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        前軸鍛造輥鍛制坯工藝在UG NX中的應(yīng)用

        2014-12-02 01:35:10湖北神力鍛造有限責(zé)任公司丹江口442700梁聰明
        金屬加工(冷加工) 2014年16期
        關(guān)鍵詞:工藝設(shè)計

        湖北神力鍛造有限責(zé)任公司 (丹江口 442700) 梁聰明

        近年來公司在前軸鍛造及后加工業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展,在國內(nèi)市場乃至國外市場都有一定的競爭力。在響應(yīng)國家節(jié)能降耗政策的同時,我們在生產(chǎn)工藝、原材料和能源利用方面不斷地努力,為增加公司的競爭力,我們通過生產(chǎn)工藝帶來的優(yōu)勢,使得在節(jié)省原材料以及降低動能消耗方面必須通過先進(jìn)的生產(chǎn)工藝技術(shù)來完成。

        公司在工藝設(shè)計方面,多年的工藝試驗及新設(shè)計方法的不斷推出,使得我們在同行業(yè)中處于領(lǐng)先地位。這里主要闡述在CAD 應(yīng)用領(lǐng)域,通過UGNX的設(shè)計平臺,并利用鍛造輥鍛制坯工藝,來完成前軸鍛件、輥鍛毛坯與個界面尺寸的快速設(shè)計計算。通過先進(jìn)的設(shè)計方法再結(jié)合軟件本身的二次開發(fā)延展領(lǐng)域,快速設(shè)計輥鍛模,使我們在制坯工藝實現(xiàn)全參數(shù)化設(shè)計,通過工藝驗證來完善輥鍛工藝技術(shù),高工藝的穩(wěn)定性和高效性,大大縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期,降低消耗和生產(chǎn)成本。

        1.前軸鍛造輥鍛工藝

        由于熱模鍛機(jī)不適宜進(jìn)行拔長、滾擠等制坯操作。在模鍛時,往往需要用其他鍛壓設(shè)備完成制坯??梢耘c熱模鍛壓力機(jī)配套的鍛壓設(shè)備很多,輥鍛機(jī)是其中的一種。利用輥鍛機(jī)對加熱坯料輥鍛制坯后送到熱模鍛壓力機(jī)上模鍛經(jīng)過壓彎、預(yù)鍛和終鍛,一次成形,大大提高了生產(chǎn)效率。

        制坯輥鍛工藝包括:根據(jù)鍛件圖設(shè)計輥鍛毛坯圖、確定輥鍛道次、選擇模膛系、計算各道次輥鍛毛坯截面尺寸和模膛橫向尺寸及確定模膛縱向尺寸。

        輥鍛工藝設(shè)計關(guān)鍵在于毛坯圖的計算設(shè)計。我們采用UG 三維軟件對前軸鍛件生成數(shù)學(xué)模型(見圖1)。

        圖1

        利用UG NX 軟件平面剖切和質(zhì)量屬性工具命令獲取延鍛件軸向截面積變化一一計算結(jié)果,并導(dǎo)入電子表格EXCEL 軟件中做出鍛件各截面積,鍛件在-630 mm 位置截面面積信息S=7870 mm2,如圖2所示,并計算出其相應(yīng)的圓形截面的半徑值,繪制出其鍛件長度(軸向)方向金屬分布曲線圖,如圖3中曲線所示。

        圖2

        圖3

        圖3 中a 曲線為鍛件在各截面換算后的圓形截面的半徑R 值,b 曲線則是根據(jù)生產(chǎn)實際需求得出的近似截面半徑R,并將半徑R 值的數(shù)據(jù)采用“.txt”文件格式保存,作為樣條曲線的編輯數(shù)據(jù),部分?jǐn)?shù)據(jù)如圖4 所示。

        圖4

        其中樣條曲線數(shù)據(jù)點為上述數(shù)據(jù)的X、Y、Z 坐標(biāo)值,X、Y 數(shù)據(jù)取自各截面的位置值(L)和計算毛坯的半徑值 (R)。運(yùn)用UG NX 軟件樣條曲線命令“通過點”,打開樣條曲線的數(shù)據(jù)文件,生成毛坯截面的樣條曲線。通過回轉(zhuǎn)特征操作,最后生成毛坯直徑的三維模型,如圖5 所示。

        利用UG NX 設(shè)計軟件實現(xiàn)在計算前軸各截面圖有的有效數(shù)據(jù)獲得毛坯截面效直徑,并設(shè)計出制坯輥鍛毛坯的直徑和原始直徑的毛坯長度;將設(shè)計出的計算機(jī)數(shù)學(xué)模型與參數(shù)化設(shè)計結(jié)合,實現(xiàn)制坯的有效性。并根據(jù)輥鍛模具設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),我們在圖5 的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計達(dá)到輥鍛成形的工藝要求,實現(xiàn)輥鍛模具的快速成形,最終實現(xiàn)輥鍛模具的設(shè)計成形,如圖6 所示,這樣在今后的鍛造生產(chǎn)及日常維護(hù)過程中僅對局部修改實現(xiàn)維護(hù)及優(yōu)化的有效性,達(dá)到鍛造制坯的工藝要求,為提升材料利用率做出最大的優(yōu)化,避免因在傳統(tǒng)制坯工藝設(shè)計時的設(shè)計誤差等因素造成的工藝不穩(wěn)定。

        圖5

        2.結(jié)語

        圖6

        使用UG NX CAD設(shè)計平臺,根據(jù)鍛造制坯工藝的特點,實現(xiàn)了產(chǎn)品制坯制造工藝及成形工藝快速設(shè)計,并探索發(fā)現(xiàn)其成形的特殊性以及工藝帶來的延伸,使我們打破傳統(tǒng)的制造方法及成形工藝,實現(xiàn)制坯的有效性,優(yōu)化設(shè)計工藝,降低了維修和制造成本,為節(jié)能降耗、提高材料利用率的貢獻(xiàn)起綿薄之力。

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