...

自由锻

用于较大形体产品或小批量产品的渐进成形工艺

自由锻

自由锻

————————用于较大形体产品或小批量产品的渐进成形工艺————————

自由锻:大型工件的渐进成形工艺

自由锻有别于模锻,其锻造方式不是依靠模腔的形状,而是依靠工件与上下砧铁之间的相对运动,利用冲击力或者压力产生塑性变形获取目标工件形状。自由锻通常用于形体非常大的部件加工,比如大型机器或建筑行业的大型部件。对于某些大批量的复杂形状工件,通常采用冷成形旋转压型工艺等技术。

轴的自由锻加热过程(图片来源:Saarschmiede Freiformschmiede)

————————————————自由锻领域————————————————

在大型件的半成品加工领域中,自由锻是一种比较常见的工艺类型。相比于铸造,自由锻工艺能够有效防止缩松、缩孔、气孔等缺陷的产生,锻造出的工件具有优良的力学性能。因此,自由锻适用于机械行业与建筑行业的大型零部件(比如轴、曲轴、环件、容器等)的加工生产。其中,反应堆压力容器最具代表性,其结构相对复杂,因工件特性与安全性息息相关,且材质特殊,所以选用自由锻工艺进行加工制造。

实心轴自由锻(图片来源:Saarschmiede Freiformschmiede)

————————————————发展趋势————————————————

自由锻的发展趋势

随着锻造产品的多样性增加,且批量不断减少,外加降低开发周期的需求,自由锻更能适用于上述发展趋势。自由锻的工艺研发不需要考虑费时费力的模具研发,所以也节省了大量模具成本。对于CAE仿真而言,由于自由锻的工艺开发通常是根据实际经验设计,需要试加工进行工艺校验,而通过仿真,能有效减少试验而耗费的时间以及试验锻件的数量,从而节省时间成本和物理成本。

拉拔锻造(Source: SMS Meer)

工件的半成品加工过程中,节能制造越来越受到关注。如何尽可能的节省加热过程,如何尽可能利用现有热能进行成形,这些问题通过仿真都可以很好的进行优化。通过仿真优化后的热锻工艺过程能够有效的预测到加热所需的最小时间,从而节约能源。


八边形坯料自由锻(Source: SMS Meer)

————自由锻常见问题————————————————

在自由锻的设计阶段,必须尽可能匹配自由锻温度,这有助于使用尽可能小的锻造力得到目标几何形状和材料特性。比如钛合金、镍基合金等高性能材料,都只能在某一狭小的温度范围内进行锻造。

若用户在进行自由锻工艺设计时有以下需求:

→尽可能减少锻造打击次数、尽可能减少加热次数

保持坯料在特定温度范围内进行锻造成形;

尽可能排除材质内的缩孔等缺陷;

在正式加工前得到加工后的坯料材料性能;

避免折叠等锻造缺陷;

确保锻造力在锻造机负荷范围之内。

敬请选择Simufact Forming软件的“自由锻”模块实现上述需求。

径向锻造(Source: SMS Meer)

径向锻造过程中的硬度分布云图

基于MagmaSoft铸造模拟结果进行开坯计算

不同自由锻工艺阶段的吨位

锻造阶段温度分布图

锻造过程材料密度分布云图横截面)


 —————————————Simufact Forming 自由锻解决方案————————————

Simufact Forming在自由锻仿真中的应用

针对自由锻仿真,Simufact Forming软件开发了真对性的模块:“自由锻”。该模块可适用于大多数自由锻工艺仿真,且模块中内置了包括马杠扩锻、立式辗环、卧式辗环在内的众多自由锻设备,用户无需亲自建立复杂的自由锻设备模型,只需按照各自需求进行匹配即可,大大简化了仿真工程师的建模工作,提高了仿真工作效率。
即使设备库中没有所需设备模型,用户也可以按照其他设备模板快速容易的自定义设备,以便于特殊需求的实现。

开坯压力机控制(Source: SMS Meer)

使用Simufact Forming仿真自由锻工艺可获得以下优势:

→更短的工艺开发时间;

更少的实际试验;

全面的工艺过程虚拟可视化;

稳定的工艺流程;

更好的设备利用率

不同工艺流程的最佳化调整;

更高的收益;

有效的成形缺陷预测;

自由锻压力机(Source: SMS Meer)

如需Simufact Forming 自由锻模块功能说明,请参阅 产品——Simufact Forming ——自由锻