热锻模块

应用模块Hot Forging为热锻工艺的模拟带来了特殊的功能,还可以实现热模锻工艺以及夹紧和冷却,切削,先前变形以及挤压工艺等其他核心工艺

热锻模块

Simufact 热锻

摘要

      热模锻仿真是当今CAE领域不可分割的一环。
      Simufact的热锻仿真模块更是将便捷、直观、易用集成在一起,为热锻工艺的优化设计提供高质量的指导和预测。
      Simufact给既有用户带来的优势如下:


汽车连杆:由Simufact Forming计算的模拟图和MAHLE GmbH的生产车间的实物图。

    1、通过减少开发循环次数降低研发成本

    2、降低试验成本
    3、缩短上市周期
    4、提高机器利用率,从而降低固定成本

    5、提高工艺稳定性,提高目标工件质量
    6、提高材料利用率,降低生产成本(比如减少毛刺等)
    7、优化工艺过程,降低制造成本
    8、优化模具使用寿命,降低模具成本
    9、提高单个工艺过程的效率,从而降低能源成本



工艺链建模仿真
客户评价
      使用Simufact Forming 可对零件制造的整个热锻工艺链进行全方位仿真。比如从坯料下料工艺仿真开始,可承接坯料初始热处理、镦粗、预成形和终锻、修边、冲压、校正、冷却、最终热处理等仿真。 

"从本质上讲, 我们可以通过仿真来改善我们在工艺稳定性、质量、提高生产率和节省材料方面的整个工艺。成形模拟为我们进步, 持续发展和成本节约提供了可能。

gerald opelt, uponor 生产技术经理如是说。



热锻模块应用

      Simufact的热锻模块主要用于高于再结晶温度成形的工艺仿真,除热模锻成形仿真之外,模块中还包含了切边、加热、冷却、磨具应力分析等一系列与热锻相关的仿真模块,满足用户提供全方位的仿真需求。

      除此之外,其他类似的热挤压成形仿真,也可在Simufact 热锻模块中进行。比如说轧制工艺仿真,Simufact不仅可以对坯料的轧制过程进行仿真,还可在一定精度上还原轧机和轧辊的复杂运动,并对模具应力进行分析,对模具的设计也有一定的指导意义。

      同时,Simufact的工艺链仿真非常强大。车间中所有可见的工艺过程几乎都可在Simufact中进行仿真,用户通过仿真将实际的测试和优化搬运到虚拟电脑中,大大节约了成本。Simufact热锻模块可非常精准的还原设备运动规律,用户可按需对模具的运动进行方便的定位,一旦定义后,软件会自动将运动规范保存到数据库中以后后续使用。

      Simufact Forming独有的双求解器(FE和FV)求解技术,能够为用户提供非常全面的仿真解决方案,且双求解器优势互补,能够使Simufact有效的应对各种任务。求解器的默认选取方式已经在各个应用模块中得到预设,用户无需自行选择求解器,Simufact会为您按需选取。

扳手热锻仿真



工艺链仿真

      类似于冷成形模块,Simufact Forming 热锻模块也可在一个工艺链中集成2D和3D两种不同仿真方式,且工艺链过程仿真的结果可自动耦合,大大提高了软件的计算效率和利用率。
      Simufact Forming 热锻模块应用范围:
      针对整个制造过程的虚拟开发和优化,建议结合轧制、模具分析和热处理模块使用。

现有工艺
材料

所有热模锻件
剪切工艺
加热和冷却
镦粗
弯曲
修边
冲压
挤压


材料数据库包含约750种材料,这包含:
  所有典型的热锻钢材和合金
  镍合金和钛合金
  锻造铝合金
  有色金属,如与铜相关的合金金属
此外,用户可将其他材料数据导入到软件中,也可直接导入特定接口的材料数据,比如从JMatPro中导出数据到软件中。

锻压机械
 边界条件
软件预置的设备库满足常见锻压机的设备定义:
  行程控制类:比如楔形压力机、偏心压力机、冲床等;
  能量控制类:落锤锻机、螺旋压力机;
  力控制类:液压机;
  轨迹成形设备
      此外,还可以通过表格的形式定义多个可动模具的运动序列。定义方式较多,可通过时间控制、速度控制、行程控制、力控制等等。如果有进一步需求,可直接导入实时机器数据。

·为完美的在Simufact中还原实际锻造的具体状态,用户可通过定义多种边界条件来还原真实锻造状态。
·通过加热或冷却功能模拟实际工件的热涨或冷缩
·通过可变摩擦类型来拟合实际成形过程中,模具和工件之间的润滑条件和表面质量。
·通过定义温度来拟合实际的加工温度对成形带来的影响
·考虑金属成形过程中,坯料的回弹及摆动效应对成形的影响
·全耦合仿真过程中,模具的弹塑性可变形仿真

优化目标

使用Simufact仿真实现热锻工艺优化目标

客户评价

“我们每年大约有50-60个新项目,每个项目可节省一到两个设计和试用循环。在不涉及特定数字的情况下, 可以估计每个变量最多可以产生五位数的总和。”

Schmiedag设计部门负责人Volker Berghold如是说。


对成形力、设备做功和能量消耗进行正确预测
确定适合客户的最佳成形工艺序列
对热锻的所有工艺阶段进行预测研究
确定物理输入的最优化方案
确保工艺制造过程中的鲁棒性
预测潜在的加工制作错误
模具寿命分析
验证实际过程中无法测量的尺寸规范
预测工艺相关的坯料微观结构

附加选项:详请参考模具分析模块

            

                                正确预测模具裂纹(左)-与实际模具对比 (右)


功能亮点
使用Simufact仿真热锻工艺的优势

软件采用双求解器策略进行快速准确仿真
使用FV求解器可进行可靠、精确的皱褶检测,通过保证高效的求解速度
模具、设备刚度的快速定义
工艺过程的鲁棒性分析
可对CAD数据格式进行自动离散
可进行全工艺的3D仿真
通过模具应力分析功能,可对模具见的装配关系所产生的应力进行仿真
模具应力仿真功能基于非耦合仿真方法
弹簧模具定义简便易用
轻松打破2D与3D直接的仿真界限
工艺链中可进行2D和3D的混合仿真
工艺链无缝对接计算,结果自动传递
易实现冲孔、修边仿真
模具类型转换简便
可将模具类型转变为可变形模具或带传热的刚性模具
无飞边精细模锻
考虑压力机挠度的仿真设计
压力演变预测分析
自动生成结果评价报告
弹塑性热力耦合材料模型
回弹和残余应力预测
带结果的后处理装配计算
对机械连接结果进行虚拟拉伸试验
简便的用户自定义材料数据输入
强大的冲压、摩擦数据库

最大压力:1.600吨,平衡轴锻造,标称闪光厚度:2.2毫米(测量:2.05 ... 2.25毫米),测量压力大小。 1.550至1.700吨
绿色:考虑到压力弹性,闪光厚度(和有效行程)是模拟的结果:2.16 mm
红色:“刚性”压力,压力= 2.370 t,闪光厚度= 2.2 mm(相应于标称行程)


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