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。     

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.     

热模锻模具终锻模膛飞边槽的设计问题

热模锻模具的设计,一般都凭实践经验进行设计,且很少有现成的数据可以套用,往往只重视预锻和终锻模膛,却忽视终锻模膛飞边槽的设计,且随意性较大。阐述了热模锻模具飞边槽设计方法,为热模锻模具飞边槽设计提供了科学的可借鉴数据。有助于工程技术人员进行锻模具设计,并能提高模具的使用寿命和保证锻件的成品率。     

触变模锻Al-7%Si/Al-30%Si合金双金属的数值模拟

采用有限元软件DEFORM-3D对半固态模锻Al-7%Si/Al-30%Si(质量分数,下同)合金复合材料过程进行数值模拟,研究复合成形过程双金属坯料的充型特征,同时探讨工艺参数对复合成形的影响规律。模拟结果表明:单金属触变模锻具有整体性变形特征,双金属触变模锻充型性能受界面传力影响,其非动模侧充型能力比单金属的弱;随着下坯料初始温度提高,界面传力增强,底部充型能力增强;下坯料初始温度过高,会导致复合界面偏靠下侧、弯曲程度大、底部出现飞边;坯料与模具之间的摩擦因素越大,复合界面弯曲和边部向上倾斜越严重;Al-7%Si和Al-30%Si合金初始温度分别为585℃和575℃,当坯料与模具之间摩擦因数较小时,上、下坯料变形协调,锻件充型饱满,复合界面水平居中,双金属模锻复合效果良好。     

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．     

基于成形过程的闭塞式冷锻工艺优化

针对闭塞式冷锻工艺复杂、单纯在某个成形阶段优化金属填充性和成形力无法使工艺参数达到最佳值的问题,提出了一种基于成形过程的冷锻工艺多目标优化方法.结合有限元模拟技术和正交试验方法,在闭塞式冷锻基本成形阶段使金属填充性达到最佳,实现金属填充性的优化,获得相应的工艺参数组;然后采用目标函数值拟合优化方法研究了飞边槽高度与凸模下压量之间的关系,通过控制飞边槽高度使成形力在最终填充阶段达到最小,实现了成形力的优化,在保证金属填充性最优的前提下获得了新的使成形力最小的优化工艺参数组,实现了金属填充性和成形力的分过程优化,优化得到的工艺参数组与物理实验数据一致.研究结果表明,所提出的方法充分考虑了闭塞式冷锻工艺的成形特点,能更简便、更准确、更合理地实现闭塞式冷锻工艺的参数优化.     

基于近似模型和数值模拟的连杆热锻成形工艺设计优化

提出了基于近似模型和数值模拟的设计优化方法.在利用有限元分析连杆热锻成形过程的基础上,以降低锻件成形过程中变形损伤为目标,以飞边槽形状参数为设计变量,采用响应面法近似模型建立了设计变量与目标函数的初始近似模型.在设计优化过程中,用近似模型代替实际的数值模拟程序,计算锻件内部的损伤值,对连杆热锻成形工艺参数进行了优化计算,取得了较为理想的效果.     

前轴成型辊锻工艺及三维有限元模拟

分析了前轴成型辊锻与模锻复合成形工艺的优点和工艺路线,采用刚粘塑性有限元方法对其成型辊锻过程进行了模拟,获得了辊锻成形流动过程和力能曲线,揭示了成型辊锻金属流动规律以及模腔设计和成形载荷之间的联系．通过成型辊锻各道次成形力与扭矩数值的比较,表明变形抗力是按辊锻顺序逐道增加的,对此进行了解释．将模拟锻件和实验锻件进行了对比,显示了金属流动的一致性和有限元模拟结果的正确性．实践证明,采用有限元技术研究前轴成型辊锻工艺,能减少工艺设计和工艺调试时间30％以上,有利于快速市场响应．     

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。     

导弹喷管多向模锻工艺试验研究

本文简要叙述了多向模锻的工艺特点及其在生产中的应用。以导弹喷管的多向模锻工艺为例,重点分析了在水平分模多向模锻时,毛坯形状、金属体积分配和毛坯定位对金属成形的影响;阐明了水平分模多向模锻时金属流动的特点;分析并论证了变形力及压模力的计算方法。本试验研究为多向模锻生产打下了良好的基础,并为填补我国锻压这一技术空白起到了积极的推动作用。     

齿轮坯模锻成形表面缺陷分析

采用刚塑性有限元方法,从变形体与模具型腔表面的动态识别出发,提出了处理变形体与模具型腔表面接触和脱离的算法．并将此算法用于成形过程的表面缺陷预测．通过对不同坯料高径比和不同摩擦条件下齿轮坯模锻成形过程的对比模拟,跟踪描述了其各种表面缺陷的形成过程,分析了缺陷形成的原因．定量地给出了不产生类似表面缺陷的极限工艺范围．该极限工艺范围将对合理制订金属塑性成形工艺提供重要的理论依据．     

ZL116合金的半固态模锻成形组织与性能

采用300 t压力机,对半固态ZL116合金进行了模锻成形实验.结果表明:半固态模锻成形可以获得组织致密、轮廓清晰、充型完整的成形件;成形件微观组织主要为细小、分布均匀的近球状和蔷薇状非枝晶组织;同时由于成形静压力的作用引起局部组织发生塑性变形,使半固态模锻件的性能明显优于液态模锻件的性能,硬度可达65.7 HB,高于液态模锻件20.5%,为半固态加工技术在战车上的应用奠定了基础.     

非静压成形过程的刚塑性有限元模拟

本文针对非稳态高速成形过程，讨论了冲击载荷和体积力的计算问题，给出了一种全面考虑冲击载荷与体积力作用的刚塑性有限元方程。并且将此分析成功地应用于锻造过程中上下模具金属填充性能的比较研究。     

弧齿锥齿轮成形工艺及模具设计

针对弧齿锥齿轮开式模具存在的问题,提出了弧齿锥齿轮闭式挤压新工艺及其模具结构。该模具采用浮动凹模和浮动凸模结构,工件在2个凹模和2个凸模形成的封闭模腔中成形,生产的工件无飞边。工艺试验表明,新工艺可显著降低挤压变形力、材料消耗和生产成本,提高模具寿命和生产效率。     

复杂汽车锻件多工位成形的CAE分析

对利用三维刚塑性／刚粘塑性有限元分析复杂零件多工位体积成形的技术难点：三维速度奇异点的处理;三维模具几何信息的有效、精确、全面化描述;多工位成形时的信息传递;自由锻成形中特殊工艺三维有限元仿真的工步分解等进行了研究和解决．利用自行开发的三维体积成形仿真系统Ｆｏｒｍｉｎｇ３实现了对实际生产中未经简化的曲轴多工位成形过程的ＣＡＥ分析．从分析结果得到了曲轴多工位成形的金属流动规律,对合理制定其成形工艺作出了建议．     

不连续变形对金属塑性影响的模拟与分析

选取最优的应变速率,利用弹塑性有限元分析软件MSC MARC/AutoForge对成形过程进行数值模拟.通过模拟,分析不同摩擦系数、工况温度、材料、锻造次数以及3次不连续变形的不同下压量等重要参数对锻压过程的影响,研究工件的总等效塑性应变、所受最大成形力以及直径的增加程度.探讨了影响圆柱坯料成形和精度的主要因素,得出了对锻造成形工艺以及模具设计起重要指导作用的合理锻造工序.     

130型汽车转向节模锻工艺及模具设计

在 130型汽车转向节锻件原有工艺的基础上 ,提出了新的成形工艺及模具结构。实践证明 :新的工艺及模具结构突破了传统思维框架 ,既有利于锻件成形 ,模具结构又相对简单、易于加工而成本较低、寿命也较长。同时对圆棒料的弯曲回弹进行了理论分析