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工業(yè)加熱:冶金溫壓成形過(guò)程的有限元分析

2023-12-13
摘要:本文利用有限元方法建立溫度場(chǎng)和電磁場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型,再通過(guò)熱-機(jī)耦合有限元分析方法探究溫壓成形過(guò)程,最終得出在不同半徑、溫度下零件密度的變化情況。

  【作 者】孫健;韋源源

  冶金技術(shù)具備低能耗、高效率等優(yōu)勢(shì),利用靈活的材料配方可制造出各種各樣的零件,特別適用于復(fù)合材料加工。在加工過(guò)程中,通過(guò)對(duì)制造過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格控制來(lái)提高產(chǎn)品精度,保證成品尺寸穩(wěn)定性。這些優(yōu)勢(shì)使冶金零件普遍應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)及一些機(jī)械工具中,市場(chǎng)前景廣闊。溫壓成形工藝的發(fā)展擴(kuò)大了冶金零件的使用范圍,其具有如下優(yōu)勢(shì):提高零件密度,經(jīng)過(guò)燒結(jié)后的零件密度通常在7.25~7.70g/cm-3,與冷壓工藝相比力學(xué)性能有所提高;脫模力低,可提高成品率;制造成本低,工藝簡(jiǎn)單,降低生產(chǎn)成本;制造過(guò)程便于控制,參數(shù)可通過(guò)計(jì)算機(jī)調(diào)整,避免產(chǎn)品質(zhì)量受到影響。

  本文利用有限元方法建立溫度場(chǎng)和電磁場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型[3],再通過(guò)熱-機(jī)耦合有限元分析方法探究溫壓成形過(guò)程,最終得出在不同半徑、溫度下零件密度的變化情況。

  【結(jié) 論】

  隨著工業(yè)快速發(fā)展,對(duì)零件的需求量逐漸提高,冶金溫壓成形不僅工藝簡(jiǎn)單,而且能滿足批量生產(chǎn)需求。為提高零件質(zhì)量,本文利用有限元分析方法探究溫壓成形過(guò)程,分析溫壓成形系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和相關(guān)制造技術(shù),保證溫壓成形過(guò)程符合實(shí)際要求,利用有限元分析方法描述溫壓成形過(guò)程。模擬結(jié)果表明,零件密度和溫度、摩擦因數(shù)有關(guān),摩擦因數(shù)越小,制造的零件密度分布越勻稱;另外對(duì)于壓制力而言,不宜過(guò)大,需要結(jié)合脫模力進(jìn)行選擇。

  雖然冶金溫壓技術(shù)發(fā)展較為成熟,但還需從下述方面進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量:擴(kuò)大材料選擇范圍,可嘗試鈦、鋁等金屬的溫壓;開(kāi)發(fā)快速溫壓等新型工藝;拓寬溫壓產(chǎn)品的應(yīng)用路徑。

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