模具设计实训说明书模板.doc

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1、模具设计实训说明书MoldDesignPracticalTrainingDescription题目：（中英对照，中文宋体小二）（英文罗马三号）班级：姓名：学号：指导老师：机电工程系2012年05《模具设计实训》任务书设计题目：**冲压模具设计产品图：产品技术要求：1.材料：2.生产批量：大批量生产目　　录第1章序言1第2章冲压件工艺性分析32.1冲压件32.2冲压件结构工艺性分析32.3冲压件精度分析4第3章冲压件工艺方案的拟定53.1实验材料与测定方法53.2应力-应变曲线分析53.3材料流变应力模型5第4章设计计算74.1锻

2、造成形过程有限元计算步骤74.2锻造工艺方案及参数84.2.1建立镦粗模型84.2.2建立拔长模型84.2.3设置锻造工艺参数84.2.4锻件表面温度分布84.2.5锻件心部区域主应力状态84.3本章小结9第5章压力机的选择105.1元胞自动机法105.1.1元胞自动机法简介105.1.2元胞自动机模型构架105.1.3几个基本假设105.2大型支承辊锻造微观组织演变有限元模拟105.2.1微观组织模拟参数及边界条件105.2.2支承辊细晶区再结晶过程11第6章确定模具总体结构图126.1结论126.2展望12参考文献13第1章

3、序言第1章**工艺性分析1.1**早期发展起来的对锻造成形过程中金属流动规律的分析一般采用上限法，而对温度场的模拟分析是采用有限差分法，这基本上是两个分离的模拟过程。上限法是由理想塑性材料极值原理推导出的求变形过程中极限载荷的方法，此种方法计算出的载荷一般比真实的成形载荷大，其名字也由此得来。利用上限法，在实验建立的运动学许可速度场的基础上可以求解平面应变、轴对称及三维问题。热锻过程中，锻件在成形的同时要伴随着与辅具及环境之间的热交换，因此在变形过程中，锻件与辅具内部的温度场均处于不断变化的状态；一方面塑性变形会有热量的产生，另

4、一方面，不断变化着的温度场又会对塑性变形时应力应变产生影响。因此，这就决定若要研究热锻变形过程，就必须把变形过程中宏观的应力应变等与锻件内部温度场相耦合，即热力学耦合。有限元法的出现，使热塑成形过程的热耦合得以实现。通过有限元热耦合分析，可以同时解出热锻过程中金属流动方程及导热方程。目前采用的有限元热耦合方法主要是通过对热变形过程中温度场与位移场的反复迭代来实现的[32]。1.2**有限元法在塑性加工领域应用过程中主要分两大类：固体型塑性有限元法与流动型塑性有限元法。表2-1金属软化机制相互关系热变形过程热变形结束高温滞留动态回

5、复动态再结晶静态回复晶粒长大静态再结晶亚动态再结晶图2-1为动态回复和动态再结晶对应两种应力应变曲线类型，由图可看出，金属开始变形至其应力达到峰值之前的阶段，两种类型变化趋势相似：加工硬化图2-1热变形应力-应变曲线两种类型1.1**有限元法在塑性加工领域应用过程中主要分两大类：固体型塑性有限元法与流动型塑性有限元法。第1章*********通过数值模拟方法实现大型支承辊热锻过程微观组织演化的预测，需要做三个必要的准备工作：首先，要找到合适的有限元模拟软件，在本课题中应用Deform-3D有限元软件，A.D.Manshadi[4

6、0]、及H.Jazaeri[41]等已应用该软件成功预测出了热变形过程中微观组织演变过程；其次，要在有限元软件中插入能够描述金属微观组织变化及其与宏观变形耦合的塑性本构关系；第三，针对具体的材料，要测量出本构方程所包含的材料参数，以用于实际过程的数值模拟。Cr4钢是新型支承辊材料，它提高了Cr元素的含量，运用固溶元素Ni、Mn等来提高淬透性，添加V元素使得支承辊心部组织晶粒更加细小。因此，这一类材料大型支承辊的淬硬性、抗疲劳强度、抗事故性能均有明显提高[42]，更能满足大锻件在性能上的需求。1.1实验材料与测定方法实验材料为支承

7、辊材料45Cr4NiMoV钢，其化学成分见表3-1。实验用棒材。1.2应力-应变曲线分析由热压缩实验得到45Cr4NiMoV钢在不同变形条件下应力-应变曲线如图3-1所示。1.3材料流变应力模型本文采用修正的Arrhenius关系描述[49]流变应力、应变速率与变形温度之间的关系：第1章***支承辊等大型锻件的锻造工艺，不仅要求能满足零部件在形状、尺寸上的需要，同时要求通过合理的锻造工艺参数，得到理想组织状态，使锻件力学性能得以提高。因此，合理的锻造工艺是直接影响锻件性能的重要因素。1.1****锻造工艺有限元模拟首先要把模拟对

8、象如工件和模具的几何信息用材料参数、初始边界条件、坯料初始微观组织状态及相关数据等信息输入有限元数值模拟软件中，模似软件根据输入的信息数据，由有限元模型微分方程求解整个变形过程，模拟计算出坯料与模具的变形过程、变形体材料的性能数据、所需压力机数据及变形体微观组织