基于等温模锻和自由锻工艺的120MN多功能重型锻造液压机有限元分析.pdfVIP

第59卷第5期锻压装备与制造技术2024年10月

Vol.59No.5CHINAMETALFORMINGEQUIPMENTMANUFACTURINGTECHNOLOGY0ct.2024

基于等温模锻和自由锻工艺的120MN

多功能重型锻造液压机有限元分析

王鑫，石磊

（天津市天锻压力机有限公司，天津300142）

摘要：120MN兼顾等温模锻、自由锻的重型多功能锻造液压机是根据用户特定工艺需求设计，专用于航空、航天大型锻件研制实

验的锻造液压机，属于重型锻造装备，功能兼容性较大，一台设备可兼顾自由锻开坏、模锻成形等工艺应用。首先根据技术参数要

求设计三维模型，然后采用三维模拟软件对120MN多功能锻造液压机进行建模，并利用有限元分析软件ANSYS分析优化了液

压机的机身结构，合理地优化了结构布局和材料利用率，为公称力在100MN~150MN范围间的多功能锻造液压机的快速设计提

供了参考和借鉴

关键词：锻造液压机；自由锻；等温锻；ANSYS；液压机；有限元分析

中图分类号：TG315.4文献标识码：A

D01:10.16316/j.issn.1672-0121.2024.05.004文章编号：1672-0121(2024)05-0019-07

0引言多功能锻造液压机意味着结构受力面较多，接

大型锻件尤其是模锻件的研发水平和制造能力触部分较多。特别是设备的主驱动油缸就分为主工

已成为国家综合实力的重要评价指标之一，特别是作油缸、侧工作油缸，还有辅助功能油缸，比如上调

重大技术装备自给能力是其中的一个重要因素。其平油缸、下调平油缸、回程油缸等，都需要考虑相应

中，重型数控锻造液压机作为国家重点基础制造装工况下的影响因素。所以再分析过程中需要不断的

备，对国家的经济发展、国防力量、航空航天等领域调整模型以及网格划分，以便于得到最接近真实工

有着至关重要的意义。特别是近年来,在矿山设备、况的计算结果。

风力发电设备、核电设备、大型军用民用飞机、军工模锻等温锻工艺偏载较小，特别是在等温锻工

装备等各个方面，国内外对大型自由锻件以及大型艺时，虽然不对称件较多，但是有调平油缸的辅助控

模锻件的需求呈现日益增多趋势。制，可以保证设备整体的受力状态是比较良好的，通

多功能锻造液压机的计算是一个复杂的设计过过调平油缸将活动横梁调整到最佳状态后进行工件

程，因为设备吨位比较大，锻造工艺功能全面，弥补压制。此时活动横梁的导轨与设备机架的四根支柱

了普通设备功能单一的短板。兼顾模锻、等温锻、自之间的间隙基本是一致的,支柱基本不受偏载力,也

由锻的多功能重型锻造液压机在结构上不同于模避免了支柱的过大变形。但是在自由锻造工况下却

锻、自由锻的单机装备，由于面对的制件不同,整个

截然相反,坏料摆放位置的不确定性，偏离设备中心

框架受力特点较更为复杂，面对的工况较多需要考

很随机，况且要求在热态下快速对工件进行锻造。此

虑的模型特点就要全面。由于模型较之其他单工艺

时调平油缸是不起作用的，偏载造成的设备活动横

设备复杂，所以前期处理工作量比较大。

梁发生偏转，全靠支柱的导向装置抵消偏载造成的

挤压力，这时候活动横梁、支柱、拉杆受力情况都是

收稿日期：2024-04-20；修订日期：2024-05-15比较恶劣的。导致受力分析比较复杂,模型的多方面

作者简介：王鑫（1985一），男，正高级工程师，从事机械设计研考虑以及计算分析更要细致和认真。

发。E-mail:373766506@163.com