锻压技术

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张大伟, 李智军, 杨光灿, 赵升吨

锻压技术. 2021, 46(10): 1-11. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.001

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采用合理的摩擦模型、测定准确的摩擦参数与恰当的评估体积成形摩擦条件对体积成形工艺路径的制定和优化十分重要。由于金属体积成形过程中的高压、高温、工艺参数多样性及其之间复杂的非线性关系，使得体积成形中工件和模具之间接触面上的摩擦描述与评估较为困难。为了适用不同工艺条件，不断发展和改进多种形式的摩擦模型与摩擦测试试验，从摩擦模型、摩擦评估测试方法、不同模型中摩擦参数的对应关系等方面评述了金属体积成形摩擦的描述与评估研究进展，详细阐述了几种适用性强、具有应用前景的摩擦模型结构形式、数值化特征、适用范围与摩擦参数测定方法。

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锻件工艺凸台增材工艺设计合理性评价模型

王梦寒, 李松林, 胡亚飞, 王承

锻压技术. 2021, 46(10): 12-18. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.002

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为了判断增材工艺凸台在滑轨预锻件内所产生的熔池及热影响区能否通过终锻锻出基体零件，对滑轨增材件进行终锻模拟，研究了滑轨终锻件上工艺凸台与基体结合面处的材料流动，确定了增材时滑轨基体上允许产生的最大熔池及热影响区范围，建立了能够有效地判断锻造增材工艺中基体形貌、增材形貌及工艺参数设计合理性的分界面模型。利用分界面模型对增材工艺凸台1、2进行分析，结果表明：增材工艺凸台1处形貌设计合理，但增材工艺凸台2处形貌设计需要进一步优化。分界面模型中心区域相对误差较小，但边界处容易失真，通过增大分界面模型面积或增大边界处点密度能够有效地减小测量区域的相对误差。

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基于热模锻造的FGH96粉末冶金高温合金晶粒细化工艺

岳太文, 刘旭辉, 门正兴, 姚泽坤, 郭洪镇

锻压技术. 2021, 46(10): 19-24. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.003

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FGH96是我国第2代粉末冶金高温合金，采用常规锻造工艺进行开坯和成形极为困难，为了探索合理的细晶盘坯制备方法，在900℃的热模温度下，以不同应变速率、变形温度和变形量进行热模锻造实验，研究FGH96粉末冶金高温合金组织的变化规律。结果表明：当以低于γ'相固溶温度锻造时，随着变形温度的升高，显微组织更加均匀，当变形温度超过γ'相固溶温度时，晶粒有长大倾向；合金晶粒度随着变形量的增加而细化，低变形量时组织不均匀，变形量超过30%时能获得较好的细化组织；在1050～1130℃变形温度范围、以大于30%的较大变形量锻造时，晶粒度可以提高3个级别以上；采用大变形镦锻、反复镦拔可获得12级左右的再结晶组织，拉伸强度明显提高，断口特征为沿晶和穿晶混合断裂。

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基于PLC的多工位热模锻自动上料系统设计

陈华奎, 付为国, 顾潇宇, 赵江海, 叶晓东

锻压技术. 2021, 46(10): 25-30. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.004

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针对锻造人工上料劳动强度大、现场环境恶劣等现状，结合实际生产工艺提出了人机协作半自动化生产架构，并设计了相应的工艺流程和控制系统。结合目前主流的PLC和工业机器人技术对此系统进行控制和驱动，以保证其稳定性和柔性扩展能力。搭建了PLC和压力机、工业机器人、人机界面之间的稳定通讯；设计了操作人员、工业机器人、压力机之间的安全防护机制。针对生产工艺特点，设计的软件配方可实现百余种产品的稳定上料。实践证明，该系统操作简单、安全可靠，实现了多品种、小批量的人机协作半自动化生产。

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基于有限元的碗头挂板金具锻造成形仿真分析

邓静伟, 张宇, 贺博, 段喻, 朱龙哲, 李楠, 冯文韬

锻压技术. 2021, 46(10): 31-37. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.005

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在输电线路工程领域中，碗头挂板金具的锻造工艺往往直接影响其关键力学性能。研究碗头挂板金具的锻造成形工艺，对提高碗头挂板金具的关键力学性能具有重要的现实意义。对典型碗头挂板金具的锻造成形过程仿真分析可以基于DEFORM软件来实现。通过在DEFORM软件中完成碗头挂板金具的模型构建和有限元计算分析，对35钢与35CrMo钢两种材料的WS-32110碗头挂板金具的锻造过程进行仿真计算，分析了坯料成形过程中的金属流动情况、锻件的残余应力分布以及模具的磨损情况，确定了不同材料对锻造过程的影响。研究结果有助于掌握碗头挂板金具锻造成形的具体过程，进而针对其中的问题提出改进建议，为相关技术人员提供参考和借鉴。

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某型机7B04铝合金接头锻造工艺优化

王富强, 杨立新, 王晓巍, 孙捷夫, 李东宽, 王德勇, 车安达

锻压技术. 2021, 46(10): 38-43. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.006

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为解决某型机7B04铝合金接头锻件强度偏低、锻造工序多的问题，基于DEFORM数值模拟软件，对某型机7B04铝合金接头锻造过程进行研究。结果表明：通过优化模具阻力墙，使金属沿纵向和横向的流动更加均匀，可以保证锻件高筋条部位的充填完整；同时，优化了金属纵向与横向流出的占比，与传统锻造工艺的终锻火次工序相比，沿横向流出金属与沿纵向流出金属比例从4∶1优化至3∶2，实现了一火次锻造成形。采用优化工艺的试制结果与数值模拟结果吻合良好，锻件纵截面与横截面的金属流线均匀，锻件的抗拉强度、屈服强度有明显提升，均满足产品性能指标，并且抗拉强度和屈服强度富裕量均超过20 MPa。

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第三代核电蒸汽发生器管板锻件制造工艺

张跃, 王岩, 张灵宇, 陈一伟, 赵立彬

锻压技术. 2021, 46(10): 44-48. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.007

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为优化“华龙一号”蒸汽发生器管板锻件制造工艺，并为其他第三代核电容器类锻件的制造工艺提供参考，从冶炼、锻造、热处理、无损检验以及理化检验等主要制造和检验工艺环节，对我国第三代核电机组“华龙一号”蒸汽发生器管板锻件的制造工艺进行了探讨，对各个主要工艺环节的制造和控制要点进行了描述，通过对上述主要工艺环节的控制和优化，最终获得的理化、无损及规格尺寸等各方面的性能指标均满足相关标准和技术条件要求，且获得了性能指标有一定裕量的“华龙一号”蒸汽发生器管板锻件，同时也为其他第三代核电容器类锻件的制造工艺摸索出了一条可行道路。

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12Cr2Mo1大型钢锭锻造裂纹分析与控制

宋玉冰, 陈明, 郭彪, 郭锐涛, 于保宁, 徐航涛

锻压技术. 2021, 46(10): 49-55. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.008

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12Cr2Mo1大型钢锭在锻造生产过程中经常发生开裂现象，对锻造生产过程和锻件质量造成了很大影响。通过试验分析，在裂纹试样断口上观察到大量的球状颗粒物，经能谱分析确定其为夹杂物。制备金相试样，观察裂纹区域夹杂物的分布状态和金相组织，发现沿裂纹线分布有大量细小夹杂物。同时，发现裂纹线附近区域的晶粒比正常区域小，分析其原因为：细小夹杂物钉扎晶界，阻碍了裂纹区域晶粒在锻造高温状态下的长大，从而产生了混晶现象。另外，裂纹线附近区域因脱碳存在大量铁素体，导致在锻造过程中裂纹更易扩展。通过扫描电镜和能谱分析，进一步确认了金相试样裂纹区域的夹杂物同断口中的夹杂物同为MnO-Cr₂O₃复合夹杂物。结合分析结果制定了夹杂物和有害元素的控制措施，并通过研究分析12Cr2Mo1大型钢锭的高温强度和塑性，确定了该材质的易裂敏感温度区间。

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1060铝板渐进成形外缘翻边壁厚分布与翻边高度的模拟研究

刘金杰, 高锦张

锻压技术. 2021, 46(10): 56-61. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.009

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基于DYNAFORM软件，对1060铝板单道次渐进成形外缘翻边进行模拟研究。探究对于一定厚度的金属板料在渐进成形外缘翻边直径为d_m时，不同毛坯直径D对成形结果的影响。结果表明：对于翻边直径d_m一定的外缘翻边制件，随着毛坯直径D的增大，制件壁厚的分布状态依次呈现线性增厚、曲线增厚和中部减薄3种特征，当壁厚出现中部减薄时，制件的成形质量大大降低，无法满足使用需求，将成形时不出现中部减薄的最大毛坯直径称为该尺寸下的临界翻边直径d_m临界。同时，对于渐进成形外缘翻边高度的研究表明，翻边高度与毛坯直径的关系可以近似采用二次多项式来表达。

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基于Kriging模型的高强钢成形回弹工艺优化和模面补偿研究

王东涛, 谢延敏, 郭元恒, 赵江波, 杜凌峰

锻压技术. 2021, 46(10): 62-69. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.010

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为了提高冲压成形件的精度，利用工艺参数优化与模具型面补偿对回弹进行控制。以高强钢TRIP780双C件为研究对象，使用有限元软件Dynaform对双C件的冲压、回弹过程进行数值模拟。通过冲压试验，并使用三坐标测量仪测量冲压件的回弹角，以验证有限元模型的精度。以成形后的回弹角为优化目标，基于正交试验，筛选出对回弹影响程度较大的因素。运用拉丁超立方抽样方法进行随机抽样，建立工艺参数与回弹角的Kriging代理模型，并采用多目标优化遗传算法寻求最佳工艺参数的Pareto解集。基于最佳工艺参数，利用模面补偿对双C件回弹进行控制，并对比优化前后的回弹角，结果表明该方法能有效地减小双C件的回弹。

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基于响应面法的汽车后轮罩工艺参数优化

魏鑫, 王雷刚, 王钊, 潘书华

锻压技术. 2021, 46(10): 70-77. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.011

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以某汽车后轮罩作为研究对象，采用响应面法对冲压工艺参数进行优化。选取压边力、拉延筋阻力系数、摩擦因数、凸凹模间隙为工艺参数变量，优化目标为拉延工序最大减薄率和修边工序后最大回弹量。采用Box-Behnken法设计响应曲面试验，建立工艺参数与拉延工序最大减薄率和修边工序后最大回弹量之间的响应面模型；通过响应面模型优化得到的压边力为350 kN、拉延筋阻力系数为0.40、摩擦因数为0.13、凸凹模间隙为0.6 mm。采用经过优化的参数组合模拟得到的拉延工序最大减薄率和修边工序后最大回弹量的误差分别为0.5%和0.2%，可用于替代有限元模型进行计算。根据最优工艺参数组合指导模面回弹补偿并进行试生产，可以生产出满足质量要求的汽车后轮罩。

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带下陷的直凸弯边零件回弹补偿及试验验证

张凌云, 徐淑赢, 李峰, 石绍秋, 尹延广

锻压技术. 2021, 46(10): 78-82,87. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.012

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为提高飞机钣金零件的成形质量，对带下陷的直凸弯边零件在橡皮囊成形过程中的回弹问题进行研究。对新淬火状态下的2024-W铝合金材料进行单向拉伸试验，获得材料的力学性能参数，为回弹补偿和有限元模拟提供条件；采用CATIA二次开发系统，对带下陷的直凸弯边钣金件的圆角部分和弯边部分两个位置进行回弹补偿，生成准确的回弹补偿模具；采用Pam-stamp 2G有限元模拟软件，对新设计的补偿模具进行有限元数值模拟并进行试验验证，验证了经回弹补偿模块设计带下陷的直凸弯边补偿模具的可行性。结果表明：在成形压力为50 MPa时，零件回弹前后的角度误差为1°，满足尺寸设计要求，验证了有限元模拟的可信度以及回弹补偿系统的准确性。

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预胀压力对轧制差厚板筒形件充液拉深成形的影响

张华伟, 李渊, 吴佳璐, 王新刚

锻压技术. 2021, 46(10): 83-87. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.013

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为了进一步提高轧制差厚板的成形性能，将充液拉深工艺引入轧制差厚板的成形中，并重点考虑预胀形工艺的影响。通过数值模拟技术对轧制差厚板筒形件充液拉深成形过程进行了研究，确定了合理的液体压力加载路径，讨论了不同预胀压力作用下轧制差厚板的厚度过渡区的偏移以及厚度减薄情况，最终得到合适的预胀压力数值。研究认为：随着预胀压力的增大，轧制差厚板的最大厚度减薄率呈现先减小后增大的趋势，厚度过渡区偏移量则呈现不断减小的趋势；预胀压力为1.00 MPa时，能够获取较小的最大厚度减薄率，并将厚度过渡区偏移量抑制在较低的水平，从而改善轧制差厚板的成形性能。

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6014铝合金U形件弯曲回弹

沈智, 金康, 周英丽, 谢谈, 钟志平

锻压技术. 2021, 46(10): 88-92. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.014

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为了控制并减小6014铝合金U形件冲压过程中的回弹现象、提高成形件的强度和力学性能，对6014铝合金试样进行了弯曲实验，对弯曲后的试样进行时效处理并对其进行分析。弯曲实验研究了板料初始温度、模具工作温度、压边力、弯曲后保压时间4个工艺参数对回弹的影响。实验结果表明，影响回弹的主要因素是成形过程中的板料初始温度和模具工作温度，温度越高，回弹越小。通过逐步回归分析得到回弹量θ和板料初始温度T₁、模具工作温度T₂的关系为θ=5.52206-0.00832T₁-0.00231T₂。分析发现，热冲压成形试样与常温成形试样的硬度相差不大，均与原始板材T4态相近。经过时效处理后，热冲压与常温成形试样的硬度均有提高，但前者的提高幅度更大，经过热冲压-时效处理的成形件的强度更高。热冲压-时效后的成形件的力学性能相比于T4态板材稍有降低。

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冷轧变形量对传感器用固溶态BT22钛合金板组织及拉伸性能的影响

张晓斌, 李海生

锻压技术. 2021, 46(10): 93-98. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.015

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为了提高传感器基板用BT22钛合金板的力学性能，先通过850℃+0.5 h固溶处理，然后通过冷轧的方式对其进行加强。通过实验测试手段研究冷轧变形量对固溶态BT22钛合金板的组织及拉伸性能的影响。研究结果表明：综合运用高冷轧变形量与较低再结晶温度有助于BT22钛合金板发生再结晶时形成更多细小尺寸的晶粒。轧制后BT22钛合金板的强度比轧制之前的强度有了较大的提升，强度至少提高200 MPa。随着冷轧变形量的增加，合金强度不断增加，但增加幅度减小。冷轧后合金的伸长率虽有所下降，但依然可以保持在10%以上。冷轧变形后合金的最高屈服强度在冷轧变形量为80%时取得，此时合金的屈服强度为1012 MPa，抗拉强度为1042 MPa，伸长率为10%。

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热轧压下率对车用大厚度比镁铝合金板组织和力学性能的影响

赵华瑞, 丁彦霞

锻压技术. 2021, 46(10): 99-105. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.016

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选择厚度为0.2 mm的6063铝合金与厚度为5.0 mm的AZ80镁合金进行组坯，设定厚度比为20，分析各热轧压下率下、以热轧方式制得的大厚度比镁铝合金板的组织和力学性能。研究结果表明：当热轧压下率达到45%或更高时，镁铝合金板形成了结合性能优异的界面，镁基体内形成了均匀分布的细小晶粒；提高热轧压下率后，基体中的晶粒尺寸不断减小，此时形成了更小的晶粒尺寸离散系数，更多晶粒被压碎，晶粒分布状态也比较均匀；提高热轧压下率后，获得了更高屈服强度的大厚度比镁铝合金板，材料发生了更明显的加工硬化，而抗拉强度则先增大再下降，当热轧压下率达到55%时，获得了最大的抗拉强度；当热轧压下率达到65%时，韧窝数量明显增多，表明镁合金通过动态再结晶转变获得了更强的韧性。屈服应力呈现明显波动的状态，热轧压下率为35%时，获得了最高的屈服强度，65%热轧压下率下的屈服强度最低，逐渐提高热轧压下率后，屈服应力也不断减小。

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矩形件二维正交排样的一种混合遗传算法

唐伟萍, 王坤, 黄欣

锻压技术. 2021, 46(10): 106-111. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.017

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讨论矩形件二维正交排样问题，即将一组已知尺寸的小矩形件正交地排放到一张大矩形板材中，寻找一个排样方式使得板材的利用率最高。将基于随机键值的遗传算法与布局策略相结合，提出一种混合遗传算法。用混合遗传算法确定矩形件的排样序列。按照排样序列，将矩形件按顺序逐个排放至板材中，每次排放矩形件时，在空闲矩形空间集合中选择一个最佳空闲矩形空间来排放当前待排矩形件，沿着该矩形件的上边和右边分别将多余空闲空间划分为两个子空闲空间，将子空闲空间添加至空闲矩形空间集合，按照上述规则继续下一个待排矩形件的布局操作，直至板材无法再排入矩形件为止。采用文献中的基准例题来测试本文算法，并与文献算法进行比较。实验结果表明，本文算法优于两种典型的文献算法。

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电池模组液冷板冲压结构设计及其散热性能研究

杨志红, 廖向阳, 包有玉, 余剑武

锻压技术. 2021, 46(10): 112-118. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.018

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为了探究液冷板冲压结构对电池模组散热性能的影响，对液冷板的冲压结构参数进行了分析与设计，采用CFD （计算流体动力学）流固热耦合数值计算方法，对不同液冷板流道结构参数下的散热性能、能耗以及均温性能进行了分析。结果表明：减小中心流道宽度，液冷系统的散热均温性能提升明显；中心流道宽度W5等于7 mm时，平均温度降低了2.5%，而最大温差降低了7.7%。流道深度越小，系统的散热均温性能越好，能耗亦大幅增加；流道深度为2 mm时，平均温度下降了26.9%，最大温差下降了32.7%，流阻升高了3.4倍。添加强化传热结构后，液冷系统的平均温度降低了3.8%、最大温差下降了15.1%；相比整体区域添加强化传热结构，部分区域添加强化传热结构可以减小流阻、降低能耗，而不引起系统的散热均温性能的显著变化。

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激光切割工艺路径的双染色体遗传算法优化

宋磊, 王欣欣, 刘晓彦, 隋庆如

锻压技术. 2021, 46(10): 119-125. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.019

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为了减小激光切割板材的空行路程和激光加工引起的板材升温，提出了基于双染色体遗传算法的切割路径规划方法。给出了轮廓特征点的选择方法，对轮廓间路径规划问题进行了数学描述，并建立了切割路径规划的多目标函数。针对切割起点确定和切割路径规划的联合求解问题，设计了双染色体编码方式，从而提出了双染色体遗传算法。该算法针对激光切割路径规划的特殊性，对交叉操作和变异操作进行了适应性设计，并给出了双染色体遗传算法对激光切割路径的规划流程。在10 m×5 m排样板材上进行路径规划验证，厂家CAM软件规划路径的空行路程为54.78 m，双染色体遗传算法规划路径的空行路程为39.65 m，比CAM软件规划的结果减少了27.62%；厂家CAM软件规划路径切割的板材的最高温度为252.67℃，双染色体遗传算法规划路径加工时的最高温度为152.23℃，比CAM软件规划路径的最高温度减少了39.75%。以上数据证明了双染色体遗传算法在激光切割路径规划中的优越性。

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不对称角钢辊压成形断面长短边弯曲角度的研究

郭湘宇, 周海燕

锻压技术. 2021, 46(10): 125-130. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.020

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辊压成形过程中，辊轮的几何精度决定了断面成形精度。各道次的辊轮设计主要依据各道次的辊花图，辊花图成形弯曲角度的选取成为断面成形精度的关键。辊压成形不对称断面过程中，断面不对称变形力会导致成形断面出现断面扭曲等缺陷，从而造成质量问题。对不对称断面辊花图进行受力分析，得出：设计不对称断面辊花时，长边弯曲角可按经验确定，短边弯曲角依据长短边长度比和长边弯曲角确定，可有效避免断面扭曲等缺陷。运用UGNX有限元软件，建模、仿真辊压不对称断面得到的结果和力学计算结果基本一致。辊压成形某不对称断面时，辊轮按上述结果进行设计，并运用于实际生产，取得了良好效果。断面质量完全满足设计要求，以实例说明了此结论的有效性。

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汽车不锈钢盖板冲压仿真试验及分析

吴阿敏

锻压技术. 2021, 46(10): 131-135. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.021

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板材冲压工艺中最常见的缺陷即为起皱、拉裂问题，以某种结构较为复杂的汽车不锈钢盖板作为研究对象，基于DEFORM有限元平台及正交试验手段，对冲压成形过程进行数值分析，以零件最小厚度、最大厚度、损伤值、起皱作为评判目标，研究了压边力、摩擦因数、凸凹模间隙及冲压速度等不同因素水平对零件成形质量的影响规律，并通过极差分析优化了冲压工艺参数。研究结果表明：凸凹模间隙及压边力对零件成形质量的影响较大，摩擦因数的影响最小；采用最优工艺参数组合后，零件的最小厚度提高了53%，零件损伤值较小，达到了降低零件开裂风险的目的。最后，参考最优工艺参数组合进行试模生产，获得了符合要求的零件，侧面验证了模拟结果的可靠性。

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淬火态2219铝合金板材加热翻边工艺

张下陆, 郭慧, 赵鸿飞, 毕海娟, 龚立林

锻压技术. 2021, 46(10): 136-140. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.022

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为了研究温度对淬火态2219铝合金板材圆孔翻边工艺的影响，在25~300℃温度范围内，对淬火态2219铝合金板材进行热拉伸试验以研究其在不同温度下的力学性能变化，并根据热拉伸试验结果进行加热状态下的圆孔翻边试验。结果表明：对于淬火态2219铝合金板材，加热可以提高其塑性，加热至150℃时伸长率达到40%以上，随着温度的升高，其伸长率继续提高，但超过200℃时，随着温度升高，其伸长率略有降低；与室温（25℃）状态下圆孔翻边相比，加热可以显著提高淬火态2219铝合金板材的圆孔翻边成形性能，当温度在170~180℃范围时，可以一次完成翻边圆孔的成形，且加热并不影响产品的最终力学性能。

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大截面变化率汽车排气管的多工步液力成形工艺

岳峰丽, 段轶群, 徐勇, 张士宏, 王卫星, 陆翰, 李博

锻压技术. 2021, 46(10): 141-149. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.023

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为解决某乘用车大截面变化率排气管的整体制造难题，以439铁素体不锈钢管作为研究对象，基于eta/DYNAFORM建立了包含合模、补料、成形、整形在内的液力成形过程的有限元模型。并与实验相结合，研究了关键工艺参数对成形质量的影响规律，设计并优化了液力成形加载路径。结果表明，加载路径对排气管的壁厚分布和减薄率有显著影响。第1道次下，经响应面法优化后得到了成形压力、整形压力、轴向补料位移所组成的加载路径，所得到的零件最大减薄率为15.3%。第2道次下，优化后的最大减薄率为5.0%。第3道次下，优化后的最大减薄率为5.2%，以上3道次优化前的累计最大减薄率为31.5%，优化后的累计最大减薄率为23.7%，降低幅度为24.7%。最终通过实验验证证实优化后的液力成形工艺显著降低了零件成形开裂风险，并获得了质量优异的大截面变化率整体汽车排气管零件。

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摩擦因数及坯料壁厚对筒体件辊挤成形质量的影响

高帅, 张宝红, 霍文娟, 张治民, 高畅

锻压技术. 2021, 46(10): 150-155. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.024

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运用Deform-3D软件对辊挤成形进行数值模拟，分析了不同摩擦因数和坯料壁厚对半成品飞边高度的影响，并研究了成形过程中模具的受力情况。研究结果表明：飞边高度随着摩擦因数和坯料壁厚的增加而增大；径向载荷同样随摩擦因数的增加而增大，但随坯料壁厚的增加而减小。当摩擦因数为0.4、坯料壁厚为17.0 mm时，冲头径向载荷最大，达到868 kN。最后进行成形试验，有限元模拟和成形试验得到的飞边高度偏差仅为10%，在消除飞边后筒体件表面无折叠缺陷，试验结果验证了模拟结果的可信性。

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基于HyperXtrude的大宽厚比工业铝型材挤压速度优化

张德军, 林春梅, 孙巧妍, 党军建, 曲庆文, 吕正风

锻压技术. 2021, 46(10): 156-160. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.025

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为了优化大宽厚比工业铝型材的挤压速度，以某大宽厚比空心6005A工业铝材为例，利用HyperXtrude软件，针对不同的挤压速度进行了稳态挤压数值模拟仿真。结果表明：当挤压速度大于2.2 mm·s^-1时，型材的出口速度和出口温度不均匀性随着挤压速度的增大而迅速增加；当挤压速度大于3.4 mm·s^-1时，挤压力会超出挤压机的最大极限压力。最后，利用挤压生产理论知识对仿真结果进行对比分析，确定了该大宽厚比6005A空心铝合金型材在90 MN挤压机上的合理挤压速度范围为1.0~2.2 mm·s^-1。利用优化后的挤压速度进行实际生产，挤压出合格的型材，证明了挤压速度优化数值的可靠性。

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H型钢开坯轧辊设计的有限元模拟与试验验证

季业益, 陆宝山, 关集俱, 李强伟

锻压技术. 2021, 46(10): 161-167. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.026

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为验证开坯轧辊设计的合理性与实用性，首先运用ABAQUS有限元软件建立了H型钢的开坯轧制模型，并通过Gleeble-1500热力模拟机测得了H型钢材料在不同温度及应变速率状态下的应力-应变曲线。然后，基于上述模型和数据，对H型钢的整个开坯轧制过程进行了有限元模拟，并结合H型钢的轧制试验结果，对比分析了H型钢的翼缘和腹板在各道次的轧制缺陷与精度误差。分析结果表明：所设计的H型钢轧辊辊形完全满足设计要求，H型钢在各道次的两侧翼缘的高度误差均能控制在5%以内，该误差是由于孔槽外形不完全对称，使得坯料轧制位置不正，造成偏移而引起的，可以通过进一步优化孔槽外形设计加以改善；腹板厚度存在较大偏差，但这种偏差可以通过开度控制予以修正。

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冷连轧机多种水平共振状态特性对比研究

李丽, 郝宇超, 李震, 万涛, 于跃

锻压技术. 2021, 46(10): 168-175. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.027

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针对冷连轧机工作辊轧制过程中的水平振动现象，建立轧机辊系非线性水平振动模型。采用多尺度法求解得到冷连轧机水平方向主共振、超谐波共振和次谐波共振下的幅频特性方程。仿真表明：轧机参数的变化和不同的共振状态会对系统振动的幅值、共振点、共振区域及脊骨线位置产生明显影响。系统在次谐波共振状态下的振动相对稳定，而在主、超谐波共振情况下有明显的跳跃现象和不稳定区域产生。对比系统位移动态响应，发现次谐波共振响应曲线相对于超谐波共振情况下的位移正、负幅值减小且趋于对称，有利于减少轴承座撞击牌坊现象的产生。对比系统位移分叉特性，发现不同共振状态系统随着干扰力幅值的变化表现出不同的周期运动规律。以上研究为抑制轧机水平振动提供了参数区域和理论参考。

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六连杆机构锻机传动系统模型建立及其复合形法优化

陈昌铎, 彭二宝, 马建

锻压技术. 2021, 46(10): 176-179,202. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.028

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为了进一步提高锻件质量，设计了一种三角肘杆运动驱动上、下连杆完成滑块运动的六连杆机构，并给出了运动学模型。采用经过改良处理的量纲转换函数加权和作为目标函数，有效地克服了加权因子难以选择的缺陷，构建了最优方案，为满足工程使用需求提供了可靠保障。设计了六连杆机构锻机传动系统多组杆参数，在对锻机传动结构、运动性能、冷温锻造工艺条件综合分析的基础上，构建机构工程化约束参数。研究结果表明：优化后，除最大加速度外，其他各项参数经过优化后均获得了显著改善，从而制得质量更优的锻件。滑块优化后的位移和速度曲线变化更平缓，同时显著缩短了回程时间。该六连杆传动结构有效地提高了锻机运行的稳定性，且易于应用推广，对锻压效率的提高具有一定的意义。

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锻压安全防护装置的强制断开开关磨损特性

尚飞, 谭心, 方桂花

锻压技术. 2021, 46(10): 180-186. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.029

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根据强制断开开关的结构特点、工作特性以及性能要求确定临界结构曲线的数学表达式，并将其作为模型参数建立了有限元模型，对强制断开开关的整个动作过程进行仿真，根据动作阶段不同的接触特性将完整动作过程分为两个阶段：第1阶段，分析位于凹面接触时不同转角对接触状态以及应力分布的影响；第2阶段，分析位于基圆处接触时不同服役阶段应力分布特点。将分析结果应用于Archard模型中计算对应结构的磨损量，同时分析了磨损量对过程参量的影响，并以一组实例进行迭代计算以说明其磨损特性，并根据计算结果对临界结构曲线进行优化改进，保证强制断开开关可满足使用寿命要求。

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局部热处理对7B04铝合金口框零件成形性影响的模拟研究

王志坚, 郭芳玉, 宋鸿武, 尚晓峰

锻压技术. 2021, 46(10): 187-195. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.030

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通过单向拉伸试验获得7B04铝合金原始O态和热处理T4态板材的力学性能参数。运用Dynaform有限元模拟软件，对原始O态板材及局部热处理差性板材（THTB）进行复杂口框零件的冲压成形及充液拉伸成形模拟，系统地研究了在两种成形工艺下局部热处理对口框零件成形性的影响。模拟结果表明：冲压成形口框零件时，原始O态板材局部减薄严重，破裂多发生在中间加强筋底部及圆角处等平面应变区域，局部热处理导致硬化区域周围的板材发生严重破裂，无法改善零件的整体成形性；充液拉深成形口框零件时，原始O态板材在拉深成形过程中，传力区圆角处发生破裂，合理的局部热处理方案引起材料局部硬化，使原始破裂位置的应变路径由平面应变转变成单拉应变，显著提高了口框零件的成形能力。

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淬火温度对改型Cr8Mo2VSi模具钢组织与硬度的影响

孙康彬, 吴正环, 蔡玉俊, 杜晋, 郭俊鑫, 黄历锋

锻压技术. 2021, 46(10): 196-202. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.031

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以含W的改型Cr8Mo2VSi冷作模具钢为研究对象，通过金相、SEM、EDS、XRD和硬度等试验，研究并分析了不同淬火温度对其显微组织、残余奥氏体含量及硬度的影响。试验结果表明：热处理后样品的组织主要为回火马氏体、少量残余奥氏体和共晶碳化物，其一次碳化物中含有较多的W，同时Cr、Mo、V、C等元素大量富集于大颗粒共晶碳化物中，而贫于马氏体基体中；由成分比例推断共晶碳化物类型为Cr₇C₃型碳化物和少量VC型、Fe₂₁Mo₂C₆型或Fe₂₁W₂C₆型碳化物，较高淬火温度更有利于M₂₃C₆型碳化物的析出；改型Cr8Mo2VSi模具钢在较高淬火温度下的组织中含有较多的残余奥氏体，最终回火后的硬度也较高。

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基于遗传算法的柔性冲压车间生产调度多目标优化

王小梅, 任伟娜, 吴琼宇

锻压技术. 2021, 46(10): 203-209. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.032

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为了减少柔性冲压车间的能耗和完工时间，提出了改进遗传算法的生产调度多目标优化策略。介绍了柔性冲压车间生产调度问题，以车间能耗和完工时间最小为目标建立了优化模型。针对柔性冲压车间生产调度问题的特异性，将遗传算法的染色体区分工序基因链和设备基因链，提出了染色体对编码方式；同时，在算法中引入了改进POX交叉算子和有向变异算子，有利于平衡机器生产负荷和提高染色体多样性。设计了3种不同侧重的优化方案，优化结果与优化中心的设定一致，说明了优化方法的可行性和有效性，同时为生产厂家提供了多种可选的生产方案。

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高铜合金连续挤压变形区金属流动及性能研究

花思明, 张平则, 刘子利

锻压技术. 2021, 46(10): 210-217. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.033

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为解决连续挤压扩展成形中金属流动不均造成的产品分层等质量问题，采用不同型腔结构连续挤压制得Cu-Sn、Cu-Mg合金，借助光学显微镜和维氏硬度计，观察其宏观、微观组织，并测试其显微硬度。结果表明：合金的材质和模腔结构对金属流动影响较大，入口、出口截面积之比过大会导致合金扩展不完全；合金在腔体截面上、下层的金属流动速度不同，下层的金属流动速度较快；Cu-Sn和Cu-Mg合金的入口区和扩展区的硬度均高于其他位置，Cu-Sn合金在入口区上部存在硬度极大值，Cu-Mg合金在扩展区出口位置的下部存在极大值；Cu-Sn和Cu-Mg合金的变形区内均存在绝热剪切带，随着连续挤压过程的进行，均发生了动态回复和再结晶；Cu-Mg合金的基本变形区内的组织较Cu-Sn合金更均匀，且晶粒较细小。

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国内外DC53模具钢组织及力学性能对比研究

邱华兴, 吴正环, 谷历文, 蔡玉俊, 黄历锋

锻压技术. 2021, 46(10): 218-224,232. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.034

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通过化学成分、金相、SEM、EDS、XRD、硬度和韧性等实验，对国内外DC53冷作模具钢的显微组织和力学性能进行对比。结果表明：国内外DC53冷作模具钢的原材料化学成分无明显差异，退火态的进口DC53模具钢拥有比国产DC53模具钢更好的洁净度和更为均匀的碳化物分布，进口与国产DC53模具钢的退火硬度分别为240和255 HBS。经相同的标准热处理（淬火+回火）后，分别测得进口与国产DC53模具钢中含有4.56%和3.23%的残余奥氏体；进口DC53模具钢热处理后的硬度和韧性测试结果分别为61.9 HRC和11.6 J；国产DC53模具钢热处理后的硬度和韧性测试结果分别为61.6 HRC和7.6 J。经热处理后两种钢的硬度相当，但进口DC53模具钢的韧性更为优异。

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应变速率对7050铝合金性能的影响及强化机理

张鹏, 陈诚, 袁武华

锻压技术. 2021, 46(10): 225-232. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.035

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通过压机进行双道次压缩工艺，结合热处理，利用室温拉伸测试和微观组织表征方法，研究了应变速率对7050铝合金力学性能的影响，并在微观组织定量分析的基础上，研究了不同应变速率压缩时合金的强化机理。第1/2道次的应变速率由0.003 s^-1/0.006 s^-1增至0.1 s^-1/0.2 s^-1，平均晶粒尺寸由52 μm减小至36 μm，小角度晶界分数由47%降至37%，位错密度由2.50×10¹⁴ m^-2降至1.68×10¹⁴ m^-2，大角度晶界强化对屈服强度贡献值均为11 MPa，小角度晶界强化对屈服强度贡献值分别为5和4 MPa，位错强化对屈服强度贡献值由88 MPa降至69 MPa。结果表明：合金固溶时效后的强度随着应变速率的增加而减小；应变速率引起的合金强度变化主要由位错强化主导，大、小角度晶界对合金的强度变化影响不明显，且随着应变速率的增大，位错、大角度晶界、小角度晶界对合金屈服强度的贡献值之和减小，从而导致合金强度降低。

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基于机器学习的热轧轧制力预测

刘明华, 张强, 刘英华, 王文礼

锻压技术. 2021, 46(10): 233-241. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2021.10.036

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针对传统轧制力数学模型预测精度差的问题，基于板带轧制数据和支持向量回归（SVR）模型对轧制力进行预测。采用主成分分析（PCA）技术来降低输入变量的维数，同时提出了改进粒子群优化（IPSO）算法调节惯性权值和加速因子，并采用IPSO算法对SVR模型中的惩罚因子c、核函数参数g和不敏感损失参数ε进行优化，最终建立PCA-IPSO-SVR轧制力预测模型。与PCA-PSO-SVR、PSO-SVR和Grid-SVR模型相比，PCA-IPSO-SVR模型的3种误差指标处于最低水平，且平均绝对百分比误差（MAPE）为4.8153%。仿真结果表明：与常规PSO算法相比，IPSO算法可以避免陷入局部极小值，从而获得模型最优参数和提高模型预测精度；与其他3种模型相比，PCA-IPSO-SVR模型具有较高的预测精度和较好的泛化性能。

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十字轴与类似零件的胎模模具设计——评《模具设计与制造》

孙向龙

锻压技术. 2021, 46(10): 242-242.

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我国煤矿机电一体化技术的发展现状浅析——评《机械设计手册：机电一体化技术及设计》

李孝胜, 郝跃, 李鹏

锻压技术. 2021, 46(10): 243-243.

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煤矿机电一体化的关键组成与设计探析——评《机电一体化技术》

王洪民

锻压技术. 2021, 46(10): 244-244.

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