单榫头叶片精锻成形规律三维热力耦合有限元模拟研究

单榫头叶片是航空发动机中的一类重要叶片.本文以单榫头叶片精锻过程为研究对象,采用热力耦合方法,利用自行开发的面向叶片精锻过程的三维刚粘塑性热力耦合有限元数值模拟系统3D-CTM,模拟分析了不同工艺参数(变形速度、摩擦因子以及坯料锻造温度)下的单榫头叶片精锻过程,研究了不同工艺参数对叶片精锻成形规律的影响.该研究对制定叶片精锻工艺以及发展叶片精锻技术具有重要的理论意义和实用价值.     

多台阶轴头短流程冷精锻成形工艺

针对某型号多台阶轴头形状尺寸及冷精锻工艺特点,采取挤压、镦粗、缩径等不同工艺在工序内结合应用的方法,制定了多台阶轴头短流程冷精锻成形工艺。通过数值模拟和实验研究相结合的方法,对所制定的工艺进行分析研究,最终获得了两道工序成形8个台阶尺寸的多台阶轴头短流程冷精锻成形工艺,并在实验过程中采用了高分子润滑剂,进一步缩短了从下料到最终成形的整个工艺流程。结果表明:通过合理分配各工序变形量、工序内多种冷锻工艺结合应用的方法,可有效减少台阶轴冷精锻成形工序总数,实现在普通压力机上的高效率生产;Deform-3D模拟软件对工艺的模拟结果与实验结果相一致,说明有限元模拟对成形效果、压力大小的预测是可行的。     

工艺参数对TC4合金航空发动机叶片精锻残余应力的影响

为获悉叶片精锻残余应力的分布情况,利用Simufact. Forming软件对TC4合金航空发动机叶片精锻过程进行了数值模拟研究。通过X射线衍射技术对叶片实体表层残余应力进行了测量,并与数值模拟结果进行对比,验证了有限元模型的合理性。通过设计正交试验优化了叶片精锻工艺,最终得到了最优工艺参数组合及不同工艺参数对叶片精锻残余应力的影响趋势。研究结果表明:航空发动机精锻叶片的残余应力主要集中在表层,当工艺性较差时,叶片前缘头、后缘头附近的高残余应力区域范围较大,开裂的风险系数较高;模具温度对叶片精锻残余应力的影响最大,上模速度、坯料温度、摩擦因子对其影响依次减小;在上模速度为40 mm·s-1、坯料温度为960℃、模具温度为300℃、摩擦因子为0. 1的情况下,可以得到较小的叶片精锻残余应力。     

航空叶片精锻模具优化设计

针对我国航空叶片精锻模具设计效率低、某些设计参数确定困难等问题。在对航空叶片精锻工艺技术分析的基础上,开发了参数化CAD模锻系统,实现了航空叶片精锻模具及锻坯的自动化生成,提高了叶片模具设计自动化水平;运用Deform-3D软件对整个精锻工艺过程进行模拟仿真,分析了不同设计参数下锻件与模具的应力分布、横向错模力、模具磨损等,得出了有益于叶片成形和延长模具寿命的设计参数,并对其参数设计规则进行了优化;进行了锻造实验,分析了锻件的几何尺寸精度,为航空叶片精锻模具设计参数选择提供了理论指导。     

航空叶片的精锻工艺与模拟技术

综述了近年来国内外航空叶片生产和研究的现状及发展趋势。从技术和经济发展的角度探讨了叶片生产的发展趋势和特点, 说明了精锻工艺对叶片制造技术进步的作用及叶片精锻工艺的应用和进一步发展离不开三维有限元数值模拟和物理模拟     

复杂结构的钛合金宽弦空心风扇叶片的双层制造工艺及其毛坯优化设计

钛合金宽弦空心风扇叶片是航空发动机的重要部件,具有复杂的结构特点,内部交替排列着减重空腔与加强筋,采用基于复杂超塑性成形的传统多层工艺成形难度大。针对以上问题,本文提出一种基于热成形和扩散连接技术的新双层制造工艺,并且规划了一条毛坯优化设计的基本技术途径,更可靠可控的构建了内部加强筋。借用ABAQUS软件数值模拟成形,分析成形结果的厚度均匀性、结构完整性和表面缺陷,以评估方法的实用性。以Ti-6Al-4V为成形材料,采用经尺寸优化后的最佳坯料,进行了一系列的实验来验证仿真结果。实验成功制造出无缺陷的缩比版钛合金宽弦空心风扇叶片,同时实验与仿真模拟结果非常吻合。     

我国精锻技术的现状及发展趋势

简要阐述了精锻成形技术的特点、我国近20年来精锻成形技术的进步以及我国精锻成形技术与国外先进水平的差距;综述了美国、日本、德国和我国以轻量化、复杂形状、高精度、净形率、环保和大幅度提高模具使用寿命为目标的精锻成形技术的发展方向、目标及规划;着重论述了复杂回转体零件流动控制精锻成形、复杂组合件整体精锻成形、基于逆向模拟的数字化精锻成形技术内涵及技术路线,以及复杂枝叉类零件小飞边精锻成形和轻金属零件精锻成形工艺、模具及关键技术的研究及应用;最后,较为简要地阐述了智能化精锻成形技术内涵、关键技术、应用实例及所产生的效果。     

精密锻造成形技术的应用及其发展

精密锻造成形技术在汽车、通用机械、船舶、航空、航天等领域得到广泛的应用与发展.重点介绍了几种精锻成形技术的工艺过程、成型特点及适用范围,并对其未来发展趋势进行了展望.     

基于热力耦合分析的叶片热压回弹预测及控制

针对某型号风机叶片的形状特点设计出成形工序,提出一套结合实际制造能力的成形工艺方案。基于热力等多因素耦合在Deform-3D平台上进行数值模拟和工艺优化,深入分析了成形过程的回弹、翘曲及应力、应变分布规律,提出了应对变形回弹的规律的控制措施,由此获得合理的工艺规范,并取得实验验证,从而解决了制造过程中的关键技术难点,为叶片类零件的生产提供了一种实用、高效、经济、可靠的成形工艺。     

枪管径向冷精锻成形技术的应用研究

针对小口径枪管弹-线膛一次冷精锻成形技术,通过对不同口径和不同材料的枪管径向冷精锻成形工艺的应用研究,分析精锻枪管炸裂的原因,改进了精锻工艺,并确定了检测方法和标准。经大量试验验证,采用径向冷精锻成形工艺生产的枪管性能,完全满足轻武器的使用要求,并大幅提高了产品的综合性能。     

飞机钛合金整体结构的超塑成形／焊接组合工艺技术

30多年的研究应用表明,超塑成形/焊接整体结构在降低飞机结构重量、提高结构完整性和承载效率方面具有独特的技术优势,对现代飞机结构设计和制造产生了深远的影响.文内详细阐述了超塑成形整体结构特点及工艺过程,综述了近年来钛合金超塑成形整体结构制造技术在航空领域的发展应用现状,并介绍了中国超塑成形整体结构的研制和应用进展情况.最后指出,新材料、新结构的超塑成形/焊接组合工艺在未来新型飞机和航天飞行器上的应用前景广阔,激光焊与超塑成形的新型组合工艺将会成为重要的超塑整体结构制造技术.     

汽车转向机摇臂轴精锻成形工艺

介绍了热挤镦加热精整汽车转向机摇臂轴精锻成形工艺,对热挤镦的成形原理及变形过程进行了分析探讨。提出并采用了综合利用各种不同成形工艺特点的复合成形工艺方法来生产转向机摇臂轴这类异形零件,以制订最佳的工艺方法。     

镍基合金火焰筒拉深成形工艺研究

以某航空发动机中广泛应用的GH163镍基高温合金火焰筒为研究对象,针对当前该零件生产中所存在的问题,从材料成形性能研究、成形工艺模拟仿真及工艺验证的角度出发对镍基高温合金火焰筒成形工艺进行了优化。通过试验的方法得到了GH163合金常温下真实应力应变曲线及成形极限图(FLD),为其成形过程有限元模拟及成形工艺参数的制定提供了必要条件。利用有限元分析软件Dynaform对火焰筒成形工艺过程进行模拟仿真,确定了毛坯尺寸、压边力、摩擦系数等相关工艺参数并对其成形工艺进行了试验验证。结果表明:优化后的工艺方法所成形的火焰筒外形尺寸精度高、成形效率高,排除了传统工艺路线中焊接质量无法保证等不利因素。     

直接金属沉积成形工艺研究

针对直接金属沉积成形(DMD)的工艺特点、设计了一维、二维实验和三维成形实验，研究了成形质量与成形工艺参数的直接关系，并对其进行了优化。检验工艺优化的效果、并对成形零件的性能作了分析。实验证明该工艺可以直接生产高质量的金属零件。     

TC6钛合金叶片精锻工艺及模具变形补偿设计

为解决TC6钛合金精锻叶片的变形问题,利用有限元分析方法并结合实际生产,对精锻工艺、模具补偿及热处理工艺进行了优化。在分析TC6钛合金的高温压缩应变行为的基础上,给出了具体的精锻工艺参数及热处理工艺参数;分析了精锻成形过程中变形残余应力对TC6钛合金叶片变形的影响规律及模具变形规律,采用终锻模具逆向补偿设计和改进热处理装炉方式两种手段来减小精锻叶片的变形。研究结果表明:改进工艺后,某机3、4级精锻转子叶片不同截面的扭转值较改进前下降了53%～84%,年均废品损失降低了5万元以上,将该工艺推广至其他精锻叶片生产中可取得可观的经济效益。     

大模数半轴齿轮温精锻成形数值模拟及试验

针对大模数半轴齿轮成形的特点,提出温精锻成形的工艺方案。采用DEFORM-3D有限元分析软件对半轴齿轮的温精锻成形过程进行数值模拟,对影响齿轮成形效果的坯料形状、模具运行速度、坯料加热温度及模具预热温度进行模拟分析;分析坯料在成形过程中的金属流动规律、应变分布、温度场分布,得到了模具载荷-行程曲线;试验验证了该温精锻成形工艺的可行性,为半轴齿轮实际生产工艺的改进提供了参考。     

汽车发动机排气歧管的内高压成形技术

研究了Y型三通管的内高压成形工艺过程,分析了成形过程中过渡区起皱及支管破裂等缺陷产生的原因,从而为实际生产中的Y型三通管内高压成形工艺设计提供了相关指导。利用所成形的Y型三通管制造了汽车发动机排气歧管样件,为内高压成形技术在汽车行业的推广应用奠定了理论与实验基础。     

复杂薄壁发动机加力隔热屏制造工艺设计及优化

航空发动机关机零件加力隔热屏具有零件结构复杂、材料特殊、工艺繁杂等特点,是成形零件中的一个典型难点.基于国产化新材料GH4199,对加力隔热屏成形加工工艺过程进行了详细设计,对关键工艺过程如群孔加工、复杂波浪型面成形等进行了工艺参数优化,并最终进行了工艺实验验证,改进了整个工艺流程,优化了工装结构,形成了一整套面向产品的基于国产GH4199材料的薄壁结构制造技术流程,对于GH4199材料应用以及加力燃烧室机匣内腔隔热屏类零件制造具有一定的理论与工程实际意义.     

高合金叶片出坯与成形关系的研究

高合金系列叶片产品属于某航空发动机叶片,其性能要求高,锻造温度区间狭窄,流动性差,对设备、工艺、工装都有很大的考验。目前国内生产叶片厂家较少,主要受设备、技术的约束。本文以我厂开发系列叶片为基础,重在研究叶片锻造工序中叶片出坯与最终锻造成形之间的关系,通过对不同种叶片型号进行研究,分析锻造成形及缺陷效果,将出坯进行归纳和优化。     

扭力轴花键冷打表面完整性研究

目的 针对扭力轴花键冷打表面完整性规律不明的问题,研究冷打成形后花键表面的几何、力学和组织状态演变,为扭力轴花键抗疲劳制造工艺提供参考.方法 将扭力轴花键冷打成形,检测、表征冷打成形后花键的表面形貌及表面粗糙度、残余应力、表层硬化和表层微观组织状态,基于高应变率下的真实应力应变曲线,对表层等效塑性应变进行分析.结果 花...