锻压技术

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孙如梦, 周礼菊, 司大强, 黄瑶, 王雷刚

锻压技术. 2023, 48(9): 1-6. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.001

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以新能源4680系列电池壳为研究对象，为了保证密封效果，在电池壳底部设计了一种镦挤台阶结构，经过工艺试验验证，底部台阶成形需要预冲底孔、锻造成形、精冲底孔3步工序。针对底部台阶一次成形会产生毛刺等问题，在原工艺基础上提出了先锻造成形再整形的改进工艺，采用DEFORM-3D软件分别分析了两种不同工艺方案中底部台阶结构的成形效果和载荷变化情况。由于预制孔的直径尺寸对后续精冲孔影响较大，因此，设计了3种不同直径尺寸的预制孔，对其进行数值模拟，并根据成形规律和载荷变化以及底部预制孔成形要求进行比较、分析，选取最佳预制孔直径尺寸。结果表明：改进后的先锻造成形再整形工艺有利于降低模具载荷，使台阶结构的成形效果更好；预制孔直径为Φ8.5 mm时，载荷最小，更利于后续精冲孔工序的进行。最后，通过实际生产验证了改进工艺和优化结果的合理性。

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汽车高强钢锻件淬火开裂分析与有限元模拟

陈荣创, 吕镓均, 邓庆文, 陶鹏, 张运军

锻压技术. 2023, 48(9): 7-14. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.002

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某汽车高强钢锻件在生产中面临淬火开裂问题，急需从生产工艺上回溯开裂原因。对淬火后的某汽车高强钢锻件进行解剖，观察了裂纹形貌、金属流线、微观组织和元素分布，发现断裂处材料流动极不均匀，锻造变形时剧烈的滑移和剪切是导致开裂的主要原因。模拟了某SAE5137H汽车高强钢锻件在浓度为9%的PAG淬火液（聚烷撑乙二醇质量分数为9%的水性淬火介质）中淬火的过程，发现淬火开裂位置的最大等效应力远低于材料的抗拉强度，淬火应力较小。综合裂纹分析的试验结果和有限元分析结果可知，该锻件锻造过程中材料流动不均匀，局部产生剧烈滑移，使材料塑性下降，虽然在锻造后未直接开裂，但在淬火热应力的作用下因塑性不足而导致开裂。根据开裂原因，将位置A开裂处预锻模膛局部凹模圆角半径减小至R8 mm，并对锻件位置B处局部加热，锻件淬火开裂比例显著下降，解决了开裂问题。

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一种车用法兰盘零件的锻造工艺研究及模具结构优化

宋志峰, 逯云杰, 马磊, 朱杰

锻压技术. 2023, 48(9): 15-22,48. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.003

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为解决一种车用法兰盘零件传统制造工艺效率低、材料利用率低、生产成本高、产品使用性能差等问题，设计了一种3工位热模锻成形工艺，依次经预成形、预锻、终锻成形。为保证工艺质量，利用Deform-3D软件对法兰盘零件的成形过程进行了模拟，根据金属变形过程确定了工艺中的隐藏缺陷；对预锻模具结构进行了优化，提出了两种改进方案，同时依次进行了成形检验，并对比了改进后两种方案的终锻件的温度分布、预锻和终锻工位的锻造力及模具磨损情况。结果表明，改进后工艺可解决锻造缺陷，并且采用改进方案2，对法兰盘锻件质量的提高和模具寿命的延长更有帮助。最后，进行了法兰盘零件的热模锻试验，得到了符合预期的法兰盘零件，有效解决了目前面临的难题。

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汽车传动轴轴套的近净成形工艺研究与应用

高琳, 史海红, 任燕

锻压技术. 2023, 48(9): 23-31. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.004

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为解决一种汽车传动轴轴套切削加工生产效率低、成本高的问题，根据其结构特点并基于塑性成形理论设计了两种全新的加工工艺，即先通过冷镦加工制坯，后经少量切削完成最终成形，可使材料利用率从26.9%提高至86.1%。利用有限元软件Deform-3D对这两种工艺的冷镦部分进行成形模拟，评估了两种工艺的可行性，并对两种工艺各工位的等效应力、成形力、损伤值等进行了对比。结果表明：两种工艺均能满足成形需求，获得预期的制坯件，并且采用方案2时，等效应力和损伤值分布更好，同时所需成形力更小，利于提高制坯件质量和降低模具冲击。最后，将方案2应用于轴套的加工，完成了生产试验，最终得到的制坯件成形较好，无缺陷，与模拟结果一致，经最终少量切削后，轴套尺寸完全符合需求，与之前工艺相比，效率和成本均得到明显改善。

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盘式转向节锻造工艺优化与过程模拟分析

齐羿, 薛喜云, 焦斐, 杨俊煌, 于珍, 杨建全

锻压技术. 2023, 48(9): 32-40. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.005

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某型汽车盘式转向节锻造过程中存在高裂纹率（10.00%）、高废品率（7.36%）的质量问题，经分析，由于原锻造工艺设计缺陷，导致易产生锻造折叠、裂纹和充不满模腔等缺陷。因此，开展锻造工艺优化，包括锻件工艺分析、绘制锻件图、选择设备吨位、锻造工艺工步优化、坯料设计和选定、热锻模模具优化设计等。设计两组工艺优化方案：方案1，下料（尺寸为Φ150 mm×280 mm）—镦粗（镦粗量为20 mm）—预锻（料段横放型腔）—终锻—切边；方案2，下料（尺寸为Φ150 mm×280 mm）—镦粗（镦粗量为50 mm）—预锻（料段立放型腔）—终锻—切边。结合有限元过程模拟，对比分析两种工艺方案的模拟质量结果，优化工艺方案。通过过程模拟结果和小批量试制验证对比证明：两组工艺优化方案得到的产品质量较原生产工艺均有所改善，其中方案2的效果更好，锻后废品率由原生产工艺的约7.36%降低至约1.01%，可优先考虑；与实际试制结果对比，过程模拟结果与实际基本吻合，具有可信性。最后，提出了一种理想工艺方案，作为未来锻造技术量产化开发和突破的研究方向。

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汽车覆盖件模面工程中复杂圆角建模算法

张阿飞, 柳玉起, 章志兵, 王振

锻压技术. 2023, 48(9): 41-48. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.006

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现有圆角建模算法的建模场景单一，且在复杂区域建模时稳定性低、建模曲面质量差，影响模面的设计效率和整体质量。因此，有必要研究一种高效、稳定的圆角建模算法，以提高设计质量、缩短研发周期。提出一种基于截面线倒圆的复杂圆角建模算法，实现了自由圆角面的稳定创建和灵活编辑。此算法将复杂的面倒圆转化为截面线倒圆，显著降低了算法的复杂度。通过截面线干涉检查算法，对截面线自相交区域进行查找及重构，保证了所构建圆角的稳定性及质量。基于NX平台的自定义对象技术，开发了圆角建模功能，实现了圆角曲面的高效创建和稳定更新。实际汽车覆盖件模型测试结果证明，所提算法稳定可靠、编辑效率高、适应场景丰富，可有效提高设计人员的效率，缩短产品研发周期。

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间接热成形中预成形量对零件成形质量的影响

汤梓铭, 谷诤巍, 李义, 李欣, 于歌

锻压技术. 2023, 48(9): 49-55. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.007

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为了更好地掌握间接热成形技术，以22MnB5钢材料为例，结合数值模拟与试验两种手段对盒形零件的间接热成形工艺进行研究。讨论间接热成形中，预成形量对零件成形质量的影响以及预成形量的设计原则。结果表明：间接热成形中，当以冲压行程作为预成形量设计的参考对象时，盒形零件满足随着预成形量的增大，最大减薄率逐渐减小的规律，并且预成形量≥90%时零件的成形性更好，厚度分布更加均匀。对于间接热成形来说，终成形作用更多的是对预成形板料进行整形以及局部特征的成形。此外，不同预成形量不会对零件的力学性能产生很大影响。

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基于评分函数的汽车不锈钢板件冲压工艺优化

王亚

锻压技术. 2023, 48(9): 56-63. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.008

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以一种汽车用不锈钢板件为研究对象，考虑到生产效率和成本问题，设计了一种一模双件冲压工艺，同时为提高板件成形质量、降低冲压力，采用数值模拟技术对不锈钢板件的冲压成形过程进行了研究。以板件的最小厚度、最大厚度以及最大冲压力为考察指标，建立了评分函数，对整体压边定压边力方式、分区压边定压边力方式以及分区压边变压边力方式的成形效果进行了比较。结果表明：整体压边定压边力方式存在较大的拉裂和起皱风险，且无法获得符合尺寸要求的板件，而分区压边方式能有效避免拉裂和起皱风险，且变压边力的加载方式更好，成形中需要的冲压力也更小。最后，采用分区压边变压边力方式进行了不锈钢板件的成形试验，获得了无拉裂、起皱等缺陷的板件，验证了工艺的有效性。

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A286高温合金薄壁管件冷镦冲连皮力预测及冲头结构参数优化

莫宁宁, 冯治国, 陶亮, 江玉莲, 王程民

锻压技术. 2023, 48(9): 64-70. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.009

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薄壁管件冲连皮力预测与冲头参数优化是冲连皮加工过程中需要考虑的重要问题，基于DEFORM软件对薄壁管件冲连皮过程进行了数值模拟仿真，利用极差分析了冲头前角A、圆角半径r和冲连皮间隙C对最大冲连皮力F_max的影响程度；建立了BP神经网络模型，预测了薄壁管件冲连皮过程中的最大冲连皮力，相关系数R达到了0.97608；以冲连皮过程中最大冲连皮力最小为优化目标，利用遗传算法优化了冲头结构参数（冲头前角A、圆角半径r和冲连皮间隙C），得到最优的冲头结构参数为冲头前角A=12.8°、圆角半径r=0.2 mm和冲连皮间隙C=0.12 mm；基于仿真实验，验证了优化的冲头结构参数的准确性，为薄壁管件冲连皮过程的优化和冲头结构参数的选择提供了依据。

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A286高温合金薄壁管件镦制工艺优化

雷小叶, 江玉莲, 冯治国, 陶亮

锻压技术. 2023, 48(9): 71-80. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.010

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针对某型A286高温合金薄壁管件的薄壁特征镦制成形过程中，容易出现折叠、填充不完全、飞边等问题进行了研究。提出了正挤压和反挤压两种材料流动方式，并利用Deforn-3D有限元软件进行数值模拟。对比分析了两种镦制工艺成形过程中的成形效果、等效应力、等效应变、金属流线和材料流动规律，数值模拟结果表明：与反挤压相比，正挤压成形制件的应力集中明显，金属流线紊乱，且有明显缺陷，采用反挤压镦制工艺更加合理。镦制实验结果表明，采用反挤压镦制成形的制件具有良好的几何特性，无填充不完全、折叠、飞边等缺陷，实验结果与数值模拟结果一致。

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某车型内高压成形结构后副车架产品与工艺开发

刘宁, 冯竞慧, 李欢, 周亮, 王瑀琦

锻压技术. 2023, 48(9): 81-88. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.011

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为实现乘用车底盘副车架轻量化和低成本设计，基于某车型冲焊结构后副车架，全新开发内高压成形结构后副车架。利用产品有限元仿真技术验证了内高压成形结构后副车架的耐久性和强度满足要求。针对内高压成形纵梁，提出一种一模S型双件出件的低成本化工艺设计方式，实现一模双出，提升了制造效率，实现材料利用率从91.0%提升至93.5%。利用工艺成形有限元仿真技术验证了内高压成形纵梁一模S型双件成形件具有良好的可制造性，其最大减薄率为18.0%，满足要求，并制定了全工序工艺方案。通过产品和工艺有限元的仿真技术驱动了结构轻量化、低成本化和可制造性设计，利用成本模型详细评估了两种结构的成本差异。完成了总成样件试制和总成台架试验，验证了内高压成形结构后副车架产品和工艺开发的可行性，实现了减重15.1%、制造成本降低15.8%。

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基于数值模拟的20MnCr5钢薄壁壳体挤压工艺

汪勇, 倪志兵

锻压技术. 2023, 48(9): 89-97. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.012

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以一种复杂薄壁壳体为研究对象，为解决其切削加工生产中材料切除量大、浪费严重的问题，实现近净成形，提出了一种多工位挤压配合少量切削的新工艺方案，材料利用率从35.49%增长至90.54%。通过Deform-3D软件对3种不同冷挤压方案的制坯过程进行了数值模拟，对零件充填结果、金属流线形态、挤压成形力、等效应力等进行了全方位的对比。结果表明：采用方案1时，不仅能够有效地控制缺陷，使各工位零件成形质量较好、充填饱满，而且最大挤压成形力也要更小些。最后，进行了现场挤压试验，与模拟试验结果吻合，所有薄壁壳体均填充饱满，成形外观好，无刮花、裂纹等缺陷，尺寸检测结果均在要求范围内。

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电辅助不锈钢/碳钢轧制复合厚度比变化规律

林继彬, 阮金华, 张宏昱, 相博洋

锻压技术. 2023, 48(9): 98-107. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.013

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采用有限元法，进行了电辅助不锈钢/碳钢轧制复合过程的模拟，对电流场、温度场和金属流动规律进行了分析。研究了初始厚度比、压下率、电流密度、轧制速度作为变量对不锈钢/碳钢复合板的复合厚度比的影响。结果表明：各因素单独作用时，减小初始厚度比、减小压下率、增大电流密度、增大轧制速度均能降低复合厚度比；而多因素复合作用时，增大压下率反而能增大不锈钢板上的电流密度，从而提高其温度，使得复合厚度比降低；初始厚度比对复合厚度比的作用效果最大，其次为电流密度，最后是压下率及轧制速度。

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大方坯往复轧制过程中内部空洞闭合行为的数值模拟

杨清, 张立文, 张驰, 丁浩晨, 罗亚龙

锻压技术. 2023, 48(9): 108-112. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.014

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空洞是方坯内不可避免的缺陷之一，由于大方坯尺寸较大，因此空洞闭合过程比较困难。通过Deform有限元软件建立带有空洞的轧件轧制过程热力耦合模型，并对空洞部分进行网格局部细划分，主要模拟研究往复横列式轧制过程中的空洞闭合行为。通过模拟直径范围为Φ9～Φ12 mm的空洞的演变情况发现，空洞越小，闭合越容易。此外，通过分析空洞在不同位置的演变规律可知，距离轧件表面越近，空洞闭合受轧制力的影响越大。当空洞接近表面时，空洞的闭合不仅受轧制力的影响，还受温度的影响，距离中心线102 mm的空洞在等效应变小于0.3时的闭合速度快，等效应变大于0.3之后，由于空洞周围的温度降低，空洞闭合速度减慢。减少转钢次数、增大轧制力、控制轧件温度有利于大方坯往复轧制过程中的空洞闭合。

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铸铝自冲铆接接头裂纹扩展行为研究及仿真预测

胡晓雅, 黄理, 陈秋任, 张净宜, 谭国笔, 张永发, 韩维建, 王显会

锻压技术. 2023, 48(9): 113-118,141. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.015

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为了研究铸铝在自冲铆接工艺中的裂纹扩展行为，以5754铝板和Aural2铸铝为搭接组合的自冲铆接接头为研究对象，通过中断试验近似还原了接头剖面裂纹产生的位置和裂纹形貌，讨论了自冲铆接过程中接头内部铸铝材料的裂纹扩展机制，并进行了仿真分析，开展了几何形貌和裂纹预测。结果表明，铸铝自冲铆接接头裂纹产生的位置主要有两处：一处位于自冲铆接接头底面与模具接触一侧，裂纹在铆钉刚接触下板时产生，随着铆钉压入而增多；另一处位于铆钉钉腿与上下板形成互锁处的下板铸铝材料上，裂纹在形成互锁过程中产生，随着铆钉下压不断增长。建立的基于GISSMO损伤失效的铆接仿真模型，仿真结果的形貌轮廓与试验剖面的几何形貌一致，单元损伤与接头裂纹一致，可以对接头剖面几何形貌和裂纹位置进行准确预测。

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DP590钢和AA6061铝合金自冲铆接接头的成形质量及静力学性能

贾颖莲, 何世松, 李晓炀

锻压技术. 2023, 48(9): 119-129. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.016

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为了探究DP590钢和AA6061铝合金自冲铆接接头的成形质量和静力学性能，采用有限元软件SimufactForming和利用自冲铆接设备分别进行了自冲铆接成形的模拟和试验验证，并对接头进行了静拉伸测试。结果表明：当连接板叠放顺序相同时，随着钉腿长度在一定范围内增加，接头成形质量具有更好的变化趋势。在钉腿长度相同时，上、下连接板分别为DP590钢和AA6061铝合金的接头的自锁长度大于叠放顺序互换后的接头的自锁长度，钉腿长度为6.0 mm时，组号2接头的自锁长度最大。连接板的叠放顺序是影响接头自锁长度的最主要因素，且有限元模拟与试验验证结果一致。组号2和3接头的最大静载荷值分别大于组号2E和3E接头，且组号2的接头的抗拉伸性能最好。自锁长度是影响接头静力学性能最重要的参数。从宏观形貌观察，接头拉伸失效形式均为自锁失效；从典型拉伸失效断口的微观组织发现，上连接板断口呈韧窝结构，下连接板铆钉孔自锁处有大量的微颗粒，这是因为自冲铆接接头拉伸失效时在自锁部位发生了严重的微动磨损。

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激光选区熔化WC 12Co复合材料温度场模拟研究

谢英星, 姜无疾, 吴升富

锻压技术. 2023, 48(9): 130-141. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.017

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为提高激光选区熔化WC 12Co硬质复合材料的成形质量，采用有限元仿真软件Ansys 2021R1对SLM成形WC 12Co硬质复合材料过程的温度场进行数值模拟仿真研究，研究成形温度场的温度分布和成形工艺参数（激光功率、扫描速度、扫描间距和基板预热温度）对温度场的影响，为优化WC 12Co硬质复合材料成形提供试验依据。结果表明：激光功率增大，成形区域温度增大，位置点3的峰值温度从3507.47℃增大至3837.52℃；激光扫描速度增大，成形区域温度降低，位置点5的峰值温度从3592℃下降至2897℃，峰值温度下降695℃；扫描间距的增加使各扫描区域的温度有所降低，位置点3的峰值温度从3330℃逐渐降低至3123℃。在同一成形工艺参数下，激光扫描前一路径对后一路径有预热作用，随着扫描路径的增加，成形区域的温度呈现逐渐上升趋势。基板预热至120℃能够提高熔池的内部温度，减小成形件之间的温度差异，缩小温度梯度差。当激光功率增大时，熔池的宽度和深度随之增大；当激光扫描速度增大时，熔池的宽度先增大后减小，熔池的深度线性反向减小；当扫描间距增大时，熔池的宽度和深度均减小。模拟获得的温度场仿真结论能够大致反映成形试样的表面质量和合金粉末的熔化状态随成形工艺参数变化的趋势。

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锻造操作机液压缓冲装置的性能研究

陈柯杰, 刘艳妍, 张起樑, 王志强

锻压技术. 2023, 48(9): 142-148,183. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.018

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介绍了锻造操作机常用的液压缓冲装置的结构特点和缓冲原理。根据流量连续性方程和伯努利方程，结合双向缓冲缸与蓄能器的受力变化，得到了双向缓冲缸在任意时刻所受外部载荷的关系式，将液压缓冲装置简化为刚度-阻尼系统，并通过微分求导获得了缓冲装置的动态刚度、动态阻尼的数学模型，再通过Matlab对蓄能器初始充气压力和初始充气容积、缓冲缸行程对缓冲装置刚度的影响，以及缓冲缸油腔环形横截面面积、阻尼孔横截面面积对阻尼的影响进行分析。最后，基于遗传算法对缓冲装置中蓄能器的初始充气容积和初始充气压力进行优化，得到一组Pareto非劣解集，并基于理想解排序方法对Pareto非劣解集进行优化处理，得到最佳的缓冲装置中蓄能器的初始充气压力及初始充气容积的匹配方案。

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铝型材生产过程的自动化改造

高盛沄, 姜开宇, 白景方

锻压技术. 2023, 48(9): 149-155. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.019

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现阶段我国铝型材生产企业普遍存在着工作环境差、生产效率低、安全隐患多等问题。为了提高铝型材挤压生产效率、降低企业人工成本，对中小型铝型材企业的铝型材挤压成形生产过程的实际工艺流程进行了分析。结合企业现状与现有技术设计了坐标式机械臂、拉伸矫直定位机构、定尺锯切上料机构、自动装框与隔条定位机构以代替人工操作，并对生产线的相关机构进行了调整与优化。结果表明，重新设计优化后的生产线在不大幅度改变现有生产布局的前提下减少人工6名，保证生产过程的稳定性和可靠性，且提高了生产效率。利用Adams对主要功能模块进行运动学仿真验证，在理论层面对机械结构的合理性进行了验证。

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液压缸驱动下叶片辊轧机传动系统动力学特性

张瑜, 侯绿原, 赵飞

锻压技术. 2023, 48(9): 156-167. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.020

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为了分析液压缸非线性动力学特性对叶片辊轧机传动系统振动的影响，建立了液压缸与叶片辊轧机传动系统耦合振动模型，考虑载荷作用下齿条基体产生弹性变形，推导出上轧辊二级齿轮-齿条时变啮合刚度，采用Runge-Kutta法求得了系统动力学特性，研究了无杆腔的初始有效长度、齿轮-齿条啮合刚度等参数对辊轧机传动系统的动力学特性的影响。分析表明，无杆腔的初始有效长度的增加，使系统逐步由周期运动进入倍周期运动，最终转为混沌运动；此外，齿轮-齿条啮合刚度引起上轧辊一级齿轮以及上轧辊二级齿轮-齿条的振动位移在初始时刻产生一定的波动，而对下轧辊一级齿轮的运动状态影响较小。

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平顶链链板自动冲压成形系统设计

刘述庆, 孙建, 汪小敏, 汪永明

锻压技术. 2023, 48(9): 168-176. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.021

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为提高平顶链链板精度和生产效率，根据平顶链链板冲压成形工艺，以及生产效率要求，设计了一套多工位自动冲压成形系统，其中包括冲压模具结构设计以及送料系统设计。冲压模具结构设计包括预弯模具、折弯模具以及卷圆模具的结构设计，并利用ABAQUS有限元分析软件进行冲压模拟仿真，改进模具尺寸，提高链板成形精度。送料系统设计包括储料装置、自动送料装置结构设计及相关设备选型。为了实现自动化冲压生产，自动送料装置采用的是三自由度横杆式结构。最后，完成了样机制作和实验，试生产出的平顶链链板合格率达到97.83%，生产效率达每分钟9件，结果表明，所设计的平顶链链板自动冲压成形系统达到了链板的生产精度和生产效率要求。

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分体式落料剪切系统的研究设计

李刚, 李晓博, 朱珊珊, 司建玺, 南文虎, 王有良

锻压技术. 2023, 48(9): 177-183. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.022

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为解决同一系列不同宽度板材切断时需用多副切断刀具的问题，研究了一种可适应多种宽度板材切断的分体式剪切装置，解决传统剪切模式带来的刀具多、刀具更换频繁的问题。采用理论设计计算与试验相结合的方法，对分体式剪切系统进行了研究，建立了分体式剪切装置的三维模型，分析计算了重要结构件的强度和刚度。根据剪刀的功能及动作要求，设计了相应的高低压液压系统及电气保护装置。在制造的试验机上，测试了系统的各项功能动作指标及生产效率，检测了剪刀的剪切质量。测试结果表明：分体式剪切系统实现了一副剪刀切断多种宽度板材的功能，其生产效率和剪切质量达到了设计要求。

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基于视觉检测技术的冲压收料线监测系统开发

石磊, 汪建余, 孙胜伟, 贺贵金, 张红杰, 赵绍昕

锻压技术. 2023, 48(9): 184-189. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.023

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在传统生产模式中，车身覆盖件的冲压生产均是在封闭的生产线中进行的，生产过程无法实时对冲压收料线进行监测。通过采用视觉非接触检测技术结合图像AI算法，搭建了冲压收料线监测系统，生产线内部布置的6台高速镜头通过生产线压机信号触发拍照，并自动与基准图像进行模板匹配，能够在强震动、高节拍的环境下实现拉延零件不同区域收料线的实时监测，输出18个监测区域的收料线偏差值，并对超出设定阈值的零件进行预警。生产维护人员可在不停机的情况下根据曲线偏差情况对相应区域的压力值进行调整，大大降低了生产线废返品率及停台效率损失。结果表明，系统投入运行后预计实现年度废返品节约26万元，停台效率节约9万元。

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汽车覆盖件模具运动平衡性判据及优化

曹彪, 乔晓勇, 徐冰锋, 覃策

锻压技术. 2023, 48(9): 190-196. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.024

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针对某项目尾门内外板合模模具上模在拆模过程中出现的偏转问题，通过对上模与压机滑块的相互运动关系以及上模两侧所受的力矩进行详细分析，发现上模座在上升过程中两侧出现明显的力矩差是上模发生偏转的根本原因，因此，提出了一种针对非对称结构上模受力平衡性的快速判断方法。经过28套模具实际现场数据验证，当上模两侧合力矩的比值在（1.0±0.1）以内时，发生偏转的可能性低。按照此研究结果，建立了上模运动受力平衡性检查表，可以对上模的运动平衡性进行快速判断，以指导新项目模具设计。经过多个项目验证，该方法为分析和解决上模平衡性问题提供了参考，并取得了较好的效果。

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7A09铝合金高温摩擦模型及微观机理分析

韩传德, 夏建生, 赵军, 窦沙沙, 朱少华, 刘镕滔

锻压技术. 2023, 48(9): 197-203. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.025

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采用CFT-I型摩擦试验机，研究了润滑条件下不同的载荷、摩擦速度和温度对7A09铝合金摩擦因数的影响，并采用SEM分析微观状态下不同摩擦因素的作用机理。通过分析建立了基于不同载荷、摩擦速度和温度的变摩擦因数模型，并通过试验验证了模型的准确性。利用ABAQUS的子程序开发接口Fric和高级计算机语言Fortran对摩擦模型进行导入和有限元模拟，通过对比库伦摩擦模型的仿真结果和冲压试验的结果进行验证。结果表明：摩擦因数随着载荷的增加、摩擦速度的增加、温度的增加而减小；基于不同载荷、摩擦速度和温度的变摩擦因数模型的数据的拟合程度较好；变摩擦因数模型的仿真结果更接近于冲压试验的结果，铝板的减薄处在侧壁，验证了摩擦模型的有效性。

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激光局部热处理对5052-H32铝合金板材单向拉伸性能和成形性能的影响规律

刘芃成, 马彦, 张晓嵩, 宋鸿武, 郑黎, 魏作山

锻压技术. 2023, 48(9): 204-212. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.026

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针对5052-H32铝合金板材室温下成形性差的问题，采用激光快速加热的方式对板材进行局部热处理，首次开展了对激光局部热处理后板材全应变路径下的成形极限实验，研究激光局部热处理工艺对其成形性能的影响。单向拉伸实验结果表明：对5052-H32铝合金板材进行激光局部热处理能够起到显著的软化效果，抗拉强度和屈服强度分别降低17.6%和43.3%，断后伸长率提高117%。应变硬化指数n值随着热处理峰值温度的增加而增加。当传统退火热处理温度达到400℃、激光局部热处理峰值温度达到500℃时，轧制过程中产生的纤维状组织转变为再结晶组织，织构强度降低。H32态、传统退火热处理和激光局部热处理后板材的成形极限实验结果表明：经过激光局部热处理（400℃）后，全应变路径下的成形极限较H32态整体有所提高，极限平面应变FLC₀值提高了39.1%，表明激光局部热处理，能够改变5052-H32铝合金板的力学性能，并有效提高其成形性。

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固溶前预热对Ti6Al4V合金厚截面环锻件组织均匀性的影响

邹朝江, 郑腾腾, 张正, 王攀智

锻压技术. 2023, 48(9): 213-219. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.027

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针对截面厚度为100 mm以上的Ti6Al4V合金环轧锻件，开展了在650℃预热处理后再升温至960℃进行固溶处理和在设定温度960℃下装炉进行固溶处理的工艺试验。采用等效试块和负载热电偶监控Ti6Al4V合金厚截面环轧锻件热处理过程的温度变化和保温时间。从经不同热处理后的锻件的典型位置切取横截面试片观察宏观组织，然后分别从锻件内径、芯部和外径处切取试样观察显微组织和测试室温拉伸性能。对比分析了两种热处理工艺对环锻件组织均匀性和室温拉伸强度均匀性的影响。研究结果表明，固溶处理前先进行650℃预热处理的环锻件，其组织均匀性、室温拉伸强度均匀性均优于在设定温度960℃下装炉进行固溶处理的锻件。受合金淬透性限制，预热处理无法完全消除Ti6Al4V合金厚截面环锻件不同截面位置的组织和性能的差异。

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模具钢的高温变形行为及本构模型的建立

刘玉冰, 管延锦, 丁慧莹, 陈凤娇, 林军

锻压技术. 2023, 48(9): 220-229. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.028

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准确的材料本构模型是有限元数值建模与模拟的基础和关键。在应变速率为0.001～10 s^-1和变形温度为750～1150℃的条件下，进行了638模具钢热模拟实验，得到了其在不同条件下的应力-应变曲线，研究了其高温变形行为。结果表明，随着应变的增加，流动应力急速增大，达到峰值后缓慢减小并最终趋于平衡，这是材料加工硬化和动态软化综合作用的结果。对应力-应变曲线进行摩擦修正后，分别基于改进Johnson-Cook本构模型和应变补偿的Arrhenius本构模型建立了638模具钢本构模型，两者的平均相对误差分别为8.03%和7.66%，综合考虑所建本构模型的精确度和实际激光热处理中的高温、高应变速率情况，建议选用基于应变补偿的Arrhenius本构模型。

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7075-T6高强铝合金温热变形本构方程及热加工图

彭宇, 杨程, 彭迎娇, 杨浩鑫, 赵升吨

锻压技术. 2023, 48(9): 230-238. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.029

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为了获得7075高强铝合金的温热成形合理变形的工艺参数，采用Gleeble-3500热模拟试验机测试7075-T6铝合金的应力-应变曲线。研究了该合金在变形温度为150～300℃和应变速率为0.01～10 s^-1条件下的流变行为，并基于Arrhenius本构方程建立了0.3～0.6应变下7075-T6铝合金的热加工图，最后结合金相显微组织验证了热加工图的可靠性和实用性。结果表明：7075-T6铝合金对变形温度、应变速率、应变量具有高度敏感性，热形变激活能Q=291.151 kJ·mol^-1；修正后的Arrhenius本构方程的拟合结果良好，相关系数r值与平均绝对误差AARE分别为99.65%和5.54%，能较好地预测7075-T6铝合金的流变行为；在应变为0.6时，最佳的温热加工安全区域范围为温度为250～300℃、应变速率为0.01～0.05 s^-1。

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2195铝锂合金的热变形行为及本构方程研究

张义俊, 冯亚磊, 郭晓光, 卢志安

锻压技术. 2023, 48(9): 239-247. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.030

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采用Gleeble-3800型热模拟试验机，对均匀化态2195铝锂合金进行变形温度为340～500℃、应变速率为0.001～10 s^-1的热压缩变形处理，考察了摩擦对流变应力的影响并建立了流变应力本构方程，对比分析了考虑应变补偿的2195铝锂合金的流变应力与摩擦修正后的流变应力。结果表明，均匀化态2195铝锂合金中的枝晶偏析明显消除，晶内和晶界处第二相基本回溶至基体，晶界处有少量鱼骨状Al₆（CuFeMn）相；摩擦修正后的流变应力要小于实测应力，不同变形温度和应变速率下的2195铝锂合金的应力实测值与流变应力本构方程预测值有较好的相关性（相关系数R²=0.97）；考虑应变补偿的2195铝锂合金的流变应力预测值与摩擦修正后的流变应力预测值吻合较好，相关系数R²=0.9913，平均相对误差Δ=1.60%，表明基于摩擦修正和应变补偿的流变应力本构方程具有较高的准确性。

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2219铝合金粗大第二相粒子破碎机理

毛献昌, 林土淦, 林海燕, 陈德灯, 何海林

锻压技术. 2023, 48(9): 248-256. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2023.09.031

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对多向锻造后的2219铝合金进行了高温和中低温压缩试验，研究了2219铝合金长条状和等轴状第二相粒子的破碎行为，揭示了其破碎细化机理。研究结果显示，高温（T=510℃）双向压缩时，长条状粒子塑性较好，变形时被压弯，当超过弯曲极限时，粒子发生破裂；当T下降至240℃时，长条状粒子脆性增加，大量粒子被脆性折断，细化效果显著提升，粒子主要呈等轴状，等轴状粒子占总结晶相的面积分数从高温时的64%增加至79%。等轴状粒子破碎难度大，高温压缩变形时，主要借助位错的形成和迁移行为实现粒子外围逐渐溶解，尺寸减小；中低温压缩变形时，基体中的位错回复和迁移较慢，易在粒子附近塞积和缠绕，等轴状粒子主要借助位错引起的基体强化作用实现破碎，破碎效果提升。

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刊出日期：2023-09-25

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