Simufact.forming
旋压及热处理工艺仿真优化整体解决方案
西模发特信息科技（上海）有限公司
2013年9月15日
目录
一、旋压及热处理工艺仿真软件购买的必要性 (3)
二、旋压及热处理工艺仿真软件的组成部分和技术要求 (4)
2.1、旋压及热处理工艺仿真软件的主要组成部分 (4)
2.2、旋压及热处理工艺仿真软件的主要技术要求 (4)
三、Simufact旋压及热处理工艺设计仿真优化整体解决方案 (7)
3.1 德国SIMUFACT公司介绍 (7)
3.2 Simufact.forming旋压及热处理工艺仿真软件介绍 (7)
3.3 simufact.froming软件工作原理 (9)
3.4 simufact.forming旋压案例分析 (9)
3.5 simufact.forming其他国内客户成功案例 (12)
3.6 simufact.forming热处理案例分析 (16)
3.7 simufact.forming软件推荐配置 (19)
3.8 simufact.forming硬件参考配置 (20)
3.9 simufact.forming其他功能介绍 (21)
3.10 simufact.forming售后服务能力介绍 (21)
四、结论 (22)
一、旋压及热处理工艺仿真软件购买的必要性
航天行业许多重要的零部件都通过旋压及热处理加工生产出来，旋压工艺主要包括强力旋压和普通旋压。影响旋压成形零件的工装设计参数和工艺参数众多。主要有如下几类：
（1）工装设计参数主要有：咬入角、卸荷角、旋轮半径、圆角半径、间隙等
（2）工艺参数主要有：芯轴转速、进给比、压下率、温度、润滑等
以上这些参数均会对旋压零件产生影响，如果工装设计或者工艺参数匹配不合理，将会导致产品出现缺陷，造成人力和物力资源的浪费。
过去对于零件的热处理工艺一直是一个难题，只能通过反复试验摸索加以解决。随着计算机技术及有限元仿真软件技术的发展，通过先进的计算机模拟技术，我们能得到实际试验看不到的很多内容及参数。在国外，进行实际加工前，对零件的加工及热处理进行仿真已经是必要过程。而且，近些年来随着众多机械装备向高可靠性、小型化、轻量化发展，要求应用于机械中的机械零部件具有高强度、高可靠性。因此, 为提高机械零部件的材料强度，大多数采用各种热处理及表面处理等方法。如“凸轮轴和齿轮”是发动机中的重要承力机械零部件。其表面产生压缩应力是至关重要的。目前，常常是通过渗碳淬火实施表面硬化处理，以取代传统的齿轮调质处理。然而，为了降低成本, 在淬火结束时, 必须对所产生的变形、应力、硬度的偏差进行调整, 另外，应用实测值及模拟方法，预测、控制这类偏差将成为一项重要工作。
传统的旋压工艺工装设计主要依据经验数据，工量量大、周期长、效率低、费用高、缺少科学性和预见性。且航天中旋压零件多为难旋压的贵重合金，如：钛合金、铝镁合金、高温合金等。我们通过实际的物理实验，往往需要多次实验才能得到较为合理的工装设计和工艺参数，对人力和物力的消耗极为巨大。随着计算机技术在仿真领域中的广泛应用，旋压过程的数值仿真技术也越来越显示出其优越性。
对旋压及热处理过程进行计算机模拟，可从以下几个方面显著地减少能耗节约资源：
（1）减少物理实验次数，节约能源及相关人力物力，提高工作效率
（2）减少因物理实验或工艺不当造成的材料和模具损耗
（3）减少工时
（4）优化工艺路线，减少工艺步骤
（5）缩短新产品研发时间，加快产品上市步伐
（6）降低废料率，减少资源耗费
（7）人力资源，
为了提高贵厂在旋压工艺设计优化方面的效率，缩短设计周期，减少成本，通过利用德国SIMFACT公司的专业的旋压及热处理工艺仿真模拟软件simufact.forming软件进行计算机仿真，使得旋压及热处理工装和工艺参数的设计由经验型向科学计算型转变，提高旋压及热处理工艺装备设计的科学性和精确性。在现有生产工装不变的前提下，实现提高产品质量的目的。
二、旋压及热处理工艺仿真软件的组成部分和技术要求
2.1、旋压及热处理工艺仿真软件的主要组成部分
目前有限元工艺仿真软件主要由三部分组成，包括用户界面（GUI）、求解器及相关数据库，这三部分也直接决定了软件是否易用、求解是否稳定且精确及数据库是否全面，这三部分的主要功能如下：
1、用户界面（GUI）：用户操作界面，用户可使用软件界面进行旋压工艺仿真有
限元模型的建立，包括相关边界条件定义、几何模型导入、后处理结果查看
等功能。
2、求解器（solver）：在整个软件中担负计算功能，负责对前处理建立好的有限
元模型进行计算并得出计算结果。
3、数据库：主要为材料数据库，设备数据库及边界条件等数据库。
2.2、旋压及热处理工艺仿真软件的主要技术要求
对于旋压及热处理工艺仿真，要求软件能实现以下功能，从而帮助我们提高效率、节约材料、优化人力物力配置，提高产品精度、优化工艺：
1、软件应采用windows风格界面，易学易操作，软件应包括前处理模块、求
解器模块和结果显示模块。
2、软件应包含常用的钢材及有色金属等热处理模拟所需参数的材料库，并可以
进行自定义材料库的扩充。且软件可以考虑材料不同相成分的不同属性，
使模拟结果更加精确。具有和材料分析软件JMatPro的接口，可将JMatPro
的材料数据导入进行模拟分析。
3、软件应能够与焊接仿真软件、铸造仿真软件友好结合，方便进行一体化工艺
模拟，也可以和其它有限元软件进行数据交换。
4、软件应能方便定义单个/多个旋轮的旋压工艺模拟。
5、软件应能进行强旋和普旋工艺仿真，回转体强旋工艺模拟要求使用六面体单
元，普旋工艺模拟要求使用实体壳单元。
6、软件可以进行四面体网格、六面体网格及实体壳单元网格的划分和重划分。
具有筒形回转体六面体网格自动划分专用工具，对于普旋中用到的钣金
零件，具有实体壳单元网格自动划分器。
7、软件应能方便的定义旋轮的复杂运动路径，如与总体坐标轴倾斜的直线、曲
线、球线、曲母复合型等路径，用户可在软件中自己输入，且必须具有
输入路径接口，可以从其它软件导入路径。
8、软件应能很方便的定义旋轮的被动旋转边界条件。
9、软件应能方便的定义芯模的主动旋转。
10、软件应能方便的定义芯模及旋轮的旋转轴。无论是与总体坐标平行还是与总
体坐标倾斜的旋转轴均可以通过鼠标来定义。
11、软件应预先为用户定义好相关参数设置，用户只需进行简单设定便可进行旋
压仿真。
12、软件应具有简便的仿真建模功能，通过改变输入数据方便获得最佳的仿真结
果，如：旋压力、应变、温度、厚度等。
13、软件应方便模拟旋轮沿空间任意位置和方向的移动。
14、软件应能考虑旋压过程中的各种因素，使复杂的旋压模拟过程变得更直观、
简单和系统。
15、软件应可以进行冷旋及热旋模拟，整个模拟过程均考虑热传导，包括工件与
空气、工件与旋轮、工件与芯轴、旋轮与空气、芯轴与空气间的热传导。
16、软件对于非线性问题（几何、材料等）计算，应具有良好的收敛性，并能由