连杆热模锻全过程的仿真分析及模具寿命预测

在考虑连杆热模锻模具的材料性能和工况条件基础上,采用有限元分析软件Msc．Superform对连杆热模锻全过程进行了非线性、大变形热机械耦合分析。实现了对连杆热模锻模具关键部位的弹塑性变形的全过程动态模拟仿真,得到了温度场、等效塑性应力应变场在时间和空间上的分布规律,研究结果符合实际情况,具有现实意义。在此基础上,运用Coffin-Mansion公式对所计算的模具寿命进行了预测,其结果与实际应用中的模具寿命基本一致,为进一步研究不同工况下热模锻成形控制和终锻成形模具结构设计提供了理论依据。     

飞边槽桥部尺寸对模锻成形的影响

通过坯料在模锻型腔中的压挤成形过程 ,模拟开式模锻中飞边槽对金属充满型腔的作用 ,根据“变形金属最薄的部分常常是决定变形力的重要部分”这一观点 ,分析和探讨飞边槽桥部尺寸对模锻成形及变形力的影响 ,提出对高度较小、直径较大的齿轮以及复杂模锻件设计方法的改进 ,以提高该类锻件的模具寿命和生产率。     

铝合金环形座锻件等温精密成形工艺研究

为选择合适的铝合金环形座锻件等温精密成形工艺,防止各种缺陷的发生,并使其获得合格的力学性能和抗应力腐蚀性能,采用有限元方法模拟了环形座锻件的成形过程。分析了成形时的金属流动规律,并通过预锻制坯和三次模锻工艺形成了外形完美、性能合格的高质量铝合金环形座锻件。结果表明,环形座外环壁表面处易受剧烈剪切变形而产生粗晶缺陷,因此应适当减小该处的坯料体积。坯料设计时应精确计算体积,避免多余金属过多引起终锻后期的大量金属外排,从而防止外环壁折叠缺陷的产生。通过采用多次模锻的方法在每次模锻后去除多余飞边和连皮,既可以减小下一阶段模锻成形过程中飞边桥部的阻力,降低模压力,又可以防止终锻时大量金属外排造成的折叠缺陷。     

逐步回归分析在锻模飞边尺寸设计准则挖掘中的应用

分析了采用传统方法建立锻模飞边尺寸设计准则存在的问题,提出了采用逐步回归分析法挖掘锻模飞边尺寸设计准则的思想,构造了利用逐步回归分析法对锻模飞边尺寸设计准则进行参数估计的算法;对逐步回归分析软件的需求分析与结构设计及该软件中数据的分析与设计进行了论述;以此为依据开发了该软件,并给出了利用该软件获得的锻模飞边尺寸设计准则.结果表明,利用由此得到的设计准则而开发的CAD系统具有自组织能力和自适应能力.     

锻模飞边金属消耗设计准则挖掘

分析了采用传统方法建立锻模飞边金属消耗设计准则存在的问题,提出了采用逐步回归分析法挖掘锻模飞边金属消耗设计准则的思想,构造了利用逐步回归分析法对锻模飞边金属消耗设计准则进行参数估计的算法.对逐步回归分析软件的需求分析与结构设计及该软件中数据的分析与设计进行了论述.以此为依据开发了该软件,并给出了利用该软件获得的锻模飞边金属消耗设计准则.结果表明,利用由此得到的设计准则而开发的CAD系统具有自组织能力和自适应能力.     

基于知识的锤上模锻终锻型槽设计支持系统

结合当前人工智能技术和知识工程技术的发展，研究了锤上模锻终锻型槽设计过程中知识集成和应用的基本方法，包括：终锻型槽设计中知识获取、知识表示和基于知识的设计方法．说明了面向对象的知识表示方法，知识对象的框架由关系槽、属性槽、规则槽、方法槽组成，并给出了终锻型槽设计中知识对象的关系模型．基于以上方法开发了基于知识的设计支持系统，该系统是一个引导型系统，在整个设计过程中提供合适的知识，引导设计人员完成整个设计任务，并用一个实例说明该系统的这些特点．     

华中理工大学科技新成果——圆锥自锁式垂直可分凹模装置

汽车传动轴及其他传动轴上的滑动叉和万向节叉属于典型的叉类零件,目前国内外普遍采用开式模锻和胎模锻生产.采用开式模锻工艺生产时,其模锻工序一般为压扁制坯、预锻劈叉、终锻成形,然后切边;采用胎模锻工艺生产时,其典型的工艺流程是一火劈叉,二火打平、弯U形、整形,三火成形,然后切边.前者,飞边金属消耗占锻件自重的30%～35%;后者,加热火次多,坯料氧化烧损大,工序多,周期长,次废品率高.此外,两种方法都锻不出杆部的盲孔,且加工余量大,公差大,表面质量差.     

踏板杠杆锻造工艺及模具设计

本设计的零件为踏板杠杆锻造,经过对零件进行工艺性分析,完成踏板杠杆锻造设计与制造,经分析该锻件需要五道基本工序,即:自由锻上拔长,模锻上锤锻(滚挤、弯曲、终锻),切边模上切边,校正模校正,精压模精压。通过对可行性方案进行比较,最后确定该零件的最佳工艺方案。分析了模锻技术应用现状、国外新技术、模锻成形关键点及其制造工艺方案,介绍了制坯工艺、成形模具设计以及模锻工艺要点。同时也说明采用多工序组合方法制定工艺,依据金属塑性流动规律设计模具,在确保锻件成形精度和内在质量的前提下探索连接环锻件模锻成形技术。     

普通飞边槽与楔形飞边槽成形阻力的比较和选用

本文说明当b′/h_z′一定时,楔形飞边槽的成形阻力总是大于普通飞边槽,而型槽的磨损速度又总是小于普通飞边槽的。但由于楔形飞边不便于切边,所以在实用上受到了很大的限制,为使楔形飞边槽具有更广泛的实用性,本文建议将楔形飞边用于予锻过程中去。     

锥形模镦锻极限的研究

本文分析了锥形模镦锻变形的三个阶段,提出了二次稳定镦锻的概念,给出了金属变形过程中几个瞬态的数学模型。在此基础上,提出了不产生空间螺旋弯曲的原始坯料长径比ψ_(nkp),并绘出了ψ_(nkp)-φ临界曲线,进而得出了为设计模具用的三条限制曲线。通过试验分析,提出了在长径比很大时镦锻模膛设计的限制曲线,并在生产中取得了满意的效果。     

水基纳米WS2等温模锻润滑剂的制备与应用

为了制备出适于等温模锻的水基纳米WS2润滑剂,从润湿性、稳定性和润滑性能方面进行系列组分配比实验,并将制备的水基纳米WS2润滑剂应用于7085铝合金的等温模锻试验。研究结果表明:水基纳米WS2润滑剂各组分的最佳质量分数为8.0%PAO6+2.0%复合表面活性剂+9.0%纳米WS2+81.0%水,其中复合表面活性剂为Span-80,Tween-80和OP-10按43:43:14的质量比复配而成;在等温模锻试验中,水基纳米WS2润滑剂在高温模具表面成膜致密,颗粒分布均匀,模锻时所需锻压力较低,脱模时所需脱模力较低,且无黏模、飞边和裂纹现象,综合应用效果优于水基石墨润滑剂和油基石墨润滑剂。     

超设备能力的胎模无飞边锻造

介绍某厂利用750kg空气锤，采取分段锻造成形，不断改进锻模结构，实现了需要2t空气锤才能胜任的锻造工作，另方面该幕人有导向筒对上，下模导向，则锻坯的同轴度大大提高，且不产生飞边，使锻坯的精度提高，加工余减少，锻坯由初期的26kg降到批生产的16kg，节约了大量钢材，取得了较好的经济效益。     

气门镦锻模的应力分析与结构优化设计

采用刚－粘塑性有限元法模拟热变形过程，获得终锻瞬时模具工作表面的应力分布，以此为依据，用弹性有限元法分析模具强度。使用预应力结构优化设计，降低模具工作表面的应力水平，从而延长了模具的寿命。     

主动螺旋伞齿轮闭塞模锻物理模拟

根据金属流动趋势设计了主动螺旋伞齿轮的预制坯;开式模锻螺旋伞齿轮试验结果显示,模具结构复杂,所产锻件有飞边;采用闭塞模锻成形了螺旋伞齿轮铅试件,揭示了闭塞模锻主动螺旋伞齿轮成形过程,说明了用闭塞模锻工艺成形主动螺旋伞齿轮的可行性;通过铅试件网格试验,揭示出在闭塞模锻中金属内部质点的流动规律、金属流线分布趋势及纤维状况,说明了锻造齿轮内在质量高的原因;提出采用局部加热,以工件柄部代替大端冲头,设计大、小端双动冲头闭塞模锻模具的创意．研究结果表明,螺旋伞齿轮闭塞模锻铅试样物理模拟对该类零件精密成形工艺制定及模具设计具有重要指导意义．     

某重型卡车前轴成形辊锻工艺设计与优化

针对某牌号重型卡车前轴锻件成形辊锻、模锻工艺调试中遇到的典型缺陷——工字梁充填不满开展研究,基于前期某锻造公司大量的生产调试数据和有限元分析软件,建立了前轴成形辊锻、模锻有限元分析模型;在此基础上,研究了工字梁充填不饱满缺陷的产生机理,重点分析了第3道次模具工字梁型腔部位的3个关键参数宽度B3、圆角R3、斜度A3对成形质量的影响规律,重新设计了前3道次辊锻模具工字梁部位孔型和尺寸,并完成了辊锻模具制造。生产结果表明,工字梁部位充填饱满,产品尺寸合格。基于数值模拟的设计方法有效增加了模具设计的准确程度,减少了模具修改次数,缩短了调试周期,保证了最终产品的质量。     

BP神经网络和遗传算法用于曲轴填充性能的优化设计

针对曲轴空间分模模具存在的深型腔难填充结构,提出了采用楔形飞边槽结构改善填充性能的方法。基于MATLAB平台,将BP 人工神经网络与遗传算法应用于楔形飞边槽结构参数优化设计。首先利用正交试验设计安排试验样本,对所得的样本进行有限元模拟,获得各方案坯料的最小未填充距离,作为BP神经网络训练的导师信号。再结合遗传算法,以最小未填充距离为目标,得到楔形飞边槽结构的最优参数。最后通过数值模拟验证并比较遗传算法预测结果与数值模拟结果的误差。结果表明,误差在5%以内。将优化参数应用于实际生产,坯料能够完全充满模具型腔     

基于热加工图及响应面法的手把体多目标优化

以手把体为例,综合考虑应变速率及变形温度对材料微观组织结构和性能的影响,运用DEFORM材料库中的应力应变数据,建立了45钢的热加工图,初步为手把体锻造提供合适的工艺参数范围.进一步以初始锻造温度、飞边槽桥部高度、模具下压速率为优化变量,以锻件最大损伤值、终锻成形载荷、坯料填充率为优化目标,采用Design-Expert软件进行了响应面拟合建模分析,得到三个目标量的二阶响应面模型,并进行优化分析,经数值模拟验证其误差范围小于5%.生产实践结果表明:多目标优化后的工艺参数能够获得形貌完整的锻件,并有效地减小最大损伤值,降低成形载荷,显著地提高了材料利用率.     

长轴类锻件模锻CAD系统研究

利用ＡｕｔｏＣＡＤ１１．０的高级造型扩展（ＡＭＥ），解决了模锻计算机辅助设计（ＣＡＤ）在微机上进行锻模三维实体造型的困难，建立了长轴类锻件模锻ＣＡＤ系统（ＤＦＣＡＤ系统），可方便地进行模锻工艺及锻模设计，并获得三维和二维锻模图。     

落差件锻模的优化设计

本文建立了以主应力法计算落差锻件水平错移力的数学模型,选取单元飞边槽尺寸做为设计变量,用复合形法求出了设计最优尺寸。把目标函数进行线性化,用改进的单纯形法也同样实现了锻模优化设计。对两个实际锻件的计算表明:优化效果良好,水平错移力只有原始设计的10％。     

7050铝合金航空锻件热锻成形穿流缺陷分析

以7050铝合金航空锻件热锻成形为研究对象,利用数值模拟及实际生产试验研究了锻件成形的穿流缺陷问题,分析了穿流缺陷的形成机理及其影响因素.研究表明:穿流缺陷取决于多种因素,包括锻造方式、设备工作速度以及模具结构等;在锻件穿流区域,因为金属的剧烈变形以及局部温度升高,晶粒之间大量地聚集再结晶,晶粒调整取向、合并连接成大片状而形成粗晶;相比常规热模锻,在等温模锻工艺下,锻件筋部更容易填充,锻件流线分布更合理;常规热模锻工艺下,设备工作速度越大,锻件形成穿流缺陷的机率也越大;随着模具水平凸圆角半径的增大,成形结束时腹板处金属流向模具飞边的平均速度呈减小趋势.