SimufactForming系列教程十--凸耳热成型（1）

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凸耳的热成型

仿真过程简介

本教程是钢坯通过多个工序步骤锻造成拉伸凸耳。本示例对使用Simufact.forming进行热闭式模锻的工艺进行介绍。导入提供的CAD文件，并定义为工具几何体。工件几何体使用Simufact.forming创建。整个成形过程包括以下四个工序，每个工序会进行独立的分析。

1、冷却分析（主要模拟坯料从烤箱到锻压机的运输冷却过程）

2、预成型1---坯料倒角成型

3、预成型2

4、最终产品的锻造

坯料的冷却分析

创建一个新项目，并插入一个新工艺。选择“应用模板”为“热锻造”。由要模拟的成形工艺来确定选择的应用模板，在本多工序模拟中，为热锻造工序。选择应用模板后，要选中“冷却”（即降温）工艺类型，其他参数如下所示：

使用自动图形功能创建工件，参数设置如下所示：

对于冷却分析需要为坯料创建加热几何：（冷却分析也可以单独在热处理模块下进行分析）

对于冷却工序，需要设置钢坯的热几何体（即加热后的零件尺寸）。在钢坯对象上右击并选择“加热”功能，来创建热几何体。该功能使用热膨胀的线性公式来计算加热后的几何体。在“presets（预置）”中选择Cr-Mo-Steel，炉温设为1250°C，初始温度为25°C，单击“创建”，创建一个名为Billet-T1250的热几何体，在工艺树中将其指定到工件。

在材料库中选择42CrMo4-h1作为工件材料：

NOTE:在进行FV（有限体积）仿真时，材料属性不要求与温度相关，但是需要在开始仿真前，使用温度对象来确认一次。温度对象也定义了参考温度下的热膨胀系数。因此在稳态多阶段仿真中，温度对象需要保持一致。否则，材料属性可以跳跃，造成模拟过程的不稳定。

定义工件温度属性：

创建工件网格及网格重划分属性：

在工艺树中，工件对象下方已经包含一个“表面网格”对象。单击并选择显示/创建网格。系统会自动选择表面网格生成器，来生产工件的表面网格。内部函数自动根据几何体给出建议的网格尺寸。将单元尺寸减少到4mm。默认的有限体积单元尺寸可以保留不改动。单击“创建初始网格”对工件进行网格划分。

当单击Ok来接受网格及其参数后，窗口会关闭。系统会询问，在分析过程中是否使用这些网格参数。单击Yes后会创建一个名为Surfacemesh的“网格重划分”对象。该对象会自动添加到工艺树的工件上。

冷却控制参数：

双击工艺树中的冷却，设置冷却仿真时间为10s。

插入流线和粒子：（流线能用来分析坯料边缘在锻造后的位置，追踪点用于确定折叠几何几何体是否存在折叠）（应用自动预设选项即可）

结果后处理：

预成型1---坯料倒角成型

在本分析步骤中，工件及其结果将从“冷却”工序中导入，然后在两个模具间进行锻造。要建立本分析，请插入以下属性的新工艺：

导入模具几何：

工件从上一步结果中导入：

为工件定义温度属性并不会影响之前模拟的温度场分布，仅仅传递传热系数和辐射系数，将之前定义好的材料、温度属性、网格重划分参数赋予新工艺中的工件：

定义一个曲柄压力机驱动上模运动：

为压机添加模具：

定义摩擦属性：

选择“摩擦-手动定义”来打开摩擦对话框。设置如下参数：

这些设置表示无润滑的摩擦状态，将其指定到工艺树的两个工具

为模具定义温度属性：

使用定位功能对模具和工件进行定位：

在工艺树上点击坯料，并选择“定位-旋转”沿全局坐标系的X轴选择90°。随后使用工件的“匹配边界对话框”功能进行定位，设置“对齐该部件，X中心、Y中心和Z最小值”，“对齐到该部件，选择chamfer-02，X中心，Y中心，Z最大值”。

进行该定位操作后，工件与上模(chamfer-01)相交，但是与下模(chamfer-02)不接触。将上模沿 Z方向平移100mm，使其与工件不相交。然后为工件调用“定位器”（V14软件中，翻译为“位置指针”），询问是保存项目，沿Z轴定位工件，类型为“只平移”，单击向下的按钮。