空心圆柱齿轮热精锻生产工艺及实验研究

齿轮制造是一个连续化生产过程,精密锻造生产齿轮既要保证生产连续、高效,又要保证模具的可靠.文中针对空心圆柱齿轮,提出了带心轴、无心轴-空心坯和无心轴-实心坯3种精密锻造模具方案,预测了3种方案精锻齿轮的成形载荷,通过有限元仿真分析了3种方案的齿轮成形过程、金属流动规律、模具受力状况和成形载荷,并设计了相应的生产工艺流程,比较了3种精密锻造方案和传统切削齿形加工的生产效率和材料利用率.通过齿轮热精锻实验验证了有限元仿真和载荷计算的准确性,确定无心轴-实心坯为行星齿轮热精锻生产的最佳工艺方案.     

铝合金机轮轮毂锻造流线仿真与实验研究

采用Deform 2D软件对铝合金机轮轮毂在不同工艺参数下的锻造流线进行仿真分析,并通过机轮轮毂缩比件锻压工艺实验研究对仿真结果进行验证.研究结果表明:适当增大坯料与模具之间的摩擦,可减小流线与锻件表面夹角,避免流线露头;与常规热模锻工艺相比,等温模锻工艺(模具温度和坯料温度均为450℃,压制速度为0.1 mm/s)在较高的温度和较低的变形速率下,可有效降低材料的变形抗力,增强材料在模腔中的流动性,成形的机轮轮毂流线分布合理,晶粒细小均匀,避免了热模锻过程中易产生裂纹、充填不满等缺陷.     

精密锻造高新技术研究方向与应用

本文结合安徽安簧机械股份有限公司"汽车零部件锻造工程技术研究中心"建设,从锻造过程的计算机模拟化,锻造工艺过程数字化,智能自动化,锻造模具新材料、设计与辅助加工,锻造绿色成形与热处理等四个方面,分析国内精密锻造行业高新技术发展与应用方向。     

模具成形缺陷及其原因

随着各种控制技术的进步和成形理论的创新完善,模具设计的独创性和高精度性要求日益强烈,模具化产品的直接成形和低余量少加工间接成形越来越受到各种企业的青睐。模具的应用范围很广,几乎遍及了工农业的各个行业。比如铸造模具、锻造模具、冲压、发泡模具及各种食品包装模具等。近年来,特别是精密铸造等成形模具的发展更是超乎迅猛。在深入了解材料性能的基础上,通过严格的环境条件和工艺技术的控制,使许多异形复杂的品件近乎一次成形。无论是通过锻造、铸造还是冲压,这都大大的提高了材料的利用率和成品加工效率,为企业创造了巨大的经济效益,也为社会的技术进步做出了很大的贡献。     

基于薄板件压力连接的模具智能选型

探究表征机械变形压力连接点质量的主要参数,并将模具的几何形状进行参数化处理.采用有限元仿真分析和实验相结合的方法,分析对影响压力连接点力学性能的模具关键参数进行多目标优化的可行性,在此基础上提出针对特定材料只需输入板件厚度便可得到模具几何参数的模具智能选型公式.压力连接点横截面的实验结果与仿真结果吻合较好,通过模具智能选型公式所选出的相关模具得到了质量较高的压力连接点.     

模具失效分析与对策

模具失效是指模具丧失了正常工作能力,不能生产出正品。模具失效的基本形式有断裂与疲劳、塑性变形、磨损、咬合、冷热疲劳等。模具的服役条件有机床精度与刚性、被加工件变形抗力及表面状态、模具预热、锻造温度、润滑条件、冷却条件等。在一定的服役条件下,造成模具失效的关键因素有模具结构、模具机加工质量、模具材料和热处理等。     

油泵齿轮轴精锻成形工艺研究及缺陷分析

针对油泵齿轮轴特殊形状设计了齿轮轴精锻模具.通过有限元仿真和精锻实验研究了齿轮轴成形过程和金属流动规律.分析了对油泵齿轮轴精锻工艺中产生齿形角隅填充不满缺陷的原因:角隅填充是成形终了时成形载荷陡增的主要原因之一,由于齿轮轴精锻模具结构的特殊性,其强度无法满足齿形角隅填充所需高成形载荷的需要.基于角隅填充状况,提出了齿形端面斜面分流和环形槽分流,并对传统精锻工艺和两种分流锻造工艺进行了有限元仿真.分析结果表明两种分流方法均能有效减小齿形角隅填充时金属流动阻力,保证齿形良好填充,降低成形载荷,并且斜面分流优于环形槽分流.锻造实验验证了有限元仿真的准确性.     

复杂叶片锻造工艺实验装置的研制与开发

以研究开发复杂叶片锻造装置及相关成形实验为目的,在充分考虑实验教学开展的便捷性、安全性及易操作性基础上,详细分析并介绍了叶片锻造及配套成形模具的结构设计特点及主要实验内容,为实验教学课程的开展打下了坚实基础。所开发的实验装备及实验课程内容经实际教学过程检验,取得了较好的教学效果。     

基于虚拟仿真实验的“材料分析技术”课程改革研究

"材料分析技术"是材料化学专业的一门综合性与实践性很强的基础课程.针对该课程长期以来内容庞杂、课时数少、实验机会少和实验仪器匮乏等问题,采取借助虚拟教学平台对教学内容进行适时更新、运用虚拟仿真实验丰富教学方法与手段和强化实践教学,取得了良好的教学改革效果.     

“新工科”背景下材料类专业“虚实互补”实验教学体系深化研究

"新工科"背景下材料类专业的实验教学在培养学生探索材料本质、开发新材料和解决实际问题的综合素质和能力方面发挥着举足轻重的作用."虚实互补"实验教学模式能打破传统实验教学模式,通过多方位引入材料仿真实验,将其融入理论教学和实践教学中,解决传统实验教学中存在的制约问题,创建"理论-仿真-实验"三位一体化的实验教学模式,实现理论问题理解更透彻,理论性质理解更形象,实验结果机理分析更深入.将虚拟仿真实验与材料设计相结合,让学生把理论基础学习与实践探索环节用设计与模拟有机地衔接,帮助学生由被动继承性的学习变为主动创造性的学习,可实现新材料设计和材料改性有的放矢."虚实互补"实验教学模式有效响应"新工科"教学新理念,即整合教育技术、创建虚拟学习环境、实现跨学科协同合作,利于本科生从事科研、促进师生互动和实践互动,利于实施深度学习、混合学习、分析学习的智慧教学模式.     

机械工程材料虚拟仿真实验教学研究与探索

"机械工程材料"是一门理论性和实践性都很强的重要专业基础课,该课程相关实验对学生理论知识的理解、巩固和提高及实践经验的积累具有重要作用。针对现有机械工程材料实验教学中存在的问题,分析了虚拟仿真技术在实验教学中的作用与优势,研究探索虚拟仿真技术在机械工程材料实验教学中的应用模式。通过引入仿真实验建立课堂实验演示证明,仿真实验能加深学生对实验方法的理解,提高实验教学效果,对学生独立思考与创新能力的发展有很大的帮助。     

非织造复合材料模压成形冷却过程数值模拟

针对非织造复合材料模压成形的冷却过程,从材料、模具及成形工艺三方面探讨了影响制品冷却效果的因素.基于Laplace传热理论,建立了模压成形模具的三维稳态仿真模型以及制品的一维瞬态仿真模型.以汽车左右轮罩地毯为例,进行了三维数值模拟仿真及实验验证.轮罩地毯31个特征点的仿真结果在数量级及分布趋势方面均与现场测量数据比较吻合,证明了非织造复合材料模压成形冷却过程数值模拟的精度和实用性.     

43″汽轮机叶片材料热变形行为及制坯工艺参数优化

针对制造高质量叶片锻件的材料热变形问题,采用热模拟试验及数据回归拟合的方法建立了某43"汽轮机叶片材料的高温流变应力方程.采用所建立的方程,使用软件DEFORM3D对叶片锻造过程进行了数值模拟和正交试验分析.应力方程计算结果表明,所用材料在高温压缩下的流变应力符合双曲正弦函数关系.试验分析结果表明,凸台直径对叶片锻造质量的影响最为显著,叶根过渡处圆角与摆料位置的影响其次,叶冠过渡处圆角的影响最小,据此对锻造工艺参数进行了优化.生产实践表明:采用优化后的参数可降低载荷,使尺寸公差保持在3mm之内,从而提高了产品质量,减小了材料成本,降低了锻造次数,提高了材料利用率和生产效率,这对叶片材料及模锻件的国产化具有重要意义.     

热作模具钢锻造加工的缺陷及预防

热作模具在制造过程必须进行锻造处理,才能满足模具的使用要求。该类模具在工作中必须承受机械负荷与热负荷,模具的失效形式和形成因素非常复杂。它们的工作环境非常恶劣。主要表现在早期断裂、疲劳断裂、热疲劳、形腔堆塌和磨损;这些失效与模具钢的原材料存在的缺陷有密切的关系。根据本人多年来在热作模具钢锻造加工方面的研究与教学实践工作。提出热作模具钢锻造工艺及操作要点。     

粉末热锻模具磨损特性的实验研究与机理分析

为研究粉末热锻模具的磨损特性和磨损机理,文章通过制取预锻坯、设计和制造模具,搭建实验平台,在不同压下量(15.8%、18.1%、20.9%)下进行粉末热锻实验,将经混粉、压制和烧结后的预锻坯锻造到不同的相对密度(92%、94%、96%);对试验前、后的模具沿轴向标记点进行磨损量检测,使用扫描面电镜和物相分析等手段对试验后的模具进行微观分析。试验结果表明:粉末热锻过程中模具的磨损量随着锻造密度的增加而增大;模具在工作段沿轴向上越靠近上端,磨损量越大;粉末热锻模具的磨损机理是氧化和剥落交替进行的动态平衡过程。     

“虚实结合”的锻造工艺实验设计与实践

锻造工艺是金属材料成形的重要工艺方法。根据锻造工艺特点,结合本课程传统实验教学现状,设计了“虚实结合”的锻造工艺实验教学课程体系,开发了“开式冲孔”、“环形件模锻”等真实物理模拟实验和“锻造缺陷分析及工艺过程”虚拟仿真实验课程,并通过虚实结合的教学模式,使学生对锻造工艺相关知识进行全方位的运用和实践,大幅提升其工程实践能力。     

基于工程能力全过程培养的锻造成形综合实验设计与实践

针对金属材料锻造成形综合实验教学存在的突出问题,山东大学材料成型及控制工程专业以工程教育专业认证理念为指导,面向经济社会发展需要和学生工程能力培养要求,开展了锻造成形综合实验教学改革探索.提出了"贯通融合、系统完整、虚实结合、广泛互动"的综合实验设计思路,开发了以"一核心、两模式、三结合、四要素,全过程"为特色的锻造成...     

应力法剪切模具CAD和动态仿真系统的设计

基于应力法剪切技术的理论及CAD和仿真技术原理 ,提出了一种在微机上开发的基于Windows98/NT的剪切模具的CAD和动态仿真系统的平台 .着重介绍了本平台的总体设计思路、体系结构和功能模块 ,实现了剪切模具结构的计算、设计、有限元分析、仿真及装配图一体化集成技术     

墙体材料成型模具表面处理现状及发展趋势

模具的质量直接影响墙体制品的质量和企业经济效益,模具表面处理在模具制造过程中占有重要位置。本文分析了墙体材料成型模具的主要失效形式．介绍了墙体材料成型模具常用的氧面处理方法,指出稀土应用、纳米表面工程及激光技术应用是今后提高墙体材料成型模其他用寿命的趋势。     

增量锻造平行面过程中材料的损伤研究

在锻造系统中研究了平行面加工时材料的损伤情况.加工出了不同缺口半径的拉伸试样,并进行了拉伸实验,分别得到了材料在Cockcroft ＆ Latham （C-L）与Ayada这2种不同损伤模型时的损伤值.根据该值利用有限元模拟软件DEFORM3D对平行面加工过程进行了模拟,并同时在锻造系统中进行了平行面的锻造试验.对有限元分析数据与试验结果进行比较,表明含有平均应力的Ayada模型更适于增量锻造过程损伤的预测.