圆柱齿轮热精锻成形载荷影响因素分析

研究圆柱齿轮热精锻成形载荷计算方法,在圆柱体闭式镦粗计算公式中引入齿形影响因子,得到齿轮热精锻成形载荷经验公式. 有限元仿真模拟了模数分别为1,2,3,4 mm圆柱直齿轮的热精锻过程,利用仿真得到的成形载荷数据拟合求得了齿形影响因子的计算公式;在该经验公式的基础上分析了锻件齿根圆直径、内孔径、高度、齿轮模数以及坯料材料流动应力对齿轮精锻成形载荷的影响;齿轮热精锻实验和文献中齿轮锻造成形载荷数据共同验证了公式的准确性和适用范围;通过变形的齿轮热精锻成形载荷经验公式,求出不同压力机可锻压齿轮的尺寸范围.      

从动螺旋伞齿轮精密锻造数值仿真

对从动螺旋伞齿轮的精密锻造过程进行三维刚塑性有限元模拟，获得了齿形充填饱满的模拟齿轮锻件及其变形过程，阐述了螺旋伞齿轮精密锻造成形阶段分类和齿形充填模式．铅试件实验从齿轮外形和成形力两方面验证有限元模拟的正确性．根据相似理论，预测出从动螺旋伞齿轮冷精锻成形力50州左右，解释了大截面的螺旋伞齿轮难以冷精锻的原因，提出了从动螺旋伞齿轮精密塑性成形的工艺方案．     

精锻叶片模具三维型面优化技术

基于有限元模拟技术,对包括切边工序在内的叶片精锻过程进行了准确模拟,并针对叶片锻造过程中叶身型面产生的尺寸偏差,采用模具型面直接补偿的方法对叶片精锻模具进行了三维优化设计.通过模拟,定量给出了锻件型面的尺寸偏差,建立了偏差类型与型面变形之间的关系.以锻件型面偏差总量最小为优化目标,设计了基于变化的权重优化算法,准确计算了模具型面各节点上的插补值,并利用B样条曲面构建技术对优化后的模具型面进行了重构.开发了模具型面直接补偿优化设计系统,并对镍基叶片模具进行了优化设计.结果表明,模具型面偏差明显减小,优化效果显著.     

带毂直齿轮冷精锻新工艺及其数值模拟

根据带毂直齿轮的结构特点,采取4种具体措施解决其精密成形问题,提出一种带毂直齿轮精锻新工艺,以某具体带毂直齿轮零件为例,建立了其精锻成形过程的刚塑性有限元仿真模型,分析了其速度、应力与应变等场量信息,结合坐标网格实验探讨成形过程中金属的流动规律并进行成形载荷分析.结果表明:在较低载荷条件下,采用该带毂直齿轮精锻工艺能够获得齿形饱满的齿轮锻件;有限元模拟与工艺实验结果吻合较好,带毂直齿轮精锻工艺切实可行.     

节套体多向精锻工艺的模拟分析及实验研究

在详细分析节套体零件结构特点的基础上,设计出结构合理的锻件,制定了节套体多向精锻工艺方案,根据分流锻造技术的原理设计了分流腔,以降低其成形力;采用有限元模拟软件Deform 3D对节套体锻件成形过程进行了模拟分析,得到了锻件的成形规律,并验证了分流腔的作用;使用室温下的Pb代替高温下的30CrNi3A合金结构钢进行了工艺实验,得到合格的锻件试样,从而验证了节套体多向精锻工艺的可行性和正确性.     

圆柱齿轮冷精锻数值模拟及其轮齿修形规律

建立了黑色金属直齿圆柱齿轮冷精锻的有限元模型.采用有限元数值模拟和试验研究相结合的方法对直齿圆柱齿轮冷精锻过程中轮齿尺寸的变化进行了研究,获得影响冷精锻轮齿精度的2个主要因素是:冷锻时模具弹性膨胀和齿轮出模后的弹性回复,其中模具弹性膨胀是影响齿形精度的最主要因素.在冷精锻时,模具齿形变化可视为径向膨胀,越靠近齿顶变形量越小,根据数值模拟轮齿修形结果,分别绘制出了冷精锻时模具膨胀和工件弹性回复后的齿形曲线.采用实际制造出的冷精锻模具,对45#钢进行了成批量的冷精锻,锻出的齿轮精度等级达到了GB/T10095 1-2001/7级,其试验结果与数值模拟吻合较好.     

四种径向精锻道次的变形分布数值模拟分析

采用三维刚塑性有限元法对四种径向精锻变形道次的变形分布进行了数值模拟计算;结合模拟实验讨论了变形分布对锻材组织及质量的影响。结果表明,变形分布的均匀性和渗透性的结合是获得高质量锻材的必要条件,工艺中应给予考虑。     

实心锤头径向锻造压应力分析

为了研究径向锻造工件内部压应力产生的工艺条件,采用DEFORM 3D有限元软件对GFM精锻机SXP-65实心锤头的径向锻造过程进行数值模拟.通过改变压下量和拉打速度得到主要模拟结果为:实心锤头径向锻造锻件心部应力为压应力;当相对压下率和拉打速度小于特定值时,锻件心部受两向压应力;而当相对压下率和拉打速度大于一定的条件时,锻件心部再受轴向压应力,即心部受三向压应力;并得到了不同拉打速度下的相对压下率的参考值,对于制定合理的锻造制度具有参考价值.     

考虑弹性变形行为的齿形凹模修正方法

创建了弹塑性-弹性三维耦合模型,同步计算齿坯的弹塑性变形和模具的弹性变形,研究了齿形凹模和齿轮锻件的弹性变形行为,分析了模腔的弹性扩张规律和齿件的弹性回复规律.根据变形后齿廓的非渐开线特性,提出了反变形迭代修正法并用于修正齿形凹模,以获得满足精度要求的目标齿件.以模数1.5 mm、齿数20的标准渐开线齿轮锻件为例,应用反变形迭代法进行齿形凹模修正,获得了国标7级精度齿轮锻件,进一步说明该方法的修模流程及有效性.     

滑移线矩阵算子法分析高速钢径向热精锻变形过程

通过建立径向热精锻变形过程的滑移线场模式,对几何场和速度场建立矩阵算子方程,并将滑移线法与上限原理结合起来,用Powell优化方法,得出塑变区中心扇形角θ、φ,锤头单位压力p,速度间断值ρ_1、ρ_2与变形参数h/a的关系。 对高速钢径向热精锻提出了“锻透率”概念及其在工艺制定中的应用。探讨了工件心部产生内裂的原因及防止措施。     

锻压技术中的各种制约因素的分析

本文首先通过具体案例分析,进而说明了变形速度对变形抗力的影响,然后阐述了模具的圆角半径对锻件质量的影响以及锻件的质量对温度的要求,最后进行综合模拟演示得出最佳锻压条件,以供同行参考。     

齿坯精锻充填性能的模拟试验研究

本文研究在１０００ＫＮ液压试验机上分别用塑性泥和铅进行了直齿圆柱齿轮精锻的模拟试验，定义了充满度Ｓ定量地描述锻件的充满程度。试验结果表明：凹模浮动时，Ｓ可达０．９４～０．９６；凹模固定时，Ｓ仅为０．６０～０．７８．同时还分析了浮动凹模提高充满度的原因。     

图相分析法在径向精锻工艺中的应用

用图相分析方法测定并分析了由精锻机锻造高速钢的碳化物分布状态。采用图相分析方法可以减少由碳化物评级图来评定高速钢质量的人为偏差。测定了碳化物颗粒形状及分布的1种分析量:(1)面积百分数,(2)平均颗粒面积,(3)平均自由程,(4)长宽比。根据这些分析测定:讨论了径向精锻工艺中累积变形程度和终锻温度的影响。增加累积变形程度并适当降低终锻温度(一般为860～910℃)有利于碳化物破碎及钢材质量的提高。     

环形锻件扩孔展宽能量方法分析

在分析环形锻件马杠扩孔变形的基础上，设定了运动学允许的位移增量场，计算了扩孔变形中的塑性功增量、摩擦功增量和弹性功增量，利用能量方法计算了扩展宽量。分析研究了环形锻件几何尺寸、马杠直径和摩擦条件对扩孔展宽量的影响，理论计算与实验结果基本一致。     

2618铝合金等温成型工艺中粗晶问题的研究

结合Z-9机后摇臂模锻件等温成型生产工艺，利用Gleeble-1500型热模拟实验机和XJG-05型金相显微镜对2618铝合金模锻件的显微组织进行分析，研究了变形温度、变形程度、应变速率对晶粒尺寸的影响，确定了合理的工艺参数，解决了目前实际生产中存在的粗晶问题．     

锻件分模线不在同一平面(斜分模)时错移力的平衡

本文通过计算说明了:当锻件分模线不在同一平面时,将锻件倾斜某一角度,使其自身产生相互平衡的水平分力,以消除错移的这一方法,只有当锻件两段的单位长度上的变形力的反作用力相等时,锻件的两端点才应位于同一水平面上,否则,则单位长度上的变形力的反作用力较大的一段的端点应位于较低的位置。 本文还提出了当错移力未能完全平衡时,模具的一种调整方法。     

核电饼类锻件制坯过程鐓粗工艺的有限元分析

利用DEFORM软件,对核电锻件制坯过程中的平板鐓粗工艺进行了有限元模拟.分析了在鐓粗过程中,随着压下量的增加,毛坯难变形区的变化;给出了在变形过程中,不同压下量下毛坯内部的变形过程及应力、应变分布情况.通过有限元分析,对解决核电饼类锻件常出现的裂纹和超声波探伤超标等质量问题,提供了有益的参考.     

大型锻件坯料内裂纹愈合的物理模拟

针对锻造过程中钢锭内部裂纹缺陷的愈合情况进行研究,设计了裂纹愈合的实验室模拟实验与工业级模拟实验.通过在Gleeble热压缩试样中预制裂纹缺陷,研究了变形温度和变形量对内部裂纹愈合的影响,发现变形温度越高,变形量越大,内裂纹的愈合效果越好.为了验证Gleeble实验结果的准确性,保证其结果在实际锻造生产中的适用性,设计了锻件内部裂纹愈合的工业级模拟实验.结果表明在1200℃,变形量为40%时,可以有效焊合锻件内部裂纹.     

环形锻件扩孔展宽量的能量法计算

在分析环形锻件扩孔变形的基础上，设定了运动学允许的速度场，利用增量方法将非稳定变形转化为稳定变形．计算了扩孔过程的展宽量，理论计算与实验结果符合较好．     

核电主管道材料316LN钢塑性成形过程晶粒细化

AP1000核电主管道材料为316LN,该钢种无法通过热处理细化晶粒,需在锻造过程中保证产品的晶粒度要求。该文研究了316LN钢单道次和多道次变形条件下的动态再结晶行为,获得316LN钢在锻造成形中的晶粒细化判据;提出了上平下V砧的改进砧形,对锻件采用大圆角V砧以及上下不等砧宽比进行拔长,采用数值模拟和物理模拟相结合的方法,研究了拔长过程应力应变分布规律,并确定合理的工艺参数,有效地提高锻件变形区域的等效应变及均匀分布,达到锻件变形均匀和晶粒细化的目的。该结果对核电主管道锻造工艺方案优化具有理论参考价值。