外文翻译--快速成型与虚拟成型在产品设计和制造中的应用 中文版

桂林电子科 技大学 毕业设计（论文） 外文翻译（译文） 第 1 页 共 22 页 快速成型与虚拟成型在产品设计和制造中的应用 C.K.Chua1, S. H.Tech1,and R.K.Gay1 School of Mechanical & Production Engineering； and Gintic Intitute of Manufacturing Techniology, Nanyang Technological University,Singapore 引言 快速成型是一种从不需任何加工或数控加工程序就得到实体形状的加工过程。这种技术归诸与阶段制造，材料储存制造业，剩余 材料制造，固体形式制造和立体印刷。在前十年中，一批 RP 技术得到了发展。在制造模型中这些技术应用不同的方法和材料，给出不同的收缩量，表面精度和准确度。 VP 是一种已经成熟的在计算机模式下执行分析和模拟。近而像基于实体上一样执行同样的测试。有时， VP 也会涉及到 CAE 分析和工程模拟。 本论文就着两种技术的联系描述了它们的对比研究。这次课题研究了两种技术在成型方面的适用性和效率。这只是总体设计和制造中的一个环节。 关键词： 产品设计，快速成型，虚拟成型 桂林电子科 技大学 毕业设计（论文） 外文翻译（译文） 第 2 页 共 22 页 1. 前言 RP 做为一种关键的技术正在发展。它能迅速成型出复杂的零件。它还能使产品设计人员缩短产品设计和开发周期。即将到来的这种技术的时代已在当今的 CAD 系统中的 STL 反映出来。 STL 是一种德国标准，在 RP 系统中代表实体 3D 模型。 当 RP 是一种较新的技术时， VP 已经在 70 年代很多领域里得到了稳定的发展。采用虚拟成型意味着在计算机上分析 3D 模型。 现在 VP 通常综合了 CAD/CAM 软件，并且涉及到 CAE 文件包。 RP 能在不首先制造这个零件时用一种模拟的方式来测试零件的情况 。 2. RP 和 VP 的定义 快速成型在工程中应用很广， 尤其在计算机软件业上，它首先被用于软件快速开发。 这个名词也被制造业广泛应用来表现实体模型从液体固体对比传统的制造方法在很短的时间内成型的过程。这种技术广泛用于阶段加工，材料剩余加工，材料的额外加工及固体形式的加工，立体印刷。 虚拟成型指一种用计算机制造的模式，通常指 CAD/VAE/CAM。虚拟计算机成型通常被理解成用于实现绘图模拟目的的产品构筑模式。本论文中， VP 将涉及到模仿，虚拟现实和制造过程的设计领域。 然而，在很多领域中， RP 和 VP 的区别是很模糊的。由于 RP 系统依赖 CAD 系统产生的所需文件来制造原型 。在制造和零件开发过程中， RP 看上去是从 VP 衍生出来的饿。实际上， Pratt 对 VP 的定义揭示了 VP 是一种自由应用于成型领域内的术语。因此清楚地定义 RP 和 VP 是很恰当的。 采取快速成型，意味着：从计算机模式产生实体模型而不用任何的夹具和数控加工。这也包括其他相关过程和用 RP 制造物体的应用如：快速使用工具。 相似地，为了模拟和分析的目的，将 VP 定义为实体 CAD 模式的连续操作过程而不包括 3D 的构建。 VP 有以下功能： 1. 有限元分析 2. 制造形式，配合和交互检查 3. 机械模拟 4. 虚拟视图分析 5. 装饰模拟 6. 装配功能 RP 和 VP 之间 的关系如图 1 所 示。 桂林电子科 技大学 毕业设计（论文） 外文翻译（译文） 第 3 页 共 22 页 图 1.1 RP 和 VP 之间的关系 3. 新加坡的成型 在新加坡选择两个从事产品开发活动的多国合作的公司（一个是美国，一个是德国），它们显示了对 RP 和 VP 的不同态度。两个公司在成型过程中都用了 RP。 第一个公司 B 更侧重于虚拟成型。他们生产电话通信设备，如：手机。公司移动了所有的成型应用，正在从 RP 到 VP 转移。目前，他们的 RP 模式仅应用于概念的设计和市场的目的。另外的成型由 VP 来执行。 第二个公司 C 制造消费电子产品如：电视机， 音频接收机，电话等。 VP 仅作为一种 生产 3D 模型的工具。从实体 3D 模式生成所需的 STL 文件来制造 RP 模型。公司 C用这个部件做硅橡胶的主要部件来生产一定数目的实体 ABS 模型，这种模型为各种各样的成型进行测试和模拟。 公司 B 更倾向于转移更多的成型到 VP，而不用实体造型。虚拟成型在减少成本的同时提高了质量和可靠性。对比用实体造型虚拟成型的操作使设计的提高更加容易。 公司 B 用 PRO/E 草绘 CAD 模型，然后用 Patran 来提前加工模型。用 ABAQUS 来执行静态的 FEA，而用 ABAQUS 模式来分析动态方案。当执行不同的概念和实际设计时， ALILAS 用于装 饰模拟。 B 公司常用 FEA 执行大量的 VP，这使公司只用 46 周的时间设计一个寻呼机。在执行 FEA 中大多数集中于静态结构分析和动态测试分析，偶尔进行震动测试。有些正在进行的装饰模拟中，常常是为了当前的目的。 FEA 常用于研究以下问题： 1. 估测一个设计的变化和正确性 2. 基于经验估计失败的可能性 3. 做一些同实体测试有关的有根据的测试 桂林电子科 技大学 毕业设计（论文） 外文翻译（译文） 第 4 页 共 22 页 4. 尽力阐明导致失败的原因 根据 B， VP 的缺点是不能有效的模拟过程中的问题。因为材料内部的矛盾， FEA的准确度是有限的。大量的计算也决定了 FEA 的准确度。 RP 在 B 公司的应用也是有限的。室内层 压实体制造 RP 系统常用于为概念设计的制造的设计模型而不是几何造型。 公司 C 大量用 RP，而很少用 VP。从收音机到 29 寸电视的外壳等的零件都用 RP。典型 的说，公司用一年的时间来完成产品的概念设计到产品销售。 公司 C 的目标在通过 RP 成型所有的零件。 CAD 模式用 I-DEGS 制造出来。 RP 格式是为 RP 零件开发的。 RP 零件的主要目的是检验设计。常用的快速成型零件有以下功能： 1. 装配形式 2. 工程检查 3. 概念设计 4. 加工性能 5. 动力学检查 6. 弹性检查 由于 VP 不能模拟，所以 C 公司在 VP 的限制上做了很多研究。 1. 触觉（对按键）不能 测量；如果能测出压力便可以用 VP。 2. 装配性能 4 实例 1：成型手机外壳 这个例子研究了 RP 和 VP 模式下的设计依据，装配，干涉检查。 ABS 产品， RP 和VP 零件都要在各方面进行估计。这里用的 QP 系统是 SLA。 ABS 和 RP 零件如图 2 示，对 RP 零件的研究揭示了： 1. 表面精度比 ABS 零件还差 2. 翘曲很明显 4.1 设计依据 做为一个有实际尺寸的物理零件， RP 能给设计者一种能估计尺寸的感觉。这种对RP 零件的判断是错误的。因为零件通常自动适应可视窗口。实体零件的另外一个优点是可以进行人类工程学检查。从通信设备的配合到危险 角落和边缘的深度检查。它提供了触觉检查，在产品上是很重要的，在人类工程学上也很重要，如触摸键。 VP 不能提供这些。 VP 模式下的圆边在 RP 零件上证明是不安全的。 VP 模式下可以进行美学估价。 CAD 模式允许在任何方向上观察模型，至少有基本的观察能力。然后，能够在预期的模拟灯光和成千上万的阴影颜色的混合下观察零件。RP 零件不能上色，表面和描绘就需另外的工序。任何的一种表面差别都能立即检查出桂林电子科 技大学 毕业设计（论文） 外文翻译（译文） 第 5 页 共 22 页 来而不用去检查实体零件。这也允许设计者估计美学价值，做一些纠正。在大多数合资公司中，设计和制造通常有一定的差距。 CAD 文件能送出 和接受电子信号，大大帮助设计过程，而且是可重复和并发的。随着 CAD 软件的发展，成型过程将很迅捷和简单。任何一种虚拟成型设计的都能生产出来，几乎连续用于设计过程中的零件。 4.2 装配 因为弯曲和收缩随着时间的延长而提高，所以 RP 零件必须迅速执行。弯曲是零件几何设计要考虑的问题。最好的设计零件也有不同程度的弯曲和收缩。一些 RP 零件像SLA 收缩率固定，零件需要设计大一点，使它收缩到正确的尺寸。只有这样安排设计，才有可能装配好，但也有可能被弯曲和收缩损坏。一些零件仅仅在外力作用下才会装配好。 RP 零件不仅允许用户连 续装配。而且允许用户以一定角度放置在不能线形放置的装配中。装配用的 RP 零件的缺点是材料易碎，脆弱，不易用紧固件连接。 CAD 软件允许零件以 3D 形式或平面模式或局部装配。在虚拟领域中，装配很普通的用于检查我们即将谈到的配合形式。 CAD 软件的装配形式和局部装配允许产品设计者快速检查自己是否正确设计了零件。凸缘是否足够高并能容纳一个插入的螺钉穿过另一个零件，两个槽是否水平形成一个大的槽。虚拟环境下装配的优点是没有实体零件需要制造，因而减少了成本。没有实体零件，也就减少了加工时间。虚拟环境下的装配可在几分钟或几天 内完成，比制造实体零件要快，然后进行装配。用户也可以建立和制造一个零件或修改零件的特征。当所有的实例被改变时也可以用工程参数或零件的实际尺寸的形式写下装配关系。当进行装配时，在允许柔韧性条件下，也可以解决平衡问题。对设计的公差估计从最小成本进行。也可以通过缩小公差制造公差，这些公差对总体尺寸变化很重要，对疏散公差有很少的作用。 4.3 干涉检查和配合形式 RP 零件的弯曲和收缩影响着干涉检查和配合形式。因此干涉或配合取决于弯曲、收缩或设计错误中的一个或更多因素。即使 RP 零件配合好了，仍然不能保证尺寸的正确性。 两个或更多零件在同一方向或不同方向收缩仍能产生一个好的配合。在这种情况下， CAD 模式常用于确定干涉和配合是否取决于设计缺点。 CAD 系统广泛应用干涉检查和配合形式。它描绘了用户的一种能力，就是进行配合零件和干涉检查时，不必生产零件（尺寸不正确的零件），因此降低了成本。 CAD 系统中的进程的相互作用也使用户和设计者从工程绘图到检测干涉的需要中解脱出来。这个过程允许用户建立制造过程中重要而稳定的尺寸公差。当配合小数目零件时， CAD 系统的干涉检查是不明显的。对于复杂的大量零件的装配，特殊零件有很多特征。这些零件必 须与另外零件装配和对齐。 CAD 系统不仅不允许任何的不对齐和干涉的监测，而且会立即纠正问题。当用户需要时， CAD 系统会在装配上进行干涉检查。它比其他方法更快、更准确和精确。 CAD 也会阐述列出特征，用户也会看到实体桂林电子科 技大学 毕业设计（论文） 外文翻译（译文） 第 6 页 共 22 页 来纠正位置。 5. 实例 2：膝盖修补的成型 5.1 背景 快速成型已在医疗事业中得到应用，然而这种应用中， STL 文件不会在 CAD 模式中得到。通过医疗设备得到数据，进而从数据中产生 STL 文件。 Swaelens 和 Kluth 提出三种方法可以从 CT 扫描数据中成型 RP 零件。在大部分情况下，用 STL 分界，在 STL交接，用一个 CT 扫描器绘制一个 3D 曲面的表面。这些文件转化成三角文件形式，这些文件再转化成 RP 机器需要的 STL 文件。从 CT扫描到 RP 机械有一个直接的数据转换，因此扫描平面通过 RP 机器再生出来。 当用这种形式时， VP 几乎扮演了一个可忽略的角色。在 RP 辅助的医疗成型中，做为一个观察者来改正表面轮廓。 Jacob 在 5中从 CT 扫描的数据中构建了 3D 模式。他们认为这种设备的优点在于清晰，由于外科是一种精致的人工技术。我们能在任何一种角度观察模型，甚至可对起进行操作。用这种方式，医生能掌握了解问题。这个研究表 明了 VP 可做 3D 的观察器。当研究 3D 模式是否是实体模式时，它会打开集成的 CAD 软件进入这个进程，虽然数据交换有些问题。 同 CAD 系统对照线路如下所示。 LB 大学的研究人员从 CT扫描数据阐明轮廓并且把它们引进 CAD 来生成平面模型。经过很多努力研制出臀部的实体模型，整个过程用了几周的时间。 把 CT 扫描的数据转化为 3D 的过程是复杂而且易产生错误。他们必须把得到的 CT扫描的三点连接起来形成曲线。当表面层叠时易发生混乱。当一点在很近的点的下方时，这一点可能不是对应的连接点。 这些曲线必须是独立的并且有人工选择来定义平 面，必须细心以保证形成的平面近似于原平面。形成原平面后，必须把他们连接起来形成网格，然后把这些平面混合起来形成平面模型。如果模型完全被封锁， CAD 系统就会把它转化成 3D 模型。 人类身体的复杂性和仿制也是当前面临的一个问题。抽出的大部分曲线用贝塞尔曲线来代表。一种绘制算法有时不能从 3D 数据中综合出贝塞尔曲线。因此这种过程必须用人工支持 6。在软件不能识别出特征时如：骨架连接处，就需要人的监督，为了估测一种特征，数据必须分成独立的数据。 直接的交接有两个问题。从 CT 扫描的数据以图片的形式自动分割。从图形直接计算也是可以的。它们不包括足够的表面信息。因此对支持构筑相应的结构的 RP 系统，这是很困难的。从各部分成功获得的轮廓是不明显的。 CT 扫描器有一个入口过滤器在预期的密度区域来分离区域。当该区通过入口装置时，在阐明组织时有一些问题。如：对于一些比一般尺寸大的皮下高密度组织，表面更好定义，转变也很容易。当对低密度结构扫描时，或结构太小，仅仅部分可以充满。表桂林电子科 技大学 毕业设计（论文） 外文翻译（译文） 第 7 页 共 22 页 面密度的测量不会超越入口，因此，一个固定的入口过滤器将会导致结构尺寸收缩。因此大多树调查聚集在 STL 交接处。 虚拟成型在生物力学上有更多的应用。 CAD 常用于设计 修复术。模拟参数和分析参数常用于帮助精练零件的设计。在一些修复中，如膝盖，有限元分析也是很重要的工具。在通过修复的手足的运动范围内 ，会用到运动模拟和分析。当环境仅 370C 时，通常不执行核心模拟。 为修复而制造的快速成型零件，用于概念设计和尺寸估测。在一些情况下能执行成型和装配。但对另外的情况如：球形连接，却是不可能的。对运动零件的修复必须执行严格的动力学检查。 5.2 有限元模拟分析 这个实例的研究了基础的有限元模拟能力和相应的 RP 模型。这次研究的基础是Chow8设计的膝盖修复，这种修复是在机械设计的 。文件输出为 IGES 格式。当用 PRO/E时表面形状是不连续的并且有时是不完整的（见图 7.8）。分析软件常用 ANSYS5.4 版本。零件用 PT 集团开发的 PRO/E 建成。 PRO/E 没有一种有限元模拟模式。用于这次研究的RP 是在 SLA 系统建立的。 然而， PRO/E 有一个 FEM 编程器允许用户： 1.添加或修改有限元分析的任务和模型的基本环境 2.为所有的元素给出最大和最小尺寸 3.给出一条边上混成的点 4.给出模型的材料的性质 PRO/E 能通过创造网状结构来提前加工零件。在 PRO/E 中建立零件然后以 IGES 标准输 出为 ANSYS。当装配对称时，可以只建立一半，如图 9。 用有限元模拟组件的能力依赖于用户的技能和知识，用户必须对有限元模拟中的概念和术语熟悉。 并非所有的都有综合的有限元解决方法。在一些情况下有限元文件可以或不可以接收特殊的 CAD 文件格式。然后，像 IGES、 DXF、 VDA 文件格式也是需要的。 数据交换不是转化零件数据到有限元软件仅有的障碍。每一个 CAD 软件系统都有不同的实体模型。在径节制造中，两个几何零件用不同的特征造型技术制造的。一个零件可由 PRO/E 网壮形成，不能用 ANSYS。因此，用户的意见是避免这样 的问题。 在决定零件的哪种特征可以隐去到仔细分析时，使用者的意见也是很重要。同时保持分析的完整。某种几何形状和特征尤其是几个边的交接处，会产生倒错。因此，这些错误必须删除。一些有限文件包允许编辑零件。但一些仅限制编辑。 CAD 软件中必须能做这些转变，然后再输出到有限元软件。因此必须要一个有经验的用户提前注意这些问题或正确表述这些问题，然后改正他们。 RP 模式做为可视工具更加有用，一个实际零件能给人更好的尺寸感知力比在显示器上。在膝盖修复中能做出一个坚固的装配来检桂林电子科 技大学 毕业设计（论文） 外文翻译（译文） 第 8 页 共 22 页 查腿骨和径骨的装配。实际上， RP 在装配中帮助 VP 确定零件。，也能进行一次完全的 动力学检查暗暗暗暗啊。设计者能直观的估测零件。当模仿腿骨和径骨的装配 ,设计者可得到对沿着轴向垂直方向运动到是否可以得到的一种直观的感觉。然而从虚拟成型中获的时机时，它却不能显示可视的线索，如：这个设计是否笨拙或麻烦，这只有物理成型才能正确展示。 6结论 快速成型在动力学模拟装配和干涉检查上优于 VP。做为一个实体零件， RP 允许用户测定形状尺寸。这也用于人类工程学和触觉估计。大部分 RP 零件有机械性能的缺点。SLA 部分是易碎和易弯曲的。在一些 RP 系统中建立支持的需要也是一个 问题。除此之外， RP 系统不能做很小的零件。 虚拟成型提供了一个快速的设计过程。从分析中产生的问题也会迅速解决。用 VP来成型零件可以减少实体的造型成本和时间。虚拟成型在硬件和软件方面要很高的开发成本，这要求有技能和操作熟练的人员来进行，为了完全收益。在 VP 系统中数据交换是很少的，而且买主要求零件的完全设计 。 桂林电子科 技大学 毕业设计（论文） 外文翻译（译文） 第 9 页 共 22 页 基于 deform 模具寿命的预测 摘要 本文 详细 介绍了模具基于磨损和塑性变形在热锻过程 中 使用寿命 的 计算方法。热负荷和长期接触死亡之间 会 热软化表面层 ， 模具使 用寿命大大缩短。此外，模具使用寿命取决于磨损和塑性变形的模具可在很大程度上取决于有限元分析，磨损和热软化试验。这些都是一些主要限制因素影响模具的精度和模具使用寿命，并初步形成速度和模具温度的影响力大大磨损和塑性变形的热锻模。在这项研究中，提出了两种方法估算的使用寿命热锻模的塑性变形和磨损，而这些用于预测产品数量根据两个主要过程变量，初步形成速度和模具温度为主轴的组成部分。通过应用所建议的方法，热软化的死亡，由于当地气温上升导致减少使用寿命的热锻模的塑性变形超过了磨料磨损。 2004埃尔塞维尔湾五，保留所 有权利 关键词：热锻 ；模具使用寿命 ；磨损 ；塑性变形 ；热软化 ； 回火参数 桂林电子科 技大学 毕业设计（论文） 外文翻译（译文） 第 10 页 共 22 页 1. 前言 热锻是最传统的金属成形过程中所使用的关键部件生产中各行业。其实，它广泛用于制造汽车和工业机械部件。特别是，这一过程可以有效地利用，形成材料的高流动应力。模具使用寿命大大影响了生产成本，提高生产率和产品质量。在热锻过程中，模具的使用寿命大大缩短了热循环，过度金属流动和减少模具硬度。 如今，生产成本取决于模具的使用寿命可以延长产品的声音没有任何形式的内部和外部缺陷 在热锻过程。分包商和供应商正在受到越来越多的压力就减少成本和责任的发展，新的组成部分。这些要求是更重要的汽车行业。因此，重要的是要提高技术技能方面的材料科学和冶金以及在该地区的模具设计 知识的计算机辅助设计（ CAD ）和数值模拟也变得非常有帮助。在锻造工业，加工费用可达约 50 的元件成本。因此，很显然，减少元件成本需要有一个优化的工具，特别是改善性能和使用寿命 。在热锻过程中，锻造工具不仅受到机械应力，而且还热机械应力引起的热循环和连续锻造业务。 正确选择模具材料和模具制造技术决定，在很 大程度上，使用寿命形成死亡。模具可能要取代有许多原因，如变化方面，由于磨损或塑性变形，恶化的表面光洁度，细目润滑，打击或断裂。许多研究人员进行调查的影响，工艺条件对模具使用寿命在金属成形过程 。表面硬度的死亡减少由于热软化热锻模。这热软化效应加速工具失败。的限制因素的模具使用寿命可同时或分别发生在热锻过程。由于不同的特点，工序或产品，模具使用寿命可减少磨损或塑性变形。 本研究开发的两种方法来估计模具使用寿命在热锻过程。其中一个方法，可以预测的塑性变形的模具和其他是计算的数额的模具磨损。这些方法已应用 于评价的使用寿命完美收官模热锻过程中汽车的一部分，可能最大的生产量描述模具使用寿命将评价根据变化的初步成形模具温度和速度。 2.的方法来估计模具使用寿命 本研究开发的两种方法估算的使用寿命模具在热锻过程。其中一个方法，可以预测的塑性变形的模具 ；另一种是计算磨具的磨损。 2.1 模具使用寿命基于塑性变形 在热锻过程中，温度的增加而死亡之间的接触死亡和热变形的材料。率的温度上升可以归因于几个因素，如初始温度的模具和坯料，接触时间和压力，模具材料及表面处理条件。热软化诱导这一温度上升逐渐降低模具硬度，并最终 导致的塑性变形的死亡。 较长的接触时间在高温引起减少了表面硬度的死亡。为了考虑热软化效应估计死亡使用寿命对塑性变形，这是需要引进回火参数， 如图 1.1 所显示的均衡器。这是影响模具硬度变化对温度和时间接触连续锻造周期： 桂林电子科 技大学 毕业设计（论文） 外文翻译（译文） 第 11 页 共 22 页 310 10)l o g( tCTM 式（ 1） 其中 T 是回火温度（ K ） ， C 是材料常数其中大约有 20 对碳钢， T 是锻炼时间。另外，从开始变形，直到弹出伪造的部分模具表面的温度变化 1 锻造周期，因此采用等效温度是必需的。相当于温度，可近似表示显示均衡 器： 32 m i nm a x TTTeq 式（ 2） 在那里，并且是最高和最低气温在 1 锻造周期分别。 估计模具使用寿命的塑性变形的热诱导死亡软化，回火时间在均衡器改为硬度日举行的时间，在那里次的时间，考虑到初始模硬度逐渐降低，达到临界硬度的热软化所示均衡器： )1000e xp( CTMteqy ie ldh 式（ 3） 哪里是 M 值时，最初的模具硬度 等于相应的硬度屈服强度模具。 当材料是一个完美的塑料，硬度（硬度）的材料是 3 倍左右的屈服强度的材料。主要回火曲线这个热作模具材料 。 实际工作完成淬火模具是在 1030 ，然后它的第一个锻炼的 3 小时在 550 和第二回火为 3.5 h 在 600 角模具表面被视为离子渗氮过程的 14 h 在 520 角 图 1.1 主要回火曲线 H13 因此，硬度保温时间估计模具使用寿命认为，第一次和第二次锻炼的时间，可以得出如下： 321 10)lo g ( tttCTM heqy ie ld 桂林电子科 技大学 毕业设计（论文） 外文翻译（译文） 第 12 页 共 22 页 21)10 00e xp( ttCTMteqy ie ldh CtCTTt heq )lo g(ex p1011 CtCTTt heq )lo g(ex p1021 那里的 T1 ，时刻是第一次和第二次回火温度， T1讯号，氚的硬度举行次在第一次和第二次 Myield价值的毒性当量分别。 为了计算硬度持有时间，有效应力和等效温度可从刚塑性有限元分析。 Myield价值来确定的主要回火曲线。 T1和 T2是代入方程，以获取硬度保温时间。 最后，模具使用寿命整理模具除以硬度保温时间由一个锻造循环时间，及模具使用寿命表示可能最高产量。大纲的估算方法模具使用寿命的影响塑性变形图 所示。 图 1.2 流程图塑性变形分析 桂林电子科 技大学 毕业设计（论文） 外文翻译（译文） 第 13 页 共 22 页 图 1.3 流程图磨损分析 2.2.模具使用寿命基于磨粒磨损 磨粒磨损是指故意去除材料表面，如在研磨和抛光的工程组成部分和有害物质损失时发生机械部件的相对运动。在热成型，模具钢应具有较高的高温硬度和应保留这项硬度长时间暴露于高温下。影响因素磨损金属的接触过程中的温度与表面粗糙度，硬度模具材料，正常的压力，模具表面，滑动之间的距离接触金属，润滑条件等磨损模具尺寸精度的影响和表面光洁度的产品在热锻过程。 图 2.1 形状和尺寸的产品和整理死亡 桂林电子科 技大学 毕业设计（论文） 外文翻译（译文） 第 14 页 共 22 页 图 2.2工艺设计主轴的产品 在这项研究中，为了预测磨损剖面的死在金属成形过程，查德磨损模型应用于所示，均衡器： hkPlV3 式（ 5） 其中 V 是磨损深度， K 的磨损系数， P 是正常的压力，模具表面， L 是滑动距离和 H是表面硬度模具 。 估计模具使用寿命基于磨粒磨损，这是需要考虑的硬度变 化在高温下的死和磨损量增加了表层关于接触时间和温度。数值模型磨损所显示的均衡器。 如下公式 ，是发达国家的考虑硬度变化裸片方向的磨损深度。 Nisn tw ea r d e p t hMhkW1)(),(3 式（ 6） 表 1 工艺条件的有限元分析 坯料 材料 AISI 1045 导热系数 (N/s C) 74.93 发射率 0.3 热容量 ( N/mm C) 3.602 钢型 原料 H 13 导热系数 (N/s C) 28.6 发射率 0.3 热容量 (N/mm C) 3.574 桂林电子科 技大学 毕业设计（论文） 外文翻译（译文） 第 15 页 共 22 页 （续）表 1 表面处理离子氮化锻造条件 摩擦系数 (m) 0.3 传热系数 (N/smmC) 11.3 对流系数 (N/smmC) 0.02 初始坯 /模具温度 (C) 1200/200 锻造速度 (mm/s) 250 表 2 条件的变化过程变量 过程变量 最初的模具温度 (C) 200 300 400 锻造速度 (mm/s) 200 250 300 常压（ n ） ，在滑动速度（比） ，温度分布对模具表面的计算从刚塑性有限元 分析，并允许磨损量和临界值的表面硬度得到了磨损试验和热软化实验 。 数额磨损各点的模具表面形成一个周期，通过计算磨损分析均衡器，然后与允许值。此外，硬度在磨损表面造成这一数额的磨损比较的临界值。如果磨损量小于允许值，硬度在破旧模具表面仍然大于临界值，然后磨 粒磨损分析会重复，直至综合磨损量达到了允许值。最后，生产数量表达模具使用寿命决心从总人数的磨损分析。流程图的估算方法模具使用寿命基于磨粒磨损图所示。 3.分析及结果 如 图 3.1 显示热锻产品的基础上分析塑性变形和磨损。一个汽车零部件，主轴的一部分，是生产的三个阶段组成的破坏和两个向前 /向后热锻行动。图 3.2显示了工艺设计结果的热成形主轴的一部分。 桂林电子科 技大学 毕业设计（论文） 外文翻译（译文） 第 16 页 共 22 页 图 3.1 损伤因子的最终产品 图 3.2 温度分布的初始模具温度 该产品具有高度为 320 毫米，最 大直径一三一毫米和长期挤压一部分。这离散部分最少需要加工和高尺寸精度。不幸的是， 图 3.1 所示 磨损或塑性变形模具发生在加紧角落显示为第 1、 2 点。 模具的使用寿命取决于这一部分的变化，初步形成和加强这些方面的角落在热锻。分析条件的形成和变化的过程变量估计模具使用寿命列于表 1 和表 2 分别。分布损坏价值最后阶段获得的有限元分析显示图 3.3，这些价值观念出现高度在两个加强角落。损害因素可以用来预测骨折的形成行动。 桂林电子科 技大学 毕业设计（论文） 外文翻译（译文） 第 17 页 共 22 页 图 3.3 交点力量和速度分布的初始模具温度。 因此，一定程度的损害这些弯道可能直接关系到模具的 使用寿命。当最初的模具温度很低，这可能会影响产品质量。当最初的模具温度高，模具的硬度降低。当形成速度变得更快，接触之间的时间热变形材料和模具缩短和相当于温度低。最初的模具温度控制和选择的变形速度是非常重要的模具寿命。 桂林电子科 技大学 毕业设计（论文） 外文翻译（译文） 第 18 页 共 22 页 图 3.4 有效应力及磨损深度初步模具温度 3.1.影响的初步模具温度 在金属塑性成形过程中，塑性变形和摩擦有助于热量的产生。温度发达国家在这一进程中的影响力润滑条件下，刀具寿命，性能的最终产品，以及为生产。最重要的是，当最初的模具温度高，温差内外成为一个小方坯，这小温差助攻金属 流动的声音。另一方面，较高的表面温度可降低模具的使用寿命。但如此低的温度，模具表面可能干扰金属流动，造成表面缺陷。 可以看出，在温度对模具表面的两个加强角落（点 1 ， 2 ）增加不同，由于最初的模具温度的影响，对同一锻造工艺。在初期的模具温度 400 的第 1 点，模具的温度桂林电子科 技大学 毕业设计（论文） 外文翻译（译文） 第 19 页 共 22 页 较高的初期，但最高温度低于 200或 300要么 角另外，这些结果清楚地表明，温度梯度的初始模具温度 400 是非常大的第 2 点。节点的分布是力量和速度显示图可以看出，节点力模具表面跌幅为初始模具温度升高，而速度的工件在附近的模具 /材料界面增加，因为最初的模具温度上升。这样做的理由是，金属流动增加随着温度的升高。结果磨粒磨损和应力分析整理死于中显示图。 9 ，当最初的模具温度为 400 时，磨损深度（ ）在第 2 点是近似一点八九八毫米，是