基于成形过程的闭塞式冷锻工艺优化*

黄珍媛 章弦 郭雷 阮锋

(华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州510640)

锻造是一种非常重要的塑性加工方法，主要用于加工机械、航天航空、交通运输、桥梁建筑等行业中负载高、工作条件严峻的重要零部件.闭塞式冷锻是近年来发展十分迅速的一种精密锻造工艺［1-2］，具有高效率、高性能、低消耗等特点;其成形过程是先将可分凹模闭合，并对闭合的凹模施加足够的合模力，然后用一个冲头或多个冲头，从一个方向或多个方向对模膛内的坯料进行挤压成形［3］.金属填充性和成形力是衡量闭塞式锻造工艺质量的重要参数指标，优化工艺参数使两者均达到最优化是一个非常复杂的问题，其影响因素很多，传统的试错方法很难实现这种多目标的同时优化.近几年来，有限元仿真技术被广泛应用于锻造工艺参数的优化设计，取得了很好的效果［4-6］.

金属填充性和成形力是衡量闭塞式冷锻工艺成败的两个重要指标.闭塞式冷锻成形过程按照成形特点可以分为两个阶段.第1阶段是初始成形阶段，即金属由开始变形至金属基本充满模膛，金属的流动和填充主要发生在这个阶段，但是这个阶段的成形力相对较小，且增加相对较慢;第2阶段是充满阶段，即第1阶段结束到金属完全充满模膛，成形力在这个阶段的结束时刻达到最大，比第1阶段增大2～3倍，但是这个阶段金属的填充量很小［7］.因此，单纯在某个阶段同时考查和优化金属填充性……