2022年, 第47卷, 第3期　
刊出日期：2022-03-25

  

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锻造
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  扩孔变形模式对筒形件成形的影响规律

  王金亮, 温慧华, 何文武, 陈慧琴

  锻压技术. 2022, 47(3): 1-7,22. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.001

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  采用数值模拟方法分析了筒形件自由锻马杠扩孔成形过程和热辗扩成形过程，对比分析了两种变形模式对筒形件变形规律的影响。研究结果表明：相同壁厚锻比的条件下，局部加载间歇变形模式的马杠扩孔成形的筒形件横剖面上等效应变沿周向周期性分布，其大小沿径向从内到外逐渐降低;而局部加载连续变形模式的热辗扩成形的筒形件横剖面上等效应变沿周向均匀分布，其大小在外径处最高，内径处次之，壁厚中心最低。对比发现：两种变形模式中壁厚中心的等效应变值相当，且热辗扩成形的筒形件壁厚中心的等效应变略大。结合热辗扩成形试验结果发现：在相同壁厚锻比的条件下，热辗扩成形工艺可以替代马杠扩孔成形工艺来成形筒形件，在保证环坯充分锻透的前提下，获得变形均匀的筒形件。
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  GH4169高温合金螺栓热锻成形工艺

  方军, 吴敏, 张涛, 张少航, 陶悦, 刘金龙, 靳凯

  锻压技术. 2022, 47(3): 8-22. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.002

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  高温合金热锻成形过程具有热力耦合和多参数交互特征，其温度场及应力、应变场的分布和演变复杂，实验前需通过数值分析获得较优的工艺参数。以GH4169高温合金螺栓为研究对象，对螺栓单道次及多道次热锻成形工艺进行对比、分析，研究了头部初始热锻温度、下压速率、摩擦因数、换热系数和模具预热温度等工艺参数对锻件热锻压力、应变均匀性的影响规律。结果表明：单道次热锻无法成形出目标螺栓零件，需采用多道次热锻成形工艺;热锻压力随头部初始热锻温度增大而减小，随摩擦因数增大而增大，随下压速率增大而增大;应变均匀性在头部初始热锻温度较高或摩擦因数较小时更好。最后，获得了GH4169高温合金螺栓的优化的热锻工艺参数，并通过热锻实验，获得了性能优良的零件。
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  基于汽车差速器齿轮热锻二次成形齿顶面折叠缺陷的成形数字仿真及工艺研究

  李林鑫, 崔志亮, 赖丽莉, 冯铃

  锻压技术. 2022, 47(3): 23-27. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.003

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  针对汽车差速器齿轮热锻二次成形中出现的齿顶面折叠缺陷，利用UG和Deform-3D软件进行了有限元三维建模和仿真模拟，发现了缺陷产生的原因。在此基础上，首先，通过调整毛坯尺寸获得了较为理想的成形效果。然后，研究了摩擦因数对成形质量的影响，确定摩擦因数为0.3时会再次出现折叠缺陷。再以毛坯温度和锻压速度为变量，研究了两者对成形质量的影响，得到最大成形载荷随着毛坯温度和锻压速度的增加而减小，并且当金属变形抗力低于一定程度时会再次出现缺陷。最后，确定了最佳的工艺参数，并通过真实生产得到了无缺陷的产品，验证了最佳工艺参数的正确性，提高了生产效率。
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  三通阀体多向模锻工艺研究及有限元分析

  王耀, 顾小燕

  锻压技术. 2022, 47(3): 28-33. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.004

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  针对40Cr合金钢阀体生产效率低、材料利用率低、性能差、寿命短等问题，提出了采用多向模锻工艺来成形阀体。首先，根据阀体结构特征设计了3种成形工艺方案，并分析了各方案冲头的加载方式;其次，通过CAE分析软件Deform-3D完成了各方案的有限元建模，并进行了数值仿真，分析比较了各方案的锻件成形过程、锻件成形质量、锻件温度分布、成形载荷等。结果表明：采用方案3的锻件成形过程更为合理，温度分布更为均匀，载荷较小，锻件质量更好。最后，以方案3为参考，进行了多向模锻工艺试验，获得了质量较好的阀体锻件。经检验，与仿真结果的一致性较高，表明有限元技术可对实际模锻工艺提供一定的理论指导，提高设计效率。
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  15CrMnMoVA钢Φ610mm电渣锭锻造表面裂纹及工艺改进

  王飞

  锻压技术. 2022, 47(3): 34-38. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.005

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  利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等研究了15CrMnMoVA钢Φ610 mm钢锭锻造开坯过程中圆坯料表面裂纹产生的根本原因。结果表明：钢锭在锻造加热前，锭的中上部附近已经存在微小裂纹;锻造开坯前，钢锭在加热炉中长时间处于加热均温阶段，微小裂纹附近严重脱碳及富Cu相析出的综合作用恶化了钢锭在开坯过程中钢锭表面的热塑性;Φ610 mm钢锭开坯过程中钢锭中上部附近出现了明显的横向热裂纹，裂纹两侧附近脱碳严重，并且在热裂纹附近的晶界上出现了液膜状富Cu相。通过降低母电极中的Cu含量及延长电极在电渣重熔后的炉冷时间，有效地消除了Φ610 mm钢锭在锻造开坯过程中圆坯料的表面裂纹，提高了成品棒材的表面质量。
板料成形
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  二维不规则图形排样问题的一种混合求解算法

  杜冰, 郭晓强, 方杰, 王朋, 饶运清

  锻压技术. 2022, 47(3): 39-45. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.006

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  针对二维不规则图形排样问题，实现了一种基于启发式定位策略与自适应遗传算法的混合排样算法(AGAHA)。首先，考虑到单一指标的放置策略容易陷入局部最优的问题，提出了一种基于临界多边形(NFP)的混合放置策略，综合考虑排样效果的整体紧密度和局部紧密度。之后，为了提高搜索最优解的效率，在优化图形的顺序时使用了自适应遗传算法，在标准遗传算法的基础上，根据种群适应度的变化，自适应地改变交叉与变异概率。最后，利用文献中的标准测试案例和实际生产中的案例分别进行测试，结果表明：AGAHA算法在多数案例上较普通遗传算法结合BL算法更优，并且在实际案例中也取得了优于人工排样的结果。
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  基于辊式成形弯曲角度分配函数的轧辊孔型优化

  文波, 袁浩, 王志, 操文武, 王雷刚

  锻压技术. 2022, 47(3): 46-53. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.007

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  针对50型螺旋式钢板仓成形设备存在各工位成形载荷不均匀的问题，基于显式动力学对板料成形进行了数值模拟仿真研究。建立了弯角处等效应力与各工位成形载荷的关系;探究了道次间距对板料弯角处等效应力的影响;基于辊式成形弯曲角度分配函数对边Ⅲ各工位的成形角度重新分配，对不同孔型参数的方案进行数值模拟仿真对比。结果表明：道次间距对弯角等效应力的影响较小，边Ⅲ弯角处的等效应力最大;当变动指数κ=-0.4时，边Ⅲ的成形弯曲角度分配较为合理，数值模拟仿真中弯角处等效应力与样机各工位成形载荷的变化一致，各工位成形载荷不均匀的问题得到有效改善。
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  基于Dynaform及响应面法的6016铝合金散热壳体冲压成形及优化

  尤晋, 龚红英, 刘尚保, 贾星鹏, 徐培全, 廖泽寰

  锻压技术. 2022, 47(3): 54-58. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.008

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  以6016铝合金散热壳体为研究对象，通过分析零件的成形工艺，确定采用Dynaform软件对零件的拉深成形工艺进行有限元模拟，以零件的最大减薄率为评价其成形质量的指标。基于正交试验设计，研究了压边力、摩擦因数、冲压速度以及模具间隙对零件成形质量的影响规律。基于灰色系统(GS)理论分析出与零件最大减薄率关联度较高的工艺参数，并通过响应面法(RAM)进行中心复合设计(CCD)，得到最优的工艺参数组合为：压边力为20.1 kN、摩擦因数为0.16、冲压速度为1500 mm·s^-1、模具间隙为1.05 mm，零件最大减薄率为23.029%。将采用该方案制得的实体零件与数值模拟结果进行对比和分析，结果表明数值模拟分析结果具有可靠性，可为散热装置零件的成形提供一定指导。
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  轧制差厚板成形极限的理论预测与数值模拟

  张华伟, 黄艳萍, 吴佳璐

  锻压技术. 2022, 47(3): 59-64. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.009

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  轧制差厚板由于其板料厚度以及力学性能具有非均一性的特点，其成形极限的准确预测成为实际应用过程中的一大瓶颈。基于前期研究中获取的轧制差厚板的几何参数以及力学性能参数，通过改变试件的形状和尺寸，对板料进行了不同应变路径下凸模胀形的数值模拟，采用数据拟合方法获取差厚板的成形极限曲线，并将其与理论公式获得的成形极限曲线进行对比;最后，应用建立的成形极限曲线来预测差厚板盒形件的成形极限。研究结果表明：通过数值模拟以及拟合方法得到的差厚板成形极限曲线与理论曲线比较接近，能够实现对实际差厚板零件的成形极限的准确预测。
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  1420铝锂合金板材细晶化及超塑性能试验研究

  刘昊天, 申红斌, 肖瑞, 李保永, 刘伟, 刘奇

  锻压技术. 2022, 47(3): 65-71. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.010

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  为了研究不同热轧工艺下的1420铝锂合金板材的高温拉伸力学性能，选取了厚度为7.3 mm的1420铝锂合金板材，首先进行了高温轧制试验，获得其最佳轧制工艺和成形条件。通过热轧工艺获得的板材的可利用率高，在每道次15%的压下量下板材不完全细晶化，其伸长率大幅度提高。其次，在MTS810拉伸试验机上进行了475℃下的高温拉伸试验，分析了轧制工艺对板材伸长率的影响。结果表明：板材的晶粒细化作用对伸长率的影响更大，当应变速率为0.8×10^-3 s^-1时，伸长率在300%以上，符合最佳超塑成形工艺条件。最后，通过金相分析观察了不同制备工艺下板材的微观组织结构，发现每道次压下量的增加，阻碍了位错运动，试验结果为1420铝锂合金板材的大规模工业化应用提供了理论依据。
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  尾灯安装加强件拉延工艺的动态NSGA-II多目标优化

  宋晓雯, 杨晓珍, 杨玉好, 刑海军

  锻压技术. 2022, 47(3): 72-78. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.011

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  为了提高车辆尾灯安装加强件的拉延成形质量，提出了基于动态NSGA-II算法的多目标优化方法。以减小最大减薄率和起皱趋势函数为目标建立了多目标优化模型，选择4个拉延筋阻力系数和压边力为优化参数，基于有限元法获得了不同条件下拉延件的性能参数。在NSGA-II算法中引入动态拥挤度计算方法，保持了选择染色体的多样性，提高了动态NSGA-II算法的优化能力。使用动态NSGA-II算法求解多目标优化模型，其Pareto前沿解优于传统NSGA-II算法。根据优化后的参数生产了10个试制件，试制件的最大减薄率和最大增厚率的均值均小于厂家产品的均值，且试制件最大减薄率和最大增厚率的标准差较小，实验结果说明：参数优化后的生产质量和稳定性均得到了提高。
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  外防护板成形工艺

  王妍琴, 王东, 李继光, 谷春杰, 王振, 梁立冬, 王悦, 刘聪

  锻压技术. 2022, 47(3): 79-82. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.012

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  以外防护板为研究对象，针对冲压成形过程中产生的不规则流料、严重起皱和弧度回弹问题，应用Dynaform软件进行冲压成形过程的有限元分析。通过对比坯料直接冲压、滚弯后冲压和折弯后冲压的数据，得出了优化的成形工序和模具回弹量，完成了外防护板冲压工艺设计。结合有限元分析结果进行试验验证，得出以下结论：零件预折弯后再进行冲压成形，可以减少成形中不规则流料和严重起皱现象的发生;成形模具弧度考虑15%的回弹率可以减少零件的弧度回弹，提高成形精度。最后，通过生产经验及试验验证，发现在成形过程中增加退火工艺可以提高零件的成形精度，减少零件的起皱现象。
管材成形
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  基于响应面法的锥形消声管液压胀形参数优化

  王树强, 陈昊雷, 乔金梦, 陈钊, 周游

  锻压技术. 2022, 47(3): 83-88. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.013

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  锥形消声管的出现提高了扩张室式消声器的空气动力学性能以及声学性能，该类管件的内曲面具有变截面和连续光滑的特点，为提高锥形消声管的制造效率，提出了使用液压胀形工艺生产锥形消声管的方法，使用该技术可以减小锥形消声管壁厚、降低管件重量，从而提高车辆的燃油经济性。针对液压胀形工艺，采用有限元仿真结合响应面优化的方法，研究了胀形内压力、锥形管锥度与摩擦因数对成形结果的影响。得到最优参数为：胀形内压力为42.573 MPa、锥度为16.89%、摩擦因数为0.076。采用最优参数进行实验得到了合格的锥形管产品，验证了液压胀形锥形管的可行性，证明了运用有限元仿真结合响应面优化方法可对锥形消声管的液压胀形过程进行优化。
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  基于有限元的模具结构对AZ91镁合金管转角分流挤压焊合压力的影响

  党利, 李云帆, 王蕊, 单晨晨, 马遥力, 马胜龙

  锻压技术. 2022, 47(3): 89-95,115. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.014

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  将转角挤压剪切变形原理和镁合金管材分流挤压相结合，设计了镁合金管转角焊合室分流挤压模具。新模具在保证挤压舌针刚度的前提下增加了焊合室的有效高度和焊合时间，从而有利于提高焊缝的焊合性能。基于DEFORM有限元平台建立了AZ91镁合金管转角焊合室分流挤压有限元模型，并进行了可靠性验证。然后，基于该有限元模型研究了转角角度、分流桥结构和凹模结构尺寸对焊合室内平均压应力的影响规律。结果表明：随着分流模转角β和凹模结构尺寸a的增大，焊合室内的平均压应力逐渐增加;对于雨滴形分流桥结构，随着分流桥锥度γ的增大，焊合室内的平均压应力有所增大，但是增幅不明显。
特种成形
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  7075铝合金变截面曲率构件拉弯仿真及试验研究

  金妍, 杜建宁, 崔丽, 郭贵强, 王逸涵, 李小强, 李东升

  锻压技术. 2022, 47(3): 96-102. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.015

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  针对某型飞机7075铝合金变截面曲率构件拉弯成形起皱明显、回弹严重、手工敲修量大、工艺周期长等问题，提出采用新淬火状态型材一次拉弯成形工艺方法，并将有限元仿真与工艺试验相结合，分析验证了拉伸力、坯料宽度、包覆角度等工艺参数对零件起皱、破裂、回弹的影响规律。结果表明：增大拉伸力可有效抑制型材内侧的起皱现象;合理减小坯料宽度可减小型材破裂的风险;增大包覆角度可减小零件的回弹量。最终，获得了优化的拉弯成形工艺参数，即拉伸力为42 kN、坯料初始宽度为130 mm、包覆角度为96°，利用该参数组合进行拉弯成形，零件未发生破裂，有效避免了内侧起皱现象，减小了零件的回弹量。
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  环形蒙皮零件的被动式充液成形技术

  李奎, 刘波, 邱超斌, 鲁帆

  锻压技术. 2022, 47(3): 103-108. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.016

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  为解决大尺寸复杂曲度蒙皮类零件成形过程中产生的起皱及回弹现象，针对环形蒙皮类零件开展被动式充液成形技术的研究。通过有限元分析发现，液体压力可以显著改变唇口外侧的应力状态，对悬空区的起皱现象的抑制效果明显，在最大液体压力达到4 MPa时，环形蒙皮外侧无起皱现象。液体压力较小时，径向、周向应力达到峰值时，零件起皱高度最大，在一定压力范围内随着压力的增加，环形蒙皮外侧的周向、径向应力趋于固定值，使得唇口零件外侧处于拉-拉的应力状态条件，更有利于零件的成形。同时，随着压力的增加，板料内、外侧位移的绝对值逐渐减小，直至趋于固定值，液体压力可有效抑制板料与凸模的相对滑动，使得环形蒙皮零件的内、外侧板料的流动更加均匀。
轧制
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  基于有限元仿真的航空发动机叶片辊轧成形过程参数优化

  王国栋, 王鸿雨, 蒋磊, 腾飞, 孙俊才, 孔祥伟

  锻压技术. 2022, 47(3): 109-115. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.017

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  精密辊轧是航空发动机叶片的重要加工方式，其工艺参数难以确定，导致叶片成形效果难以控制。提出使用ABAQUS有限元仿真方法对辊轧过程进行模拟，通过改变辊轧压下量以及摩擦因数，研究压下量和摩擦因数对叶片成形结果的耦合影响，从而优化工艺参数，获得最优的参数设定。研究结果表明：随着摩擦因数的增加，该辊轧模型叶片的宽展整体增加，且所受轧制力与摩擦因数呈线性正相关;随着端口压下量的增加，叶片所受轧制力以及叶片宽展均有所提升，但当压下量增加超过0.06 mm时，轧制力以及宽展发生突增，叶片变形集中于边缘局部区域，不利于成形结果的精密控制。
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  基于干扰观测器的轧辊微孔系统滑模控制器的设计及应用

  刘英明, 孙畅, 陈彦明, 林国福

  锻压技术. 2022, 47(3): 116-120. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.018

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  为了提高轧辊间隙结构下非线性控制性能，引入微分几何反馈技术来完成线性化解耦过程，根据干扰观测器实现滑模控制的功能，建立了基于干扰观测器的轧辊微孔系统滑模控制器设计，并开展应用验证。该控制系统可以达到理想的跟踪性能，能够有效补偿间隙导致的误差，表明本设计控制算法具备较强的可行性。对干扰观测器进行滑模控制仿真测试，根据实际测试结果判断滑膜控制器的有效性，能够实现精确的跟踪轨迹功能。应用验证表明：经过改造，辊轧机达到了更小的轧制误差，表明采用滑模控制方式有助于辊轧叶片达到更高的生产合格率，对提高板材的轧制质量具有重大的意义，实际的应用推广价值很大。
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  航空矩形环径向轧制芯辊进给曲线工程化设计

  刘君, 杨家典, 胡元伟, 罗鸿飞, 王清, 官斌

  锻压技术. 2022, 47(3): 121-124. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.019

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  为满足航空环形锻件批量制造过程稳定性及制造产品质量一致性的要求，同时为了满足轧制过程精细化设计及产品自动轧制生产的需要，根据航空环形锻件轧制生产控制特点及实际生产经验，将芯辊径向进给曲线规划为5段折线的进给曲线，构建了径向轧制进给位移方程组{ΔH=f(v_i，Δt_i)、ΔH=f(D₀，d₀，D₁，d₁)}，提供了每段轧制时间Δt_i以及初始进给速度v_i的工程经验值，从而求解出芯辊径向进给曲线v_i=f(Δt_i)，并按照轧制理论和航空材料轧制特性，对初始轧制速度v₁、环件外径长大速度v_ΔD进行了校核，最终完成了环轧过程的精细化设计，从而满足了航空环形锻件工艺特性、制造特点、质量要求、自动化轧制参数的需要。
装备与成套技术
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  新型低应力致裂精密下料装置试验研究

  于正洋, 钟斌, 李进, 张传伟

  锻压技术. 2022, 47(3): 125-130. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.020

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  针对金属棒料精密下料问题，提出一种基于疲劳断裂的新型低应力致裂下料方法。基于旋转弯曲疲劳下料与弯曲折断下料的原理，研制相应的精密下料试验平台，并利用人为预制环状缺口的应力集中效应，通过可编程逻辑控制技术调节金属棒料的旋转速度与液压缸的输出压力，实现了金属棒料的精密下料。利用不同的工艺参数以及载荷控制曲线对304不锈钢棒料进行下料试验，获得理想的坯料断面。试验结果表明，在下降压力控制载荷曲线与旋转速度为30 r·min^-1的工艺参数下，304不锈钢坯料断面的凸起高度为0.765 mm、凹陷深度为0.209 mm，所获得的坯料断面能够在锻造行业中直接应用。
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  一种高强度钢U形梁自阻加热冲压工艺装备

  孙欢迎, 刘翊安, 张晗, 张晓宇, 赵军, 张泉

  锻压技术. 2022, 47(3): 130-136. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.021

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  构建了自阻加热在线冲压试验平台，设计并制造了U形弯曲成形模具，对自阻加热冲压技术进行了工艺验证试验。结果表明：仅需对模具、夹具进行适当创新设计，自阻加热冲压就可以在传统设备上进行，从而显著降低热冲压件的生产成本。为了制造汽车车身上的高强度钢U形梁类零件，设计了一套自阻加热冲压工艺装备：专用弹性夹持装置可以快速夹紧、卸下金属板坯，同时提供弹性拉力，消除细长板坯由于热胀冷缩或自重引起的弯曲，并减小冲压过程对通电回路的冲击;切断弯曲模具两端的冲裁结构与压边顶件的机构配合，可以实现工件的自动顶出，从而提高生产效率。
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  多缸驱动液压机主动纠偏系统的模糊PID控制

  汪志能, 刘衡, 董楚峰

  锻压技术. 2022, 47(3): 137-141. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.022

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  多缸驱动液压机的纠偏性能直接决定锻件的加工质量，由于液压系统的时滞性、多缸间的耦合特性以及复杂偏心力矩等因素的影响，液压机的活动横梁极易出现偏转现象。针对这一难题，基于活动横梁的力平衡及力矩平衡，建立了多缸驱动液压机纠偏过程的数学模型，以液压缸伸出量为控制变量，以偏转角度为目标函数，建立了纠偏系统模糊控制规则表，形成了适应性较强的模糊PID控制方法。仿真结果表明：在模糊PID控制作用下，活动横梁在均变载荷下的稳态倾斜程度为0.2×10^-3 rad，在脉动载荷下能在4.2 s内迅速恢复到平衡位置。该方法的响应速度快、稳态精度高，能实现高精度纠偏。
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  基于误差反馈的双缸液压系统同步模糊PID控制系统设计

  陈杰, 泮进明

  锻压技术. 2022, 47(3): 142-145,168. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.023

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  传统液压机并式同步控制需要更长时间才能达到稳态误差，不能实现液压机的高精度同步控制。为了提高液压机的工作效率，开发了一种液压机双缸同步控制液压系统，并给出活塞杆伸出和缩回两种状态下的控制方案。将同步误差补偿数据传输至液压缸2，使其更快地完成动态响应，从而显著减小液压缸2的位移差，实现同步控制精度的显著提升。通过误差反馈方式实现同步控制，从而达到对双液压缸同步运行过程的精确控制，通过遗传算法整定PID参数，显著提升了双缸液压系统的同步控制精度。误差反馈同步控制方式与并式控制方式相比，最大误差依低了68.71%;进入稳态误差所需的时间减少了18.52%，因此，可以通过同步控制结构来实现对液压机的精确同步控制。
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  多缸液压机的模糊自整定积分分离PID同步控制

  吴翠红, 郝芯

  锻压技术. 2022, 47(3): 146-153. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.024

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  为了减小多缸液压机对给定位移的跟踪误差和液压缸之间的同步误差，设计了相邻交叉耦合模糊自整定积分分离PID同步控制器。以液压阀的阀控电压为控制量，以活塞杆位移为输出量，建立了同步控制系统的动力学方程。选择相邻交叉耦合同步控制方案作为基础方案，将积分分离PID控制与模糊理论相结合，提出了模糊自整定积分分离PID控制方法。仿真结果表明：从超调量、调节时间、同步误差的角度讲，相邻交叉耦合同步控制的效果优于主从同步方案和同等同步方案，模糊自整定积分分离PID控制优于模糊PID控制。经3000 kN液压机控制实验验证，在最大负载为270.4 kN的情况下，液压机压制过程的超调量为3.2%，最大同步误差为0.17 mm，说明设计的控制器具有较好的同步控制效果。
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  冲模机快速闭式液压系统设计及其主参数仿真优化

  张正华, 段好运, 王大浩, 程利辉

  锻压技术. 2022, 47(3): 154-158. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.025

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  为了解决冲模机对最大冲裁速度的限制问题，设计了一种快速闭式液压系统。在进行快进、快退的过程中，主缸在快速缸的带动下实现被动升降，由柱塞缸与充液阀共同构成快速闭合系统;进入冲裁阶段时，蓄能器与定量泵一起组成油源，将油液压入柱塞缸中。仿真结果表明：当充液压力降低后，蓄能器表现出更快的反应速度，预充压选择7 MPa作为最优值;在满足充液速度不对冲裁频率造成影响的条件下应选择更大的体积，最终选择40 L作为最优体积;设定充液阀的最优初始开口量为5.0 mm时，存在一定程度的超调量，可以根据负载进行快速反应;节流孔直径为Φ2.0 mm时，可以在最短的时间内进入稳定状态，并且不会引起波动现象，表现出了优异的调速性能。
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  变速泵控闭式转向系统复控策略设计及动态特性

  吴秋梅, 刘会明, 李强, 于艳

  锻压技术. 2022, 47(3): 159-163. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.026

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  针对变速泵控闭式转向系统工作原理，开发了一种可以实现对压力-位置参数进行复合控制的方案，从而达到与液压缸相近的预压紧与运行控制过程。同时，构建实验平台，完成了上述原理的验证分析。测试结果表明：构建的系统与控制方案是可行的，能够实现类似阀控系统的控制功能，表现出了优异的运行性能，并获得了较高的能效利用率。通过压力-位置复控的方式完成了变速泵控闭式转向系统的控制过程，实现了对压力与位置回路的快速动态响应。总压力只发生了小幅波动，可以快速恢复到设定参数，从总体上看，液压缸表现出了良好的运行特性，能够满足电液控制系统的实际控制要求。
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  基于GA优化PID算法的液压机械容积调速系统控制仿真分析

  刘小娟, 夏运东, 李刚, 刘艳军, 史春娥

  锻压技术. 2022, 47(3): 164-168. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.027

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  为了降低液压机械无级变速器使用的容积调速系统进行转速控制的波动性，设计了遗传算法(GA)优化PID的控制方法，并通过AMESim与MATLAB/Simulink联合软件开展了仿真分析。研究结果表明：通过GA优化PID控制方法进行优化后，转速达到了0.35%的超调量，经过0.25 s达到稳定状态，与传统PID控制方式相比，超调量降低了18.5%，所需调节时间缩短了0.17 s，显著降低了转速的波动性。采用GA优化PID控制方式进行优化，可以使系统获得更短的调整时间，达到更高效的响应性能，大幅减小了转速的超调量，显著提升了系统调速性与稳定性。使系统获得了更优的动态响应性能与转速控制精度，为最终满足工程应用提供了有利条件。
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  液压机节流自控负载敏感液压系统及其Simulink仿真

  李坤宏, 江桂云, 朱代兵

  锻压技术. 2022, 47(3): 169-173. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.028

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  为克服液压机阀控系统运行能效低的问题，采用进出口技术和负载敏感技术相结合的方法来调节阀控系统，并对进出油口联动节流进行了适当调整。通过AMESim构建得到仿真模型，探讨了节流自控负载敏感系统运行控制过程。研究结果表明：与负载敏感系统相比，采用进出口自控系统能够实现节流口解调，阻抗条件下该系统能够对出油腔低压力状态进行自动调节，有效降低出油口的压力损耗。进入0.2~0.4 s的超越缩回工况后，右腔压力和泵输出压力均为1 MPa的稳定值;在0.4~0.6 s之间时，系统从超越缩回工况过渡至阻抗工况。为负载敏感系统设置节流自控后可以显著增大电机的输出功率，使液压系统达到更高的工作效率。
模具
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  步进电机外壳零件多工位级进模设计

  王天宝, 袁博, 刘立明

  锻压技术. 2022, 47(3): 174-177. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.029

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  根据步进电机外壳零件的特点及生产的技术要求，进行多工位级进模设计。首先，步进电机外壳零件的排样方式采用单排直排排样，送料定距采用侧刃粗定位、导正销精定位，送料步距为57.35 mm，使得板料在每次弹起并移动到下一步工位的过程变得更加精准;其次，步进电机外壳零件多工位级进模采用顺装结构，使得工件与废料自然分离，有利于减少人工成本;最后，步进电机外壳零件未进行空工位设计，整体上减少了模具的体积，降低了模具生产制造的成本。生产结果表明：步进电机外壳多工位级进模的结构设计合理，对指导工程实际生产具有重要的参考意义。此外，该模具的材料利用率高达85%，节省了材料。
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  填充复合斜楔结构改进技术

  赵子海, 曹长才, 王健, 江克洪

  锻压技术. 2022, 47(3): 178-181. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.030

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  针对传统填充复合斜楔结构的缺点，提出了改进方法。传统填充复合斜楔结构中，采用刚性斜楔镶板来驱动活动驱动滑块和活动凸模，并且这二者均采用氮气缸进行回程，斜楔镶板由于高频次、高速运动和做功，导致磨损严重，影响斜楔结构的精度。对传统填充复合斜楔结构进行改进;采用气缸驱动活动驱动滑块和活动凸模进行工作和回程行程，有效地解决了传统填充斜楔结构使用时，由于斜楔镶板磨损引起的零件定位不可靠的问题。另外，采用辅助氮气缸推动活动凸模进行工作行程，也解决了气缸驱动活动凸模时冲压生产节拍慢的问题。
测试技术
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  用于Q235低碳钢的数字图像相关法应变检测

  张德海, 郭照灿, 何文斌, 陈保家

  锻压技术. 2022, 47(3): 182-190. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.031

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  为解决传统应变检测方法中存在的测量结果精度低、容易改变试样的力学性能、无法实现全场变形测量等问题，采用数字图像相关法对Q235低碳钢的力学性能进行研究，将拉伸试验结果与ABAQUS数值模拟结果进行对比分析，通过引入差值系数来研判各力学参数模拟结果的精度。结果表明：模拟所得应变分布数值与数字图像相关法所得结果吻合较好，且最大主应变值的吻合度最高;屈服强度和抗拉强度的差值系数均小于1.000%，且抗拉强度的差值系数最小，为0.011%;伸长率和断面收缩率的差值系数较大，其中伸长率的差值系数最大，为2.054%。对比结果表明：数字图像相关法应用于Q235低碳钢的变形及应变的测量是真实有效的，同时，该方法为其他材料的变形测量提供了借鉴。
节能技术
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  双向增压系统应用特性研究

  颜笑鹏, 陈柏金, 张连华, 马海军

  锻压技术. 2022, 47(3): 191-197. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.032

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  针对锻造液压机系统中部分执行机构需要很高的工作压力，而其余大部分机构所需工作压力比较低的情况，提出了一种基于双向增压器的新型液压储能系统。泵组输出的油液经过增压系统增压后，油液压力得到显著提升，然后与传统液压动力单元一起为主工作缸供能。该系统克服了液压机加工过程中负载的时序性和周期性，因此，在液压系统设计过程中可以选择装机功率更低的电机-泵组单元，从而组成更为经济合理的液压系统。通过仿真结果可知，采用双向增压装置后系统的输出流量保持较高的稳定性与响应性，且与传统液压机相比，具有质量轻、体积小和结构紧凑的优点，应用前景十分广阔。
材料与成形性能
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  塑性变形对2024铝合金拼焊接头腐蚀性能的影响

  赵满, 孙倩, 庞秋, 胡志力

  锻压技术. 2022, 47(3): 198-205. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.033

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  为研究变形程度对铝合金搅拌摩擦焊(FSW)接头腐蚀性能的影响规律。采用单向拉伸试验，通过Tafel极化曲线及剥落腐蚀试验研究不同程度的塑性变形量对2024铝合金FSW接头焊核腐蚀性能的影响，利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM/EDS)等观察得到的显微组织来表征试验结果并分析其影响腐蚀性能的机理。结果表明：在变形量为0%、4%、7%和10%的塑性变形中，耐腐蚀性依次为：变形量为0%的试样>变形量为7%的试样>变形量为10%的试样>变形量为4%的试样，在塑性变形量为7%处出现“拐点”。随着塑性变形量的增大，位错及位错环增多，包围缠绕的析出相增多，耐腐蚀性随之提高;但大的变形会使塑性变形量为10%的试样上出现微裂纹，容易被腐蚀，导致耐腐蚀性有所下降。
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  不同变形量对Cu-2Ag合金组织和性能的影响

  周菲, 张彦敏, 宋克兴, 高红姣

  锻压技术. 2022, 47(3): 206-210. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.034

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  总变形量一定的前提下，采用不同道次、不同变形量对Cu-2Ag合金棒材进行轧制变形，研究了不同变形工艺对Cu-2Ag合金微观组织结构和导电性能、力学性能的影响。结果表明，总变形量一定时，各道次变形量的分配对合金性能的影响不同，导电率和硬度分别为：工艺1，82.75%IACS、170.34 HV;工艺2，83.62%IACS、174.82 HV;工艺3，82.72%IACS、180.26 HV。实验条件下，第1道次轧制变形量越大(60%)，合金的综合性能更优。轧制前合金的微观组织以交错分布的网状枝晶形态为主;轧制变形后，枝晶出现不同程度的变形，这是导致合金性能不同的主要原因。平行于轧制方向的微观组织以连续排列的“鱼骨”状枝晶形态为主;轧制变形后，枝晶间距增加。试验范围内，采用工艺3变形后，合金的硬导积达到0.989，综合性能较好。
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  两种不同初始组织BT25y钛合金的温度敏感性对比

  杨雪梅, 闫学伟, 史晓楠, 郭鸿镇

  锻压技术. 2022, 47(3): 211-218. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.035

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  基于热模拟压缩试验研究了初始片层组织/初始等轴组织BT25y钛合金的温度敏感性。结果表明：变形温度对两种不同初始组织BT25y钛合金的流动应力均具有显著影响，两相区低温变形时初始片层组织BT25y钛合金的流动应力明显大于初始等轴组织，初始片层组织主要的软化机制为动态球化，初始等轴组织发生α相的动态再结晶，两种不同初始组织在β单相区变形时均发生β相的动态再结晶。温度敏感性分析显示：初始片层组织BT25y钛合金的温度敏感性指数s随变形温度和应变速率的升高而减弱，在低温(850~880℃)、低应变速率(0.001~0.01 s^-1)变形时表现出最大的温度敏感性;初始等轴组织BT25y钛合金的s值随变形温度的升高整体上呈减小趋势，随应变速率的变化情况则受控于变形温度。
理论与实验研究
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  基于应变补偿及修正的Q460NH高强耐候钢本构方程

  刘佩钰, 孟智娟, 刘子健, 杜宇康, 赵亮, 麻浩曦, 马立东

  锻压技术. 2022, 47(3): 219-226. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.036

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  为分析Q460NH钢的高温变形行为，利用Gleeble-3800热模拟实验机进行变形温度为600~900℃、应变速率为0.01~10 s^-1、变形量为60%的热压缩实验。将Zener-Hollomon参数与材料参数函数导入Arrhenius方程，建立了Q、A、n、α与真应变的本构关系的Arrhenius双曲正弦方程。考虑真应变对流动应力及700~800℃下实验误差的影响，对本构方程进行修正，用八阶多项式建立表示真应变和材料参数关系的数学模型，进一步建立了包含变形温度、应变速率及应变相关的Q460NH钢的高温变形本构方程。为了检验该本构方程计算所得理论值的有效性，对计算所得理论值和实验数据进行了对比及平均误差分析，相关系数r值为0.956、平均相对误差AARE值仅为7.23%。结果表明：修正后的本构方程计算得到的应力理论值和实验数据吻合较好，具有较高的准确性。
计算机应用
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  圆柱体压缩过程不同有限元软件求解与影响因素分析

  包立, 王连刚, 梅瑞斌, 王楷, 庞洪轩

  锻压技术. 2022, 47(3): 227-236. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.03.037

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  利用ANSYS、MARC、ABAQUS和DEFORM有限元软件及主应力法求解了Fe-6.5%Si钢圆柱体等温压缩过程的力学特征和变形规律。结果表明：DEFORM的计算速度较快，而ANSYS较慢;软件求解的圆柱体压缩变形显著分为难变形区、自由变形区和易变形区;易变形区中心等效塑性应变值最大约为1.4，难变形区中心等效塑性应变值最小，变形区基本为三向压应力状态。4款有限元软件求解的接触面上的压缩方向应力在难变形区相近，在侧面翻平区域略有差异，载荷计算结果的相对误差小于3%，与实测值相比，平均误差小于10%，计算精度较高;主应力法求解接触应力的误差较大，所得载荷相比软件预测值略大10%。网格划分方式和参数设置对计算结果有重要影响，应结合实验结果调整参数设置以提高其求解精度和可靠性。