复兴铝合金锻件的工艺要求及应变分析

        锻造前的准备工作包括原材料选择、材料计算、下料、加热、变形力计算、设备选择和模具设计。锻造前还应选择润滑方法和润滑剂。
        锻件径向截面上由轮缘和踏面形成的轮廓。车轮锻件的轮缘和踏面形状的选择不仅影响了车轮锻件在轨道上的磨损和使用寿命，而且直接关系到设备的曲线通过性能和行走质量。轮缘使车轮锻件可靠地通过曲线和道岔，不会脱轨。
        踏面呈圆锥形，圆锥度在滚动圆附近1:10。通过曲线时，外轮以靠近轮缘的较大直径在外轨上滚动，内轮以较小直径在内轨上滚动。这样，一方面，车轮锻件可以随着线路方向的变化而起到引导作用。同时，不同的内外轮滚动距离也可以补偿内外轨长度差的影响。
        直线运行时，如果轮对偏离线路中心位置，两轮滚动半径之差将使轮对恢复中心位置。车轮外锥度为1:5，可增加两轮滚动半径之差，使其易于通过小半径曲线。降低踏面锥度有助于抑制蛇的运动，但轮缘磨损显著增加，大大缩短了旋转周期和车轮的使用寿命。这种方法仅用于一些高速客运列车。
        锻件轮缘踏面形状在运行初期磨损较快，后来逐渐趋于稳定，磨损减慢。旋转修复后的形状不能长时间保持，金属切割量很大。因此，一些铁路采用了一种轮对踏面形状，接近磨损，达到相对稳定的状态，称为凹踏面，也称为磨损踏面。这种形状的使用不仅可以减少车轮磨损，延长旋转修复周期，而且可以降低接触应力，因为它改善了轮轨的接触状态。
        锻造材料涉及广泛的表面，包括各种品牌的钢和高温合金，以及铝、镁、钛、铜等有色金属；一次加工成不同尺寸的棒材和型材，以及各种规格的锭；除了大量适合中国资源的国内材料外，还有国外材料。大部分锻件材料已纳入标准，许多是开发、试用和推广的新材料。众所周知，锻件产品的质量往往与原材料的质量密切相关，因此锻件厂的工人必须具备必要的材料知识，并善于根据工艺要求选择合适的材料。
        锻件成形是在外力作用下产生的。因此，正确计算变形力是选择设备和验证模具的基础。优化工艺流程和控制锻件的组织性能也是不可或缺的。
        有四种主要的变形力分析方法。虽然主应力法不是很严格，但相对简单直观，可以计算锻件与工具接触面上的总压力和应力分布。滑动线法对平面应变问题严格，对高局部变形的应力分布相对直观，但应用范围较窄。上限法可以给出被高估的载荷，上限元也可以预测变形时锻件的形状。有限元法不仅可以给出外部载荷和锻件形状的变化，还可以给出内部应力应变分布，缺点是使用计算机时间较多，特别是根据弹性塑性有限元，计算机容量大，机器时间长。最近，采用联合方法来分析问题的趋势，如。使用上限法进行粗略计算，并在关键部分使用有限元进行细算。
        减少摩擦不仅可以节约能源，还可以提高模具的使用寿命。由于变形相对均匀，有助于提高锻件产品的组织性能。减少摩擦的重要措施之一是使用润滑剂。由于锻件的锻造加工方法和工作温度的不同，使用的润滑剂也有所不同。玻璃润滑剂主要用于高温合金和钛合金的锻造。对于钢的热锻造，水基石墨是一种广泛使用的润滑剂。对于冷锻造，由于高压，通常需要磷酸盐或草酸盐处理。