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60AT尖轨跟端的少飞边模锻成形工艺研究
| 论文题名： | 60AT尖轨跟端的少飞边模锻成形工艺研究 |
| 关键词： | 60AT型尖轨跟端;Gleeble-1500实验机;模锻成形工艺;U71锰钢;数值模拟;模具CAD技术 |
| 摘要： | 近年来，随着我国铁路运输的发展，列车也经过多次提速改革。钢轨也逐渐地朝着重轨发展，以满足铁路运输向高速重载发展的要求，相应的道岔尖轨也已采用特种断面钢轨(AT型尖轨)来制作，材料常选用U75V或U71Mn钢。本文着重研究高速铁路用60AT尖轨跟端的锻造成形工艺，由于AT型尖轨跟端的成形截面形状变形较大，其锻造工艺比较复杂，如果采用传统的生产试验的研究方法，将使得工艺开发周期较长且会浪费大量的试验材料。所以本文采用UG建模软件和DEFORME三维数值模拟软件，来进行关于U71Mn钢材质的60AT轨跟端锻造成形工艺的设计与研究。 为使得模拟结果更接近生产实际，在进行本课题的研究时，采用Gleeble－1500热模拟实验机对U71 Mn钢进行了高温热压缩实验，分析掌握了这种材料流动应力受各个变形参数的的影响的变化规律，建立了这种材料的DEFORM数值模拟材料模型，在后期可直调用该模型来进行60AT尖轨跟端锻造成形的数值模拟，从而使得成形模拟更贴合实际。 针对60AT尖轨跟端锻造成形的成形特点，设计其锻造工艺流程及各个锻造工步的模具结构。在借助UG三维建模软件对成形模具及坯料进行三维建模。用DEFORM-3D数值模拟软件对所设计的60AT尖轨跟端的锻造成形过程进行数值模拟仿真，针对模拟结果显示的成形问题及时修改模具结构，并确定了能成形良好制件的模具结构。优化了立锻模轨脚处过渡圆角半径，实现了锻造飞边的减少。 观察了60AT尖轨跟端的锻造成形过程中，各个模锻成形工步中金属的应力、应变和温度场分布，及各工步的成形载荷变化情况。分析造成各种分布情况的原因及合理性，从而判定所设计60AT尖轨跟端的锻造成形工艺的合理性。再通过一系列(包括不同的下料长度620mm，630mm，640mm，650mm，660mm，670mm，680mm)和不同的摩擦系数(0.1，0.2，0.3，0.4，0.5)的对比模拟试验，分析了不同下料长度，不同摩擦系数对最大成形载荷和制件充填良好成形段长度的影响。从而为60AT尖轨跟端的锻造成形工艺确定较优的下料长度和适当的摩擦系数，以达到节约材料和降低对设备载荷的要求的目的。 在本课题中，把制件材料实验，模锻工艺、模具CAD技术及数值模拟仿真技术结合起来，能对60AT尖轨跟端的锻造成形的相关设计和实际生产提供较可靠的依据，可以帮助实现缩短产品开发的周期、优化成形工艺，降低试验成本等多个目的。具有较高的实际生产的参考性。 |
| 作者： | 邱媛媛 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 周杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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