液压锤锤砧胎模锻成型模拟及应用

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1、56模具工业2015年第4l卷第10期液压锤锤砧胎模锻成型模拟及应用孙统辉，李昌义，庞庆海，秦红付，金明(中信重工机械股份有限公司，河南洛阳471039)摘要：基于海洋工程装备锻件受力复杂，工况特殊，各项性能及探伤要求较高，锤砧通常采用传统的自由锻+机加工方法进行生产，导致锻件金属纤维被大量破坏，不能满足使用要求。通过运用数值模拟的方法辅助胎模锻工艺方案进行设计，成功试制生产了锤砧锻件，实现该类锻件的国产化。关键词：海洋工程装备；锤砧；胎模锻；有限元模拟中图分类号：TG316；TP391．9文献标识码：B文章编号：1001—2168(2015)l0—0056—04Formingsimulati

2、onandapplicationofforgingdieforhydraulicpilingmachinehammerandanvilSUNTong一Ⅲ，LIChang-yi，PANGQing-hai，QINHong—fu，JINMing(CITICHeavyIndustriesCo．，Ltd．，Luoyang，Henan471039，China)Abstract：Inviewofthemarineengineeringequipmentwasforcedcomplicatedlyandspe—cialworkingcondition，theforgingperformanceandthefl

3、awdetectionwerehigher．ThehammerandanvilWasproducedbytraditionalfreeforgingandmachiningprocess，whichleadedtotheforgingcouldn’tmeetrequirementsduetothemetalfiberWasdestroyed．Nu-mericalsimulationWasusedtodesigncaulforgingprocessandsuccessfullytrialproducedhammerandanvilforgings．Keywords：marineengineeri

4、ngequipment；hammerandanvil；caulforging；finiteelementsimulation1引言定，不能满足使用要求。采用胎模锻成型锤砧，尽液压打桩机作为海上风电场建设的关键设备，量减少对锤砧金属纤维流线的破坏。直接影响了风电场施工的进度及可靠性。$800型液压锤被广泛应用于海上风电场单桩基础施工，该2．1锤砧制造技术要求型号液压锤心部分通用，锤砧可根据所打水泥桩规由于锤砧的使用状况特殊，技术要求较高，锤格进行更换，国内海上风电场施工单位通常从供应砧的外形尺寸见图1，材质为30Cr2Ni2Mo，具体技术商采购不同规格的锤砧，最短采购周期也要将近一指标为：化学成

5、分符合JB／T6396—1992标准；力学性年且费用较高，严重影响风电场建设的施工进能：≥830MPa；or02≥635MPa；≥12％；AKDvM≥度]。以下对锤砧锻件胎模锻造工艺进行研究，成50J；超声波探伤按JB／T5000．15—2007标准Ⅱ级验功实现$800液压锤锤砧锻件国产化，在海洋工程装收。备锻件的制造中取得了突破。2工艺设计锤砧外形为圆饼形，若采用自由锻工艺生产，锻造余量大，其外形需机加工，浪费原材料，机加工过程锻造纤维流线破坏较多，使零件各向性能不稳收稿日期：2015—06—02。作者简介：孙统辉(1982一)，男(汉族)，河南洛阳人，工程师，主要图1锤砧从事特大型锻件工艺

6、研究工作。模具工业20l5年第4l卷第l0期572．2胎模锻造工艺3胎模锻成型数值模拟及工艺优化2．2．1胎模设计3．1金属充型模拟根据锤砧技术条什中对材料力学性能的要求，刚Deform一3D有限元分析软什对胎模锻金属充确定锤砧成型方案采用胎模锻与白由锻相结合的型过进行模拟。4所示分别为上模压卜量520锻造方法l3r。设计专模具，为了在模锻时金属充mm和1440mm时金属充模拟结果。由4可及纤维方向分别取得良好的效果，选择锻件水平见，胎模小端凸台在上模压卜量为520mm时已经充投影最人截面为分模面】，即锤砧人端平面。上模满金属，金属充型过在最初阶段已经完成，随后选J{j白由锻压机配套900mm

7、锻造平砧，十字中心旋仅是锻件较人端面的镦粗过，说明了模具设计是压法压人端面，生产的锻什无飞边。锻件大端外圆合理的。白然形成鼓肚部分采白由锻方法进行滚锻成。设计的胎模结构如图2所示。，．垒Q一．733图2胎模结构。。一2．2．2锻造工艺设计(a)上模爪量为520mm基丁川户取样位置设计，综合考虑锻什力学性能及超声波探伤要求，在锻件锥面部分局部加放_JlI艺余，尽量减少机械加I：量，具体锻什结构尺寸如