环筒件扩挤复合成形新技术的试验研究

本文提出了一种可用于生产环筒类锻件的新工艺———扩挤复合成形技术。并采用模拟试验方法研究了该工艺中金属的流动规律和主要工艺参数对成形的影响。优化出合理的冲头工作角和扩挤变形比例，为该工艺应用于实际生产提供了科学依据。     

基于不同减薄量的纵向内筋薄壁筒反向滚珠旋压分析

采用反向滚珠旋压制造带有纵向内筋的薄壁筒形件.将刚塑性有限元与工艺实验相结合,被应用于分析在不同壁厚减薄量下带有纵向内筋薄壁筒形件反向滚珠旋压成形.有限元模拟结果和实验结果都表明内筋的高度随着壁厚减薄量的增加而增加,但在模拟结果与实验结果之间存在着大约10%的误差.有限元模拟的应变等值线图表明在筒壁变形区的径向应变和内筋变形区的切向应变有助于内筋的成形.轴向旋压力有限元预测结果表明较大的壁厚减薄量导致了轴向旋压力的增加,同时也导致了旋压件表面金属材料的非稳定流动.     

铲旋工艺的有限元分析及试验研究

针对含法兰盘双筒形零件内筒成形的铲旋工艺,设计了一种半封闭式双铲旋轮结构,基于Simufact软件平台建立三维铲旋刚塑性有限元模型,对铲旋工艺的成形效果进行分析,并采用CDC-60型旋压机床进行试模验证试验.结果表明,在铲旋成形过程中,变形区的金属始终处于受力不均、受挤压的状态,从而发生轴向、径向、切向的位移,并产生轴向长高、径向增厚的效应.在铲旋成形后期,底部金属所受小变形区的阻力作用增强,使其径向增厚受阻,从而在筒壁内侧出现了欠料缺陷,而且进给距离越大,其增厚效应和欠料缺陷越明显.试验所得旋轮内筒的有效高度和壁厚分别为35.0、6.9 mm,超过铲旋厚度的15和3倍,试模试验结果与模拟结果的误差小于10%,从而验证了数值模型的可靠性和半封闭式铲旋轮结构的可行性.     

镁合金汽车前轮壳糊态挤压成形工艺研究

对汽车AZ31镁合金前轮壳进行糊态挤压试验研究,从坯料加热、模具预热、润滑剂、挤压比、挤压速度到挤压力等几个工艺参数,分别进行系统的试验研究,得出AZ31镁合金成形规律和确定工艺参数的方法,对在汽车前轮壳零部件的生产、应用起到重要的参考作用。     

高导电率圆铝杆连续铸挤成形技术实验研究

为制备高导电率电工圆铝杆,采用连续铸挤技术制备了直径9mm圆满铝杆,借助光学显微镜、材料电子拉伸试验机和双臂直流电桥研究了连续铸挤成形圆铝杆的微观组织、力学性能和导电性能.结果表明,连续铸挤成形技术可制备组织、性能优良的高性能电工圆铝杆.当浇注温度为730℃,铸挤轮转速为15r/min,挤压出口杆温度为500℃,成盘杆空冷至室温时电工圆铝杆的力学性能和导电性能优良,拉伸强度为90.4～95.2MPa,伸长率为21.1%～22.1%,电阻率为27.09～27.20nΩm,为生产高导电率电式圆铝杆开辟了新途径.     

FRP筋拉挤成型工艺过程的光纤光栅监测与结果分析

FRP材料的力学性能受到成型加工参数的影响,而利用传统的方法不能对这些参数进行准确的测量.本文基于光栅对拉挤工艺生产FRP筋的过程中的固化温度和由于树脂固化过程中的化学收缩造成的残余应变进行监测,并采用双光栅法实现温度与应变的双参量同时监测.结果表明利用光栅测量的温度较设备设定温度低10℃左右;光栅在模具中所受到的应变随进入模具的长度增加而增加,在温度达到最高的固化温度处应变开始减小,表明了在此位置树脂开始固化;固化后的FRP筋的应变与温度变化呈线性关系,利用光栅测量FRP筋热膨胀系数为5.19×10-6/℃;同时在室温下,受拉状态下的残余应变为-50με左右,这为该材料的残余应力分析提供了依据.利用光栅可以定量测量FRP挤拉成型工艺过程中的固化温度,树脂在模具中的固化状态以及FRP制品中的内部残余应变.     

大型筒节轧制成形热力耦合模拟和工艺分析

与传统自由锻相比,大型筒节轧制成形是一种先进高效的生产工艺,具有短流程、节能节材等优点。本文采用基于热模拟实验的筒节材料流变应力模型,通过有限元热力耦合数值模拟,研究了大型筒节轧制过程的金属变形和温度演变规律,分析了轧制工艺参数对金属变形的影响,为优化轧制工艺,预测和控制成形质量提供了依据。     

工艺参数对半固态流变铸-锻6061合金成形性的影响

采用分析软件测定6061合金冷却曲线,用手工搅拌法制备半固态6061合金,制备不同温度下的水淬试样,测试了不同温度下的初生固相率。利用H1F100型伺服驱动压力机及杯型实验模具,进行半固态6061合金流变铸-锻成形,研究了合金温度、成形压力、上型温度、保持时间等工艺参数对半固态6061合金成形性的影响。结果表明:在一套模具内实现铸造和锻造是可行的,合金温度以及上型温度越高,制件的成形性越好。本实验条件下,当半固态合金温度为642~645℃、上型预热温度为200~300℃时,随着保持时间的增加,半固态6061合金铸-锻成形试样容易产生冷隔等铸造缺陷。     

低温下纤维增强塑料筋混凝土粘结性能试验研究

为研究低温下FRP筋与混凝土的粘结性能,设计研发可实现低温下力学加载和应变测试的试验装置,对FRP筋混凝土试件进行梁式拉拔试验。研究了温度、FRP筋直径以及FRP筋与混凝土锚固长度对FRP筋与混凝土粘结性能的影响。研究结果表明：温度从-10℃降低至-30℃, FRP筋与混凝土的粘结性能增强15.5%～40%,并且在承受荷载增大时粘结性能增强幅度更明显;FRP筋与混凝土粘结性能还会随着锚固长度和GFRP直径的增大而变小。     

基于RSM的铝合金大锻件局部加载成形质量控制

为解决局部加载条件下铝合金大型锻件成形过程中微观组织不均匀与过渡区筋部充填不满的问题,借助于响应面法(RSM)与数值模拟相结合的策略对锻件局部加载成形工艺进行研究。以锻件微观组织均匀性和填充性作为质量评价目标,建立坯料温度、压力机速度、上模斜角角度、道次与质量指标之间的关系模型,并得到合理的工艺参数:坯料温度为440℃,压力机速度为10 mm/s,上模斜角角度为158°,3道次成形,各道次压下量分别为20,20和5 mm,将得到的工艺参数进行再模拟并应用于生产试制。对生产试制得到的锻件的典型截面进行组织观察。研究结果表明:模拟和实际生产的锻件微观组织均匀,分布规律一致,且锻件均充填完整,所提出的策略能有效对大型锻件局部加载成形宏、微观质量进行控制。     

直齿内齿轮精锻成形新工艺的三维数值模拟

为改善直齿内齿轮零件采用常规闭式镦挤成形时载荷大、型腔充满困难、模具磨损严重等情况，本文在分流锻造法的基础上，采用二次分流的方法，提出了直齿内齿轮的两段成形的精密锻造成形新工艺，即缩挤和镦挤相结合的成形工艺。并用有限元软件对直齿内齿轮的两段成形工艺进行数值模拟，分析、验证了该工艺的可行性。     

铝合金无缝管挤压成形过程的数值模拟与分析

针对铝合金无缝管的挤压成型工艺,设计7075铝合金无缝管的挤压模具和穿孔针,建立有限元分析模型,利用DEFORM V6.1有限元软件的数值模拟与仿真计算,分析不同挤压温度和速度对挤压力、内部温度场、应力分布的影响.结果表明, 7075铝合金无缝管挤压模拟过程中,挤压温度在400℃～500℃的范围内,挤压速度在5 mm/s～8 mm/s的范围内,挤压速度和挤压温度都对挤压力的大小有较大的影响.挤压速度越高时,挤压温度对挤压力的影响效果越明显;挤压温度越高时,挤压速度对挤压力的影响效果越明显;挤压温度升高,挤压筒内未产生大变形区域等效应力降低,管材靠近模孔处附加拉应力增大;挤压速度升高,应变分布不均匀性增大.为获得高品质的7075铝合金无缝管,应严格对挤压温度-速度工艺进行调控,并控制好管材出模孔温度.     

厚壁筒翻孔成形的理论与实验研究

采用有限元数值模拟与实验研究方法,模拟分析了厚壁筒体翻孔工艺过程材料塑性变形规律及特点,研究了不同温度条件下工件预加工孔型、孔径等对厚壁接管成形尺寸的影响。研究结果表明,模拟与实验结果一致,当预加工孔型为反锥型且平均孔径为11?时,厚壁筒体翻孔后的接管尺寸符合要求。     

AlSi9Mg变速箱下壳低压铸造工艺模拟及优化

为解决低压铸造过程中容易产生气孔、夹渣、缩松等问题,研究了铸造工艺参数对低压铸造AlSi9Mg变速箱下壳充型及凝固过程的影响。依据Pro/Engineer软件绘制2种不同浇注系统的变速箱下壳三维实体模型,利用ProCAST软件进行数值模拟,探讨浇注温度、铸型温度及充型压力等对AlSi9Mg变速箱下壳低压铸造时金属液充型及凝固过程的影响,以标准化正交表对实验结果进行有效分析。结果表明,较合理的工艺参数为浇注温度700℃、铸型温度350℃、充型压力45 kPa,在此工艺参数下铝合金变速箱下壳铸件缩孔、缩松缺陷体积由原来的1.537 cm~3降为1.425 cm~3。对AlSi9Mg变速箱下壳低压铸造工艺进行模拟研究,可为变速箱下壳低压铸造工艺的优化提供参考依据,具有实际应用价值。     

工艺参数对切削-挤压过程影响规律的研究

采用切削-挤压成形技术进行整体翅片的加工。简述了切削-挤压成形的原理,分析了有利于翅片形成的刀具结构;通过实验研究了一定刀具结构和切削速度下,保证翅片有效成形的切削深度与进给量间相互影响关系,以及切削层宽度与切削层厚度对于翅尖形状的影响;利用建立的切削-挤压力测试系统,根据实验结果获得了切削-挤压力与切削用量间的经验公式。可以为合理选择工艺参数以获得理想翅片形状和尺寸提供理论依据。     

一种变截面拉延筋新工艺及其在回弹控制中的应用

在薄板冲压成形工艺中,引入了一种变截面拉延筋新工艺,对该拉延筋的阻力模型进行了分析,并以汽车外覆盖件为研究对象,根据板料成形特点及回弹规律,对顶盖冲压成形进行了回弹仿真分析.在回弹仿真过程中,该拉延筋对冲压件的成形有着显著的影响,使之得到充分的延展,大大提高了覆盖件的成形质量.仿真结果显示,采用变截面拉延筋新工艺,可以有效控制浅冲压件拉延成形的回弹,对实际生产中制定合理的冲压工艺方案具有一定的指导意义.     

超大高径比棒料平锻成形钢拉杆U型头预制坯工艺分析及模拟

为了解决传统U型钢拉杆存在的生产工艺落后、加工周期长、材料利用率低等问题,提出一体式钢拉杆成形工艺。以35型钢拉杆U型头预制坯的成形为研究对象,设计了3道次加热镦粗方法,采用DEFORM-3D有限元软件分析了不同工艺条件下镦粗后温度场、应力场的模拟结果,探讨了成形效果较佳的热成形工艺参数,并通过实验验证成形的可行性。结果表明,各道次较佳的热成形工艺参数如下:第1道次始锻温度为1 150℃、冲头速度为20 mm/s,第2道次始锻温度为1 150℃、冲头速度为30 mm/s,第3道次始锻温度为1 100℃、冲头速度为20 mm/s;在该热成形工艺参数下,各道次的成形力分别为1 520,2 090,5 290 kN,各道次的胀模力分别为5 870,6 710,8 830 kN;镦粗后金属流线分布合理,没有出现交叉、折叠等现象,成形效果较好。采用3道次热镦粗方法制备预制坯,制件内部的等效应力分布都比较均匀,可以形成质量良好的制件,研究结果可为35型钢拉杆U型头预制坯的镦粗聚料工艺设计以及设备选择提供参考。     

蔗渣浆纤维模塑装饰建筑材料的制备与性能

以天然蔗渣浆纤维为原料,利用模塑热压工艺复合成形,得到物理性能优良的纤维模塑装饰建筑材料.借助拉伸性能测试、热重分析、FT-IR等研究了影响该材料力学性能的因素.研究表明:该材料的拉伸性能主要受增强剂和阻燃剂添加量,干燥温度、时间和压力的影响;随着阻燃剂添加量的增加,材料的拉伸性能明显降低;最佳干燥温度为160℃,干燥...     

拔制工艺对内螺旋凸筋管成形的影响

采用正交试验与单因素试验相结合的方法分析了拔制工艺因素对内螺旋管凸筋成形的影响规律。研究结果表明,内外模设计参数一定,管料的筋底壁厚压下率ε是凸筋成形的关键,ε=25％—30％ 有利于凸筋成形;管料壁厚不均度δD 对凸筋成形有重要的影响,δD<0.05 有利于凸筋成形;管料筋底壁厚压下率ε增加,凸筋的拉缩量增大,并且凸筋成形与内螺旋管凸筋的宽周比K 没有明显的相关关系。     

6061铝合金反向热挤压工艺参数优化及其模拟

利用GLeeble-1500热模拟试验机对6061铝合金进行单轴压缩试验,采用ABAQUS软件对6061铝合金在不同温度和不同挤压速度的成形过程进行数值模拟,分析各种工艺参数对挤压过程的影响.模拟的结果表明,在挤压速度2 mm/s、挤压温度和模具预热温度420 ℃条件下,挤压力随时间变化曲线、出料口温度都与实验较接近,通过模拟发现在挤压速度15 mm/s、挤压温度和模具预热温度350 ℃条件下,出料口温度为488.4 ℃,制品横截面温度梯度差较小.观察跟踪点处温度和应变随时间变化曲线,发现金属在死区和模具出口附近温度最高,应变达到最大值.