《表1 成形参数和毛坯尺寸》

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《TBM滚刀刀圈模锻成形仿真参数优化》

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在三维造型软件UG中，建立模具和毛坯的三维模型，并保存成STL格式，通过Deform-3D的接口将STL格式的文件导入到Deform-3D中，建立如图1所示的刀圈模锻有限元模型。刀圈模锻成形的模具结构较复杂，为了模拟方便，采用简化的结构模型，并将其设置为刚体，忽略弹性变形的影响，模具预热至300℃。上模锻造速度为15 mm·s-1，下模固定不动。刀圈毛坯材料选择材料库中的AISI H13钢，将坯料设置为塑性体，始锻温度设置为1150℃。毛坯网格采用Brick Mesh形式划分，网格数量为65223个，最小网格尺寸为3.216。刀圈成形为体积成形工艺，故毛坯与模具的摩擦形式采用Shear形式。刀圈与模具之间的热传导系数为11 N·（s·mm·℃）-1，摩擦因子为0.3，毛坯与空气热对流系数为0.02 N·（s·mm·℃）-1，环境温度为25℃。采用Sparse求解器和Direct Iteration迭代算法，时间步长为0.005 s，停止条件设置为刀圈外径尺寸达到Ф440 mm。成形参数和毛坯尺寸具体见表1。