第43卷第1期 Vol. 43No. 1
锻造
假压技木
FORGING & STAMPING TECHNOLOGY
旋耕刀辑锻成形工艺的数值模拟与试验验证
昊胜超，刘华，刘百宣，刘光辉
（郑州机械研究所，河南郑州450001）
2018年1月 Jan.2018
摘要：由于辑锻过程中的金属流动和变形规律还未被完全掌握，工艺设计主要依靠生产经验，坏料形状及尺寸选取的是否合理对辑锻件影响较大。以某新型号的旋耕力为例，依靠经验设计3种不同形状、尺寸的坏料，并利用有限元软件Deform-3D 对能耕刀进行辑锻模拟，选取了合理的坏料，分析了辑锻过程中的金属流动规律，研究了辑锻模具的受载荷情况以及辑银力矩。根据模拟结果，对所设计的坏料的形状和尺寸进行修正，并进行了生产试制。试制的样品与模拟结果基本一致，表明有限元模拟可以为旋耕刀的辑锻工艺以及坏料选择提供有效的参考
关键词：旋耕刀；辑锻；数值模拟；金属流动；力矩 DOI: 10. 13330/j. issn. 1000-3940. 2018. 01. 002
中图分类号：TG316
文献标识码：A
文章编号：1000-3940（2018）01-0009-05
Numericalsimulationandtestverificationonrollforging
technology for rotary blade
Wu Shengchao, Liu Hua, Liu Baixuan, Liu Guanghui
( Zhengxhou Research Institute of Mechanical Engineering, Zhengzhou 450001 , China)
Abstract : The metal flow and defomation nules in the roll forging process have not been fully mastered, and the process design mainly de-pends on the experience. Thus, the selection of shape and size for billet has a great influence on the roll forging products. For a new type of rotary blade, three kinds of billets with different shapes and sizes were designed by experienoes, and the roll forging process of rotary blade was simulated by the FEM soft Deform-3D. Then, a reasonable billet was selected, and the metal flow rule during the roll forging process was analyzed. Furthermore, the load of roll forging dies was studied and the torjue of roll forging was calculated. Aecording to the results of simulation, the designed shape and size of billet were revised, and then the trial sample of rotary blade was manufactured, which was consistent with the simulation results. The result shows that the numerical simulation ofers an effective reference for the roll forging process and billet selection of rotary blade.
Key words : rotary blade; moll forging; numerical simulation; metal flow; torquc
旋耕刀是旋耕机上用于犁削土地的刀具，通过旋转和前进运动，直接对田地进行耕、靶作业。旋耕刀种类繁多，据了解，日本的旋耕刀有1000多种，而中国的旋耕市场尚未成熟，仅有200多种，市场需求空间很大。目前，旋耕刀的生产工艺流程为下料一加热一辑锻一旋弯一冲孔、切角一折弯。其中，辑锻是较为关键的工序，对旋耕刀的最终外形尺寸起着重要影响
辑锻是一种典型的连续局部成形过程，在此过
收稿日期：20170918；修订日期：20171203 基金项目：郑州市科技重大专项资金（152PZDZX007）
作者简介：吴胜超（1992-），男，额土研究生 E-mail: 13273814152@ 163. com
通讯作者：刘华（1962-），男，博土，博士生导师，研究员万方整据il：13903832971@163.com
程中，模具不间断旋转，模具与坏料的接触区域在不断变化")。但是，辑锻过程中的金属流动和变形规律还未被完全掌握，试制和生产中还主要依赖于经验设计，并且在实际生产中需要多次试模，工艺开发难度大、周期长、成本高(3-4)。除此之外，旋耕刀辑锻工艺中坏料的设计也是一个难点，如果选取的坏料不合理，则会造成旋耕刀形状及尺寸不符合要求或者造成较多的废料。随着计算机及有限元技术的发展，有限元分析方法在金属塑性成形过程中得到广泛应用，既能直观地描述塑性成形过程中材料的变形流动状态，又能定量地计算出塑性变形区的应力、应变分布状态，为制定和优化工艺以及开发新工艺、分析产品质量问题、缩短生产周期、提高经济效益提供了科学的理论依据[5-"]。在国内外文献中，利用有限元方法分析旋耕刀辑锻成形工艺以及选取旋耕刀的合理坏料的例子还未见有报道。