横轧行业亟待解决的问题。

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空洞闭合预测模型的数值模拟研究

秦敏, 刘建生

锻压技术. 2020, 45(6): 8-15. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.002

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以镦粗工艺为例，研究了在压应力状态下空洞闭合演变规律，并建立了压应力状态下的空洞闭合预测模型。在锻件成形过程中，常被用来描述和表征空洞闭合的因素有等效应变、静水应力、应力三轴度。对有空洞模型和无空洞模型的镦粗过程进行数值模拟，通过模拟结果分析了这些因素与空洞闭合过程之间的关系。发现Mises等效应变不仅可以反映同一空洞闭合过程，还可以反映不同位置空洞在同一时刻的空洞闭合状况。另外，模拟计算了高径比分别为0.75，1，1.5和2的圆柱的镦粗过程，建立了Mises等效应变与空洞闭合率K之间的关系，获得了完整的空洞闭合预测模型，其中包括空洞压缩阶段模型和空洞愈合阶段模型。通过二次开发将空洞闭合预测模型植入DEFORM软件中，生成用户自定义的参数K，在DEFORM软件的后处理模块中，可以直接观察成形过程中任意位置的空洞闭合状态。

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基于傅里叶描述子的预成形设计

黄超群, 来飞

锻压技术. 2020, 45(6): 16-21. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.003

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为了解决轴对称锻件的预成形设计问题，提出了一种基于傅里叶变换理论的预成形设计方法。在此设计方法中，预制坯的形状可以使用初始坯料形状和终锻件的形状在傅里叶空间进行加和，并且可以通过控制加和的权重系数来控制预制坯形状对终锻件的逼近程度。将初始坯料形状和终锻件形状进行傅里叶变换，可将欧氏空间中的平面轮廓形状转化为傅里叶空间中的傅里叶描述子，将初始坯料形状和终锻件形状的傅里叶描述子加权相加后进行傅里叶逆变换，以生成的新形状作为预制坯的形状。最后，用一个轴对称锻件对算法进行测试，测试结果表明：锻件填充完整、等效应变均匀，没有折叠等缺陷。

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准β锻造工艺对TC21钛合金大型锻件组织及性能的影响

周晓虎, 刘卫, 郝芳, 毛友川, 赖运金, 赵张龙

锻压技术. 2020, 45(6): 29-34,44. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.005

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以TC21钛合金特大规格棒材及其制备的大型锻件为研究对象，采用准β锻造工艺锻造TC21钛合金，分析了3种不同锻造方案对锻件微观组织和力学性能的影响规律。结果表明：TC21钛合金可在相变点以上一定温度采用准β锻造工艺加工，在不同的加热工艺参数下，通过双重退火进行热处理，均可获得较好的冶金组织和力学性能。TC21钛合金在准β锻造过程中，不同的锻造温度和锻造火次均能获得较好的拉伸性能（1100 MPa左右）和断裂韧性（大于90 MPa·m^1/2）。在准β锻造过程中，较高的锻造温度有利于获得网篮组织，合金的断裂韧性较高，组织内片层α相存在粗化趋势；较低的准β锻造温度有利于细化微观组织，但锻造后组织中会有少量残余等轴α相存在。在锻造变形量相同的情况下，较少锻造火次可以获得更加细小的微观组织，但锻件不同部位的微观组织形态存在差异。

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EPS转向导杆冷热锻结合成形工艺

王涛, 刘光辉, 孙红星, 乔永钦, 刘丹, 刘百宣, 刘华

锻压技术. 2020, 45(6): 35-39. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.006

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针对转向导杆蝶形凹槽机加工周期长、费用高，不利于批量生产的问题，采用冷热锻结合的方法来成形带有蝶形凹槽的转向导杆。首先，根据转向导杆零件使用要求及形状特点，初步拟定冷热锻结合成形工艺，并采用有限元数值模拟对该工艺蝶形孔成形的可行性进行评估，发现冷锻反挤蝶形孔时冲头受力过大。经过工艺改进及进一步数值模拟分析发现，在坯料反挤蝶形孔部位钻孔会产生分流空间，可以有效降低冲头受力。采用改进工艺进行试验验证，结果表明蝶形凹槽成形的挤压力较低，可有效延长复合冷挤冲头寿命，成形的导杆锻件蝶形凹槽精度高。最终，确定了可行的带有蝶形凹槽的转向导杆成形工艺为：下料—复合热挤—退火—钻孔—润滑—复合冷挤—成品锻件。

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用钛合金板锻造带球形法兰芯轴型零件新工艺

陈岩, 陈修琳, 陆敏, 王以华

锻压技术. 2020, 45(6): 40-44. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.007

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为了满足节材、环保精密锻造要求，运用最新板锻前沿技术设计并制造带球形法兰芯轴型零件成形工艺，先由板材拉深成半成品毛坯，再由设计的专用模具镦挤成形。确定该类零件的使用范围及其制造中存在的问题。在有限元基础上，采用QFormV8软件完成镦-挤复合工序模拟并给出分析力的规范。给出几何因数及摩擦系数值的研究结果对成形过程中力的参数影响，球半径R和摩擦系数值对挤压力的影响呈明显的规律性，针对所述例子，球半径R=15 mm、摩擦系数μ=0.1时，成形力最小。

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厚度配比对轧制Cu/Al复合板拉剪强度的影响

马啸昌, 冯光, 王涛, 付文石, 牛辉

锻压技术. 2020, 45(6): 45-52. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.008

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拉剪强度是评价轧制双金属复合板质量的重要指标，受材料属性、厚度配比、轧制速度、轧制温度和压下率等多种因素影响。以轧制10 mm厚度的Cu/Al复合板为例，通过数值模拟和实验方法分析了厚度配比对搓轧区长度以及拉剪强度的影响规律，模拟结果表明，搓轧区长度随Cu厚度占比的增大而增大，轧制Cu/Al复合板拉剪强度的实测结果显示，随着Cu厚度占比的增大，拉剪分离面铜侧垂直于轧向的裂纹增多，拉剪强度提高。在Cu厚度占比为50%时，拉剪分离面铜侧裂纹最多，搓轧现象最为明显，搓轧区长度和拉剪强度均达到峰值。研究内容可为高强度双金属复合板的制备提供参考。

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基于Autoform的汽车天窗加强环成形模拟及工艺优化

权宏, 张海波

锻压技术. 2020, 45(6): 53-58. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.009

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以某型号汽车天窗加强环为研究对象，通过对其结构进行分析，初步设计冲压工艺为拉延→修边、冲孔→修边、冲孔→翻边，初选压边力、摩擦系数、拉延筋阻力系数、工艺补充等参数，并利用Autoform进行数值模拟。根据模拟结果中所出现的起皱、减薄、开裂等缺陷，并结合产品结构，调整压边力、摩擦系数以及拉延工艺以得到符合实际生产的工艺参数、冲压工艺。最终确定的工艺参数为：压边力为2400 kN、凸凹模间隙为1.2 mm、摩擦系数为0.15；冲压工艺为：拉延→修边、冲孔→修边、冲孔→翻遍、整形→冲孔。根据确定的工艺参数进行成形实验，得到了合格的零件，有效地降低了模具的设计成本。

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单侧轴倾斜角度对小锥角锥度壁板成形精度的影响

胡德友, 李继光, 朱亚蓉, 张下陆, 王伟, 杜百红, 张国威, 陈凤贺

锻压技术. 2020, 45(6): 59-63,79. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.010

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针对小锥角2219铝合金锥度壁板的成形精度控制，结合四轴卷板机的结构特点及产品精度要求，理论核算了单侧轴两缸高度差异，建立了小锥角2219铝合金锥度壁板型面与单侧轴倾斜角度的关系。通过研究不同单侧轴倾斜角度工艺参数，探究其对小锥角锥度壁板成形精度的影响规律，结果表明：在侧轴两缸高度差异较大及同等条件下，小端由于受到卷锥装置挤压，优先达到曲率半径，当侧轴两缸高度差异减小时，改变大端变形趋势，增加大端塑性变形比例，可实现大、小端曲率半径控制。当上、下轴夹持间隙为20 mm时，1缸距离为250 mm、2缸距离为300 mm，小锥角锥度壁板成形精度控制在1.5 mm以内，满足弧度间隙及直线度要求。

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模具间隙和齿圈压板位置对精冲不锈钢厚法兰静水压应力影响的仿真分析

谈正光, 张雨

锻压技术. 2020, 45(6): 64-70. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.011

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基于ABAQUS软件，为汽车排气系统不锈钢厚法兰建立了采用网格重划分技术及网格局部细化技术的有限元模型。保持其他影响因素不变，考察凹凸模间隙和齿圈压板位置对坯料剪切变形区静水压应力量值和分布的影响。分别取凹凸模间隙为0.03，0.04和0.05 mm，当凹凸模间隙为最小值0.03 mm时，坯料剪切变形区静水压应力的均值最大、方差最小，大值静水压应力分布状况最为广泛且均匀。分别取齿圈压板位置为2.4，2.7和3.0 mm，当齿圈压板位置为中值2.7 mm时，坯料剪切变形区静水压应力有着与凹凸模间隙取最小值0.03 mm时类似的情形。同时，仿真结果已得到生产应用。

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带波纹薄壁不锈钢管的弯曲成形工艺

徐勇, 靳鹏飞, 田亚强, 夏亮亮, 张士宏, 陆瀚, 王卫星

锻压技术. 2020, 45(6): 71-79. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.012

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为深入分析带有波纹段的薄壁不锈钢管的弯曲成形工艺，基于ABAQUS/Explicit和ABAQUS/Standard建立了包含弯曲、抽芯、回弹在内的绕弯成形过程的有限元模型，并与实验相结合，研究了助推速度以及弯曲角度对成形质量的影响。此外，还进一步研究了不同弯曲角度下的回弹规律，建立了回弹补偿公式，同时进行了实验验证。结果表明：助推速度对弯曲段的壁厚分布及截面畸变率影响微弱，但对波纹段有显著影响，当助推速度等于中性层线速度V₀时，波纹段长度、波纹间距和波纹位移变化最小；弯曲角度大于60°后，内、外侧增厚率或减薄率出现“平台”现象，壁厚分布更加均匀；回弹量与弯曲角度大致呈线性关系，同时，实验证明所建立的回弹补偿公式能够准确地应用于带波纹薄壁不锈钢管的弯曲成形过程。

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预加热对TA1钛合金自冲铆接性能的影响

黄志超, 肖锐, 刘帅红, 周泽杰, 赖家美

锻压技术. 2020, 45(6): 80-85. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.013

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为探究温度对TA1钛合金自冲铆接性能的影响，在预加热条件下采用钛钛TA1+TA1、钛铝TA1+5052、铝钛5052+TA1这3种组合方式进行自冲铆接试验，对所得的接头进行静态拉伸试验，观察20，100和150℃这3种预加热温度下的接头成形截面和拉伸失效形式。结果表明：不同板料组合下的自冲铆接接头的成形截面不同，随着预加热温度升高，成形截面的底厚逐渐降低。在同一温度下，TA1+TA1接头的静强度最高，上板拉出而失效；TA1+5052接头次之，下板产生断裂失效；5052+TA1接头最低，上板产生断裂失效。随着预加热温度的升高，3种接头的静强度明显下降，但是失效形式不发生明显的变化；在能量吸收值方面，TA1+TA1接头的能量吸收值逐渐下降，TA1+5052、5052+TA1接头的能量吸收值逐渐上升。

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太阳轮内花键精密整形方法

冯文杰, 李栋, 周凤, 陈莹莹, 刘左发

锻压技术. 2020, 45(6): 86-92. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.014

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针对某载重汽车轮边减速器中的太阳轮冷挤压过程中内花键精度差的问题，提出了齿轮冷整形工艺方案，建立太阳轮冷整形工艺的有限元模型，并利用有限元软件Deform-3D进行数值模拟，得到了不同形式内花键坯料和外齿精整量对太阳轮内花键上、下端M值差值的影响规律。数值模拟结果显示：冷整形工艺中，选取合适工艺参数的内花键精度得到了提高。对太阳轮冷整形工艺进行工艺试验验证，试验结果表明：采用过盈式花键坯料和外齿精整量为0.2 mm的冷整形方式，可以有效减小内花键上、下端M值的差值，从而提高太阳轮内花键的精度，与模拟结果相吻合。该精密整形方法对类似零件的制造具有一定的参考价值。

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基于响应面法的22MnB5高强钢热冲压成形性优化

李奇涵, 景淑帆, 高嵩, 邢继刚, 谷东伟, 徐传伟, 盈亮

锻压技术. 2020, 45(6): 93-101. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.015

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通过建立高强钢热冲压成形有限元模型，模拟初始温度为700，750，800和850℃下的成形效果。通过分析研究高温下试件达到破裂时的成形极限及成形效果得出最佳成形温度，并通过试验数据验证模拟仿真的可靠性。以U形件为例，研究最佳成形温度下主要工艺参数对成形性能的影响，并优化工艺参数，得出最佳成形工艺参数组合。结果表明：板料的最大成形极限量随温度的升高而增大，在700℃时22MnB5高强钢板料成形效果最佳，试件在700℃下成形时的最大减薄量为36 mm，成形性好、成形不足面积少。通过响应面分析法得出成形的最佳参数组合，经验证，在优化后的参数组合下，充分成形区域面积增大了23%，起皱倾向区域减少了34%。

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激光选区熔化316L不锈钢小型薄壁复杂零件成形质量分析

门正兴, 刘建超, 周杰, 王昌飞, 马亚鑫, 唐越

锻压技术. 2020, 45(6): 102-107. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.016

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为评估西南地区第1台具有完全自主知识产权的500 W激光选区熔化成形（Selective Laser Melting，SLM）设备YS-340M的成形零件质量，采用316L不锈钢粉末对典型小型薄壁复杂零件叶轮进行了试制，并利用万能拉伸试验机、金相显微镜、扫描电镜以及三维激光扫描仪对成形316L不锈钢的力学性能、微观组织以及叶轮尺寸精度进行了检测。检测结果显示：在激光体能量密度为97.2 J·mm^-3的情况下，YS-340M成形的316L不锈钢的抗拉强度为615.6 MPa、屈服强度为528 MPa；成形件力学性能存在各向异性，垂直方向强度约为水平方向的90%左右；试样断口为典型的韧性断裂，存在未完全熔化的圆球形粉末；成形叶轮与理论模型总体尺寸偏差均小于0.2 mm，成形零件尺寸精度为IT12，与使用温锻方法成形的零件尺寸精度一致，并且超过使用热锻方法成形的零件尺寸精度。

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TC4钛合金曲母线回转体蒙皮成形工艺

祝世强, 王大刚, 王新宇, 张思聪, 王海伦, 李伟宏, 刘凯

锻压技术. 2020, 45(6): 107-110. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.017

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以航天某型号薄壁曲母线回转体蒙皮为研究对象，通过对蒙皮结构分析，制定了分瓣热成形后再热校形的工艺方案，选择热成形及热校形温度为700℃，并基于材料线膨胀系数分析计算，得出热成形模具及热校形模具的设计尺寸，并通过热成形试验和热校形试验优化了成形工艺参数。结果表明：热成形保温保压时间为1000 s，成形后的零件弧度与样板间隙小于0.3 mm，满足后续焊接需要。不同预紧力和保温时间的对比试验结果显示，热校形的过程中使模具对产品施加一定预紧力，通过30 min的热校形，制造的蒙皮产品尺寸精度达±0.3 mm，证明了该工艺方法的可行性。

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基于BP神经网络的镁合金轮毂旋转挤压工艺

王剑锋

锻压技术. 2020, 45(6): 111-115. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.018

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以镁合金轮毂挤压成形工艺为研究对象，采用有限元分析软件DEFORM-3D对其成形工艺进行模拟。为使制件成形效果达到最佳，选取凸模冲压速度、凹模旋转速度、成形温度作为输入层，以成形后制件的损伤值和应变标准差为输出层，通过构建关于工艺参数的BP神级网络对输入、输出层参数关系进行拟合。并采用遗传算法，基于构建的神经网络寻求最优解。得出最优参数组合为：凸模冲压速度为5.0 mm·s^-1、凹模旋转速度为30 r·min^-1、成形温度为380℃，采用最优参数进行试模，制件成形效果良好，与预测结果基本一致，验证了有限元模拟和优化的正确性，为实际生产提供指导。

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基于多特征模型加工的数控渐进成形轨迹

冯辉, 后柏宇, 赵佩, 李彩云, 杨宇诗, 张翀, 邓永

锻压技术. 2020, 45(6): 116-121. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.019

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针对多特征模型的不同数控渐进成形加工方式的问题，分析了基于层优先轨迹的加工方式与基于特征优先轨迹的加工方式，并对比了两种加工方式的优劣之处。采用有限元分析软件ANSYS对两种加工方式下板材的成形过程进行模拟，有限元分析结果表明：基于特征优先轨迹下的数控渐进成形方式的效率比基于层优先轨迹下的数控渐进成形方式高20.7%，另外，基于层优先轨迹加工方式下板材成形后的最小厚度值也比基于特征优先轨迹加工方式下板材成形后的最小厚度值要略大。但基于层优先轨迹下成形后板材的轮廓相对于基于特征优先轨迹下成形后板材的轮廓，其更加接近于设计件的轮廓。

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基于OPC UA的典型塑性成形机床设备模型的研究与应用

孙勇, 黄达力, 王麟琨, 凌云汉, 刘波

锻压技术. 2020, 45(6): 122-129. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.020

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针对当前国内缺少对塑性成形机床的信息模型研究的现状，以典型锻造车间的塑性成形机床为研究对象，提出一种塑性成形机床的信息模型建模方案。在确定好建模方法后，结合OPC UA信息模型的概念以及设备的物理模型，将设备的数据类型分为共有设备类型和私有设备类型，对这两种数据类型分别进行定义与建模，然后对信息模型进行实例化描述。最后根据实际工厂情况，提出了该信息模型在车间的不同布置方式与应用方法，从而实现设备与管理层系统的数据通讯，达到设备与设备、设备与系统的互联互通。为OPC UA在锻造行业的应用进行了探索与研究。

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基于有限元计算的冷锻压力机组合机身的结构优化

白玉冰, 侯佳欣, 张志国, 李江国, 蒋鹏

锻压技术. 2020, 45(6): 130-136. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.021

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以连杆式冷锻压力机的闭式组合机身为研究对象，将机身三维模型导入Workbench中建立有限元分析模型，进行静力学分析和模态计算，得到机身应力整体在160 MPa以下，机身挠度为0.36 mm，一阶频率为15.886 Hz，均满足使用要求。立柱Z向变形为0.32 mm，超过许用值0.2 mm，因此机身有优化的余量和必要。采用多目标优化的方法，以静力学分析为基础，定义机身不同板厚为设计变量，设置机身受到的应力、立柱Z向变形为约束条件，以机身重量为目标函数。对比3组不同计算结果得到的优化方案，选择方案1：机身重量由73828 kg变为66706 kg，机身重量减少9.6%，实现了机身的轻量化。对优化后的机身进行刚度计算和模态分析，得到机身挠度为0.35 mm，立柱Z向变形量为0.18 mm，一阶频率为15.688 Hz，可以满足实际使用要求。因此在压力机设计中，可以考虑减薄板厚，以实现在满足使用要求的前提下达到机身减重、降低制造成本的可能。

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压力机故障实时自诊断方法与系统

张传锦, 高建波, 王岩, 袁全, 范宏伟

锻压技术. 2020, 45(6): 136-140,157. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.022

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为了提高用于金属冲压成形领域的压力机故障的诊断效率，提出了一种压力机故障实时自诊断方法，该方法将压力机多种信息融合并判断压力机故障点。首先，诊断系统从控制系统中获取压力机当前的运行状态信息；然后，推理机结合各类信息阈值和状态进行数据分析，并根据数据分析结果和故障现象描述等信息进行故障推理匹配，找出可能故障点，同时，根据多维数据诊断压力机潜在故障；最后，根据诊断结果处理故障并反馈给诊断系统，系统根据反馈维护更新诊断系统数据库。通过在压力机上的实际应用，证明本文的故障实时自诊断方法可快速定位故障点、缩短故障处理时间、提高生产效率。

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控制凸轮挤压成形模优化设计

匡余华

锻压技术. 2020, 45(6): 141-146. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.023

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选择何种类型的零件毛坯是决定零件质量和性能的重要因素。以控制凸轮为案例，对控制凸轮采用半固态挤压精密铸造成形生产工艺中出现的产品质量问题进行了分析，制定了控制凸轮冷镦成形的生产工艺。针对控制凸轮冷镦生产中出现的质量问题，设计了控制凸轮整形与四方孔一次成形的挤压模具；分析了挤压模在使用中出现挤压凸模过早折断的原因，并结合挤压凸模有限元受力分析，优化了挤压凸模的结构，改善了挤压凸模的受力状况，提高了挤压凸模寿命。实践证明，采用优化后的挤压凸模可使控制凸轮零件的质量更稳定、可靠，同时提高了生产效益。

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带双浮动机构的汽车外板冲切、弯曲一体模具设计

丁艺闻, 王俊

锻压技术. 2020, 45(6): 146-151. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.024

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汽车外板冲压件的生产方式为先滚压出所需型材，后利用冲压模具进行切断的同时对其截面进行直弯曲。针对后者，利用双浮动机构实现同一工位的两种工序——冲切分离与弯曲成形的冲制。为有效解决冲裁毛刺突出问题，凸、凹模刃口形状按照型材截面走势进行设计，实现与型材协同冲切；为有效降低冲裁力，冲切凸、凹模采用波纹斜刃结构；为使废料能够顺利排出，凸模局部采用三角形状尖凸刃口，实现无凹模废料分段冲切；鉴于在冲切后的缺口处进行直边弯曲时，缺口外角部出现弯曲瘤，因此，采用局部冲切—直弯曲—完整冲切的模式；针对弯曲回弹大于90°，通过对凸模刃口进行角度负修正—过渡校正，实现对回弹角的控制。冲切、弯曲一体模具已完成试制并投产，能够满足冲压件生产的相关工业要求。

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桥梁支座用球面不锈钢板的成形模具设计

赵连刚, 柳胜, 梁旭

锻压技术. 2020, 45(6): 152-157. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.025

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对桥梁支座用球面不锈钢板成形技术进行研究，分析了球面不锈钢板的结构特征及成形工艺，研究了拉深、胀形复合成形过程中起皱和拉裂的平衡控制规律；分析了拉深系数等影响成形的关键工艺参数，设计了一种刚性压边装置，完成了压边力、压力机吨位、凸凹模圆角半径及间隙的计算，结合需求设计了一种球面不锈钢板成形模具。结果表明：凸模直径达到Φ2200 mm的球面不锈钢板成形模具，经过试模修正，所压制成形的12件球面不锈钢板平均轮廓度为1.78 mm，轮廓度最大差值可控制在1 mm之内，成形质量稳定，与支座钢件球面配合压紧后，轮廓度小于0.6 mm，满足标准及设计要求。

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基于变摩擦系数的铝合金板料成形性能试验

陈德茂, 夏建生, 周鑫

锻压技术. 2020, 45(6): 158-162. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.026

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采用CFT-I型多功能材料表面综合性能测试仪，在边界润滑条件下，测量施加不同载荷时AA6111铝合金和H13模具钢之间的摩擦系数，研究载荷对材料成形性能的影响规律。运用Origin软件分析试验数据，并建立受载荷影响的变摩擦系数模型，对所建模型进行有限元分析及试验验证。研究结果表明，当试验载荷从0.204 MPa增加到4.028 MPa时，摩擦系数随载荷的不断增大而逐渐减小，且减小趋势逐渐变缓。基于变载荷摩擦系数模型与试验测量得到的摩擦系数之间的误差值较小，均在误差允许范围内。仿真与试验的厚度分布规律基本一致，零件的最大减薄发生在凸模圆角处，其法兰边及底面的厚度变化较小，验证了所建摩擦模型的有效性。

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N02200板材热加工断裂失效分析

杨哲, 李桂, 张树志, 杨晗, 程伟

锻压技术. 2020, 45(6): 163-167. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.027

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为了研究N02200板材热加工过程中发生断裂的原因，对出现的断裂失效部位进行取样分析，采用化学成分分析、光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等手段，对N02200板材的化学成分、金相组织、断口形貌进行分析，研究其断裂失效机制。结果表明，高温长时间加热致使金属内碳发生石墨化转变并偏聚于晶界，熔炼时过量氧化铝类夹杂物以及原料带入的Si-Ca-Mg-Al类裹渣非金属夹杂物等3类晶界夹杂导致晶界脆性，是N02200板材热加工过程中失效的主要原因。通过控制原料清洁度以减少非金属夹杂、改进熔炼工艺以减少氧化铝类夹杂和调整加热规程以降低加热时间，降低了晶界处各种夹杂、提高了热加工性能。

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冲压磨削平板类零件的表面缺陷检测

陈麒麟, 王东兴, 林建钢, 田洪志

锻压技术. 2020, 45(6): 168-174. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.028

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为实现机器视觉在冲压磨削平板类零件表面缺陷检测的应用，开发了一套在线检测系统。磨削加工后，零件表面有走向一致、深浅不一的磨削刀纹。实验发现，平面光照下零件整体区域清晰、轮廓明显，但细微缺陷难以发现；有向光可以突出细微缺陷，但刀纹反光，造成图像质量较差。针对以上情况，设计了一种平面光与有向光结合的打光方式，以利用他们各自的优点。根据缺陷分布特征将零件区域分为内、外两部分分别寻找缺陷，采用模板匹配、阈值分割、特征提取等方式进行图像处理。针对刀纹反光影响，提出了一种基于边缘寻找缺陷的方法，根据灰度异常区域与边缘线的位置、方向判断该异常是由缺陷引起还是由反光引起。经实验验证，本方法检测的准确率可达97%。

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基于双阈值图像区域生长法的冲压件划痕检测

田洪志, 王东兴, 林建钢, 陈麒麟

锻压技术. 2020, 45(6): 175-181. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.029

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当冲压件划痕缺陷区域的灰度值与背景的灰度值差异不大时，使用传统的图像分割方法易出现噪声较多或划痕特征无法提取的情况。为此，提出了一种基于动态阈值分割的双阈值图像区域生长法。首先，对采集的冲压件图像进行两次不同阈值的动态阈值分割，得到两个不同阈值的二值图像；其次，结合两个不同阈值的二值图像使用区域生长法得到优化二值图像；最后，对生长完成后的优化二值图像通过面积和结构因子特征参数进行区域筛选，提取划痕缺陷。实验结果表明，使用本方法检测冲压件划痕缺陷，能够满足工厂检测要求，具有检测效率高、准确性高的优点。

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应变量对WE43镁合金微观组织演变及力学性能的影响

何进, 何建丽, 陈飞

锻压技术. 2020, 45(6): 182-189. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.030

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采用Gleeble-3800热模拟试验机对WE43镁合金进行了变形温度为250~450℃、应变速率为0.001~1 s^-1的热压缩试验及变形温度为350℃、应变速率为0.1 s^-1的间歇性热压缩试验，并利用金相显微镜和电子背散射衍射（EBSD）对间歇性压缩试样的微观组织进行了表征，综合分析了应变量对WE43镁合金微观组织演变及力学性能的影响。结果表明：变形温度为350℃、应变速率为0.1 s^-1是WE43镁合金的临界变形条件，占比达85%的超细晶粒可以解释此时合金较好的压缩塑性。真应力-真应变曲线和显微硬度曲线均呈典型的动态再结晶特性，微观组织分析表明，粒子激发形核（PSN）机制及亚晶形核机制是其再结晶形核的主要机制，且动态再结晶体积分数随应变量的增加而增大。应变量为0.79时是最优的初始应变量，此时合金处于完全再结晶时期，晶粒细小（6.6 μm）且分布均匀，合金强度与硬度均仅次于峰值，合金综合力学性能较好。

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Nd含量对铸锻加工AZ91D镁合金微观组织和力学性能的影响

邵海泉, 李强军

锻压技术. 2020, 45(6): 189-193. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.031

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主要研究了Nd元素含量对铸锻加工的AZ91D镁合金的微观组织和力学性能的影响规律。采用控制变量法分别制备了Nd元素含量为0%，0.2%，0.5%和0.8%的4种试样。通过显微观察发现Nd元素的加入可以细化AZ91D镁合金的晶粒结构，其最佳细化效果出现在Nd元素含量为0.5%时。此外，随着Nd元素的加入，在原合金中广泛存在的β-Mg₁₇-Al₁₂相逐渐减少，并出现Al₃Nd等新的第2相组织。通过试样的拉伸试验发现，Nd元素的加入可以提高试样的抗拉强度和屈服强度，并在Nd含量达到0.5%时强化效果最佳，但其对试样伸长率的影响不明显。此外，由于材料微观结构的改变，试样的宏观拉伸断口特征呈现出由脆性断裂向韧性断裂的改变。

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带收缩因子粒子群优化算法对热轧负荷分配的优化

张汉文, 仲兆准, 黄虎

锻压技术. 2020, 45(6): 194-199. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.032

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为提高实际生产中的热轧带钢质量及生产效率，建立了兼顾负荷均衡和板形最优的负荷分配模型，采用传统经验法对负荷进行初步分配，并在基本粒子群优化算法中引入收缩因子，提出基于带收缩因子的粒子群优化算法，对初始分配结果进行优化。研究表明，与基本粒子群优化算法相比，收缩因子的引入能够有效地控制粒子的飞行速度，并改善粒子群优化算法的局部搜索能力，增强算法的收敛精度与收敛速度。函数测试结果显示，带收缩因子的粒子群优化算法在3类基准函数中的精度均为最优。负荷分配仿真模拟结果表明，该算法可以很好地满足轧制力和相对凸度的目标需求，体现了带收缩因子的粒子群优化算法的优越性与有效性。

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热成形用硼钢热膨胀性能测试及应用

安保芹, 牟月辉, 楚淑云, 于向蕾, 孙亚平, 李永刚, 刘持振

锻压技术. 2020, 45(6): 200-204. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.033

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硼钢热冲压生产过程中投料的准确性和可靠性对生产效率有重要影响。采用自行研制的热膨胀实验装置，对B1500HS硼钢的热膨胀性能进行研究，使用Pamstamp模拟与实验相结合的方法获得B1500HS硼钢的热膨胀变化规律，准确预测B1500HS在加热膨胀后轮廓线的变化。结果表明：Pamstamp模拟的膨胀结果与实验结果非常接近，可以用于硼钢热膨胀模拟研究；板料膨胀后其纵向尺寸膨胀量大于宽度方向；板料内孔不仅形状发生改变，更为重要的是孔的中心位置产生较大变化。可以为板料定位装置的设计提供依据，提高生产过程中板料投放的准确性和工作效率，同时也能提高零件的制造精度与稳定性。

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基于智能算法的无铆钉连接工艺优化

邓长勇, 肖贵乾

锻压技术. 2020, 45(6): 204-210. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.06.034

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为解决无铆钉连接接头强度优化问题，建立了接头强度优化的数学模型，并提出一种基于遗传算法和CAD、CAE软件实时协同仿真的优化策略。在该方法中，使用UG构建模具的几何参数化模型，采用Deform计算连接成形过程，用接头强度公式计算接头强度，并作为优化指标；最后，使用遗传算法进行智能化控制使得接头强度最大化。1.4 mm厚的6061-T4铝合金板材被用于优化测试，得到了较优的模具形状和接头形状；为了测试该算法的优化效果，将优化后的模具进行连接实验。1.4 mm厚的6061-T4铝合金板材的连接接头形状与优化仿真的形状高度相似，并且接头具有较高的强度。结果表明，该优化算法对于提升接头强度具有显著的效果。

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刊出日期：2020-06-25

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