【热弯曲变形零件变形规律探索概述2600字】

2精馏塔热弯曲变形零件变形规律探索概述目录TOC\o"1-3"\h\u3392热弯曲变形零件变形规律探索概述 [25]，22MnB5的奥氏体化温度高于800℃，因此为了使钢板完全奥氏体化，将22MnB5加热至950℃，为使22MnB5钢板奥氏体组织均匀化，保温约300s。将钢板转移至模具上，下模固定，上模接压机，并以50mm/s的速度向下进给，待上、下模压实，移开上模，迅速取出直角件移至水或油中冷却，水淬或油淬约30s后零件温度降至室温，得到最终的直角弯曲件（图2.2）。弯曲角度变形规律实验探究对不同热成形条件下得到的直角弯曲件的角度进行测量，结果汇总在表2.1。可以发现，相同温度和淬火方式下，板材越厚，最终角度越大；相同淬火方式和板材厚度下，温度越高，最终角度越小；相同板材厚度下，水淬和油淬的零件角度在800℃和850℃无明显规律，角度差异不大，在900℃下油淬件的角度大于水淬件。图STYLEREF1\s2.SEQpic\s11冲压模具模型图STYLEREF1\s2.SEQpic\s12热成形直角弯曲件表STYLEREF1\s2.SEQtab\s11不同热处理条件下的成形角度（°）类别板料厚度800℃850℃900℃水淬1.2mm908582水淬1.6mm908883油淬1.2mm898684油淬1.6mm908785冲压变形规律打开AnsysWorkbench里的CoupledFieldTransient模块，这是用于热-力耦合分析的集成模块，建立180mm×100mm×1.6mm的板料模型，建立22MnB5材料模型，定义各项物性参数如密度、弹性模量、泊松比、比热容等，表2.2列出了其中部分实验室试验得到的参数。进行网格划分和初始条件设定，设定零件初始温度为均匀的800℃，将上、下模具定义为45号钢的各项参数，并设为刚体。同时为了使结果更精确，添加了-Y方向的重力定义。对热和结构的各项参数进行设定，环境温度为20℃，与空气对流换热系数为8.3W/m2表STYLEREF1\s2.SEQtab\s1222MnB5部分物性参数T/℃20100200300400500600700800900E/GPa212208200192166158150143137127γ0.2850.2880.2900.2930.2970.3030.3080.3180.3230.335λ/W/mK30.831.530.027.522.222.523.224.626.126.4c/J/kgK448487520540560570582583590595 图STYLEREF1\s2.SEQpic\s13回弹前的冲压件 图STYLEREF1\s2.SEQpic\s14回弹后的冲压件冲压结束时的零件形状如图2.3，此时角度为90°，移去上模后的零件在下模上自然变形得到的最终形状如图2.4，由TotalDeformation可得弯曲件最低点（顶点）上移了6.15mm，由几何关系可计算得到回弹后弯曲件角度为95.8°，可见冲压后零件确实有比较明显的回弹趋势。将初温分别设为850℃和900℃进行同样的操作，得到回弹后角度分别为95.6°和95.8°，可见温度对弯曲件冲压后的回弹影响不明显。淬火变形规律淬火变形是一个非常复杂的热-力-相耦合过程。在DEFORM-MO中建立1.6mm厚的直角弯曲件模型，设定初温为800℃，给定淬火换热系数为1000W/m 图STYLEREF1\s2.SEQpic\s15800℃冲压件水淬变形示意图 图STYLEREF1\s2.SEQpic\s16800℃冲压件马氏体组织分布变化对淬火初始温度为850℃和900℃的零件模型分别进行模拟（图2.7和图2.8），可以发现初始温度越高，观测点X方向偏移越多，说明零件最终成形角度越小，角度收缩越剧烈，与实验测量得到的规律相一致。由于直角件里外两侧的冷却速度不同，外侧冷却更快，收缩量较大，而里侧虽然冷却慢，但是收缩量更大，所以零件在淬火冷却过程中角度自然发生收缩，但是在马氏体迅速生成的阶段这一角度缩小被加剧了，可能的原因是，奥氏体转变为马氏体时体积膨胀，外表面的棱角和棱边先发生马氏体转变，随着马氏体转变逐渐向中心扩展，带动了整个表面向内弯曲，从而角度变小。此外，从图中可以看到，P2点的变形大于其他亮点，这说明同一面的中心部位收缩大于两边，这是因为P1和P3为棱角，冷却速度大于P2，同样由于冷却收缩率的差异导致平面发生弯曲变形，与零件整体的变形规律相符。 图STYLEREF1\s2.SEQpic\s17850℃冲压件水淬变形示意图 图STYLEREF1\s2.SEQpic\s18900℃冲压件水淬变形示意图由于直角件里外两侧的冷却速度不同，外侧冷却更快，收缩也更快，而里侧虽然冷却慢，但是收缩量更大，所以零件在淬火冷却过程中角度自然发生收缩，但是在马氏体迅速生成的阶段这一角度缩小被加剧了，可能的原因是，奥氏体转变为马氏体时体积膨胀，外表面的棱角和棱边先发生马氏体转变，随着马氏体转变逐渐向中心扩展，带动了整个表面向内弯曲，从而角度变小。此外，从图中可以看到，P2点的变形大于其他亮点，这说明同一面的中心部位收缩大于两边，这是因为P1和P3为棱角，冷却速度大于P2，同样由于冷却收缩率的差异导致平面发生弯曲变形，与零件整体的变形规律相符。小结设计实验方案生产出22MnB5的直角弯曲件，经过实物测量，得出成形角度与冲压温度、板料厚度之间的规律：板材越薄，温度越高，零件的角度越小，最终变形越大，而淬火方式在本例中影响不大。应用有限元数值模拟探究冲压-淬火过程零件的变形规律。得到结论：弯曲过程后角度回弹，使直角件角度扩大；淬火过程由于零件内外表面冷速不同，同时微观组织发生相变转化