面临的挑战：

来自海克斯康的解决方案：

工艺仿真软件

工艺仿真分析软件致力于全工艺链的仿真，主要应用于金属塑性成形及热处理仿真分析。基于钢铁企业常见的生产工艺，可实现多种工艺链的仿真：自由锻多工位成形；冷热连轧成形；棒材成形；锻材成形工艺及管材成形工艺。

来自海克斯康的工艺仿真软件覆盖的工艺类型非常全面，可以灵活组合出贴合实际情况、不同的实际生产工艺，充分分析每个工位道次成形过程对产品的影响，为客户设计研发新工艺提供分析数据。

•软件界面方便易用，可在同一界面完成案例不同的工艺参数方案、不同的工位模型分析。实现多个工位与多个方案的对比分析，相似工艺可以通过复制快速创建分析模型，方便用户前处理模型创建，还可将前一工位的结果带入到下一个工位，实现工艺链的分析；

•具有更精确的网格划分，确保分析收敛和结果的精度；

•拥有强大的数据接口，除常用的通用模型文件，还可以直接导入常见CAD软件格式文件；

•支持整个装配体结构的直接导入，并支持外部导入网格模型及结果数据；

•提供定位工具进行简便快速的装配和重定位设置；

•提供独立的专业材料数据库（目前有700多种材料数据，且针对各种材料专门提供了GUI界面，每种材料涵盖了基本信息、化学成分、机械性能参数、热力性能参数、流变应力曲线、失效、微观组织、相变等信息）还可支持用户自定义材料数据；

•专业的设备库（如：曲柄压力机、螺旋压力机、对击锤、液压机、机械压力机等），轻松实现复杂运动的控制。）多种摩擦类型定义，各种温度影响因素的充分考虑，配合高级求解器，完成并行求解，在兼顾准确性的同时，确保效率。

①自由锻模块

由于自由锻的工艺开发通常是根据实际经验设计，需要试加工进行工艺校验，而通过仿真，能有效减少试验而耗费的时间以及试验锻件的数量，从而节省时间成本和物理成本。

该模块可适用于大多数自由锻工艺仿真，且模块中内置了包括马杠扩锻、径向锻造在内的众多自由锻设备，用户无需亲自建立复杂的自由锻设备模型，只需按照各自需求进行匹配即可，大大简化了仿真工程师的建模工作，提高了仿真工作效率。即使设备库中没有所需设备模型，用户也可以按照其他设备模板快速容易的自定义设备，以便于特殊需求的实现。

使用本模块仿真自由锻工艺可获得更短的工艺开发时间，减少实际试验，工艺过程全面虚拟可视，可预测成形缺陷，工艺流程更稳定、可靠、更优，并提高设备利用率。

典型案例：

该案例由圆坯料锻造成八方，工艺经过4道次的拔长，4道次的倒角，3道次的整形，整个锻造过程要精确控制料的温度，锻造过程的吨位不能超过设备要求的吨位，并控制成形过程的并行均匀度，设备运动控制使用本软件专业的自由锻设备控制，在设备中输入了所有的道次，其中包括每个道次的进给，道次后的更换夹持手，旋转角度等。

     温度剖面分布

“通过以上分析发现，仿真软件自由锻模拟计算结果和实际生产呈现的结果基本一致，尤其温度与吨位的计算与实际精准，为调整压下量提供了参考数据，减少了试验次数，减少了不合理的工艺试验对设备损耗。”

—某钢企业研发部门工程师

②热处理模块

该模块提供了专业的热处理工艺仿真分析平台，用户可以在软件中实现高度逼真的仿真环境，能够实现常见的热处理工艺，包括：随炉加热、冷却、正火、回火、退火、淬火、感应加热、感应淬火、渗碳以及用户自定义的热处理工艺曲线等工艺进行仿真分析。

软件中预置了常用介质，包括常用的水、空气、油以及常用淬火油介质等，可以灵活组合热处理工艺过程中的时间、温度和热转换系数，并可以为全局和局部加热、冷却过程进行定义。可以通过定义一个热处理工艺曲线实现整个热处理过程分析，比如热处理过程包括：加热、保温、运输、冷却、暂停、再加热、保温、运输、淬火等，轻松实现模拟一个连续的工艺过程。

某钢企风机主轴热处理案例：

该案例主要是按照客户指定的热处理工艺路线，在仿真软件中可按照热处理工艺路线进行多次保温，按照一定的加热速率加热，多次交换冷却介质，并可以计算热处理过程中，风机主轴的温度分布、应力分布、各种相的体积分数的分布，硬度分布等结果。

 风机主轴热处理结果

③轧制成形模块

轧制是一种通过一组或多组旋转辊子对工件进行连续或非连续辊压成形的工艺。成形过程中，工件可通过辊轮进行驱动，也可通过模具拉伸进行成形。轧制成形过程应用冷成形或热成形均可。轧制过程种类繁多，比如平板轧制、型材轧制、管材轧制、轧制成形、锻造轧制、楔横轧、线材轧制以及横列轧等等。

轨道型材轧制及其他非对称型材轧制

本模块能够动态仿真轧制过程，不仅适用于新产品工艺的开发：缩短开发周期，减少试模次数，同时也适用于工艺的优化改进：加强工艺过程的综合理解，优化工艺，得到更高的工艺稳定性和质量；预测成形后工件属性；避免辊轧错误；提高机械利用率。同时，还内置了友好的二次开发接口，方便用户模拟包括皮尔格轧制类型在内的特殊轧制工艺。

轨道轧制仿真                                                                              轨道多道次轧制仿真

④环轧成形模块

环轧是一种用于生产无缝环件的工艺类型，一般采用头环或穿孔环作为坯料，通过碾环机进行加工。当进行环件环轧时，环件壁厚进一步减小，体积不变，环直径不断增大。

某钢企碾环案例：

该案例在仿真软件同一个界面中实现了从镦粗、扩孔、冲孔、热处理、碾环全工位的仿真，充分考虑各个工位的结果对结构的影响。

碾环工艺链仿真案例

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