带阻力坎结构销轨锻模的设计及数值模拟分析

热模锻压力机上采用两工位模锻工艺成形的销轨锻件,金属变形均匀、充填性好。对126型销轨热模锻压力机上模锻工艺进行理论设计,在预锻模的设计中采用了阻力坎形式的飞边结构,并对该飞边结构下的销轨成形质量、锻造载荷以及模具磨损情况进行了数值分析。通过数值模拟分析发现,在预锻模上采用阻力坎结构的飞边槽,能够大幅提高坯料金属充填型腔的能力,获得优质锻件,但容易导致成形载荷明显增大,需要进一步对阻力坎各部位进行尺寸优化,降低预锻模载荷。     

有限元模拟在后轴支架锻造设计中的应用

针对汽车后轴支架,进行锻造过程三维有限元模拟和工艺、模具设计。采用刚粘塑性有限元模拟技术,得到锻件内部应力场、应变场等参数,分析了这些参数对锻件塑性变形的影响。在此基础上,对此类锻件传统的锻造工艺进行了改进,将预锻工序由开式模锻改进为封闭飞边闭式模锻。同时,模具设计重点从预成形设计考虑,给出了合理的制坯模具设计。在40MN热模锻压力机上进行了试验,试验表明,模拟结果和实际成形过程吻合良好。     

滑动叉无飞边锻造工艺有限元模拟研究

滑动叉传统上采用开式模锻工艺生产,飞边大,材料浪费严重且尺寸精度差。为了降低锻件成本,针对滑动叉的形状特征,提出一种少无飞边模锻的新工艺,使预制毛坯在封闭的模膛内成形,实现锻件近净成形。根据体积不变原则对计算毛坯进行处理得到预制毛坯。应用DEFORM 3D软件模拟研究了滑动叉无飞边和小飞边锻造工艺过程,模拟验证结果表明,新工艺显著地提高了材料利用率和成形质量,降低了锻造载荷。     

飞边槽结构形式对模锻成形的影响

开式模锻中飞边槽的形式对锻件成形过程的影响较大。本文通过大型体积成形有限元模拟软件DEFORM对采用不同形式飞边槽的锻件锻造过程进行了模拟，通过比较模拟结果得出不同形式飞边槽对模锻成形的影响，并就不同形式飞边槽在开式模锻中对模具型腔的填充性和模锻力的影响进行了详细分析。     

带肋板齿轮坯热精锻成形工艺方案设计

提出带肋板齿轮坯开式模锻和闭式模锻两种热精锻成形工艺方案,借助有限元分析软件模拟了两种工艺方案下齿轮坯的成形过程,分析比较了两种方案中的金属流动规律。仿真结果显示:采用开式模锻,肋板充填不饱满,成形载荷大;采用闭式模锻,零件成形质量较高,成形载荷较小。导致开式模锻成形载荷大并且肋板充填不饱满的原因为:成形中后期充填肋板的金属流动阻力增加,金属径向流动加剧并形成较大飞边,随着上模下压,飞边变形消耗滑块能量,并增加了与模具的接触面积,导致成形力急剧增加而模具型腔充填不饱满。工艺实验表明,其结果与数值模拟相吻合。     

基于Deform软件的四通管道阀热锻过程模拟及模具优化设计

采用自由锻工艺成形四通管道阀阀体的材料利用率低下。本文采用精密模锻工艺生产四通管道阀体,并利用Deform软件模拟了金属坯料在锻造模具中的流动过程和成形规律,分析了不同尺寸参数的坯料和飞边槽对锻造质量的影响,确定了最佳的坯料参数和飞边槽参数。     

滑动叉无飞边锻造工艺研究

滑动叉传统上采用开式模锻工艺生产,飞边大,材料浪费严重而且尺寸精度差。为了降低锻件成本,针对滑动叉的形状特征,提出一种无飞边模锻的新工艺,使预制毛坯在封闭的模腔内成形,实现净成形或近净成形。应用Deform 3D模拟研究了滑动叉无飞边锻造工艺过程,模拟验证结果表明,新工艺显著地提高了材料利用率和成形质量,降低了锻造载荷。     

汽车齿轮轴闭塞式模锻成形工艺研究与试验

针对传统锻造工艺或铸造工艺生产汽车齿轮轴时效率低、质量差、寿命短的问题,根据工艺要求及齿轮轴的特征,提出了两种模锻成形工艺,即小飞边模锻成形工艺和闭塞式模锻成形工艺。通过刚塑性有限元法,利用Deform-3D软件对齿轮轴的两种模锻成形工艺进行了仿真,综合分析了材料填充规律、应力分布规律、成形力和合模力的变化规律及齿轮轴锻件的成形质量。结果显示：两种模锻成形工艺均能成形齿轮轴锻件,但是采用闭塞式模锻成形工艺获得的齿轮轴锻件的质量更好,同时也更利于模具寿命的延长。最后,通过闭塞模锻试验进行了验证,获得的齿轮轴锻件各部位均填充饱满,满足设计要求。     

听筒T铁级进模冷锻工艺研究

应用有限元模拟技术,对小型、精密听筒T铁的级进模冷锻工艺进行研究,分析对比了分别采用小飞边模锻和闭塞式模锻工艺时的金属填充能力、成形力大小和模具结构可行性.结果表明:闭塞式模锻方案更适合于听筒T铁的级进模冷锻成形,提出了闭塞式模锻+开式锻造整形的听筒T铁级进模冷锻工艺路线,所提出的工艺方案不仅能有效控制材料填充,而且能减小总成形力.     

汽轮机大叶片模锻成形工艺

分析了汽轮机大叶片应用现状、叶片特点、模锻成形关键点及其制造工艺方案，介绍了制坯工艺、成形模具设计以及大叶片模锻工艺要点。以B1080大叶片模锻成形为例，进一步阐述了只有采用合理的坯料图与制坯工艺、合理的模具结构、合理的模锻工艺才能锻造出高质量的汽轮机大叶片锻件。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大叶片锻件模锻成形技术。     

轮毂轴管终锻成形模拟研究

根据某规格汽车轮毂轴管零件的形状尺寸特点,设计了预锻毛坯和2种终锻成形方案,并对所制定的2种终锻方案进行了工艺和模拟分析。2种方案的模拟结果显示,顺序成形过程稳定,变形只局限于端部;一次镦粗变形不局限于变形的端部,在变形结束时有少量金属流入杆部,这将会使端部缺料和杆部出现折叠和缩径缺陷。顺序成形可改善模具的受力状况,成形力有所降低,提高了模具寿命。根据力一行程曲线,应严格控制变形部位金属的体积,实现小飞边精密锻造,避免成形力在成形最后阶段急剧增大,以致损坏模具和设备。     

航空钛合金锻造技术的研究进展

综述了近年来国内外航空钛合金锻造技术的研究进展,介绍了等温锻造技术、精密辗轧技术、大型复杂构件整体成形技术、锻造工艺模拟等国内外研究情况,并讨论了航空钛合金锻造技术后续的研究方向。等温锻造技术应深入研究构件热处理技术、模具设计与制造技术、加热与润滑防护技术;精密辗轧技术应深入研究薄壁环件精确环轧技术、自动控制技术、轧制胀形用工装与模具设计技术、设备控制软件开发技术;大型复杂构件整体成形技术应深入研究复杂构件的增量加载精密模锻技术、多向精密模锻技术、大型锻件组织性能均匀性控制技术及复杂结构件精密制坯技术;同时,应系统开展锻造工艺与装备数字化技术的研究与推广应用,建立基于数值模拟技术的锻造工艺设计方法。     

凸台轴冷镦工艺有限元模拟及分析

基于数值模拟的方法,分析了凸台轴的自由冷镦和开式冷镦两种加工方法.自由冷镦成形力较小,模具寿命较高,但材料耗费较大,不利于加工的成本化管理.开式冷镦,能有效节约原材料,虽成形力较大,但借助有限元分析软件DEFORM,选择适当的型腔高度,可控制成形力大小,同时又能保证凸台的加工精度.试验证明:数值仿真能有效模拟凸台的成形加工过程,对研究凸台型腔高度对成形力大小的影响有一定的理论参考价值.     

皮带轮温精辗压近净成形工艺模拟分析

为了克服当今皮带轮生产中材料浪费、生产率低、精度低等缺点，提出了皮带轮两步温精辗压近净成形新工艺。通过数值模拟的方法，分析了其成形过程和载荷，以及影响锻件成形质量的几个关键因素。数值模拟结果表明：工艺方案合理可行。锻件外围部分变形量大，变形均匀，质量高，所需成形力小。模具形状和运动参数匹配对成形质量和载荷影响很大，模具运动方式可以自由选择。     

块体非晶合金精密模锻成形流动行为

利用块体非晶合金在过冷液相区所表现出的超塑性特性,开发超塑性精密成形技术是解决其成形加工困难,拓宽其应用领域的关键。文章采用三维有限元数值模拟及物理模拟的方法,研究了不对称精密棘轮超塑性成形过程中材料的流动行为。研究结果表明,棘轮模腔结构的不对称性对材料的流动行为影响显著;在材料向齿形的充填过程中存在流动死区,死区的位置处于齿形分布较稀疏的部位;齿形尖角是成形的最后充填部位,在终成形阶段采用较小的压下速度或较长的保压时间,有利于齿形尖角的完全充满。在数值模拟与物理模拟的基础上,进行了Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5块体非晶合金超塑性模锻成形实验,获得了形状完整、轮廓清晰的块体非晶合金不对称精密棘轮。     

圆柱斜齿轮锻造成形技术

介绍了圆柱斜齿轮塑性成形的2种方法,滚轧成形与浮动凹模成形。针对2种成形工艺,分别以不同型号的圆柱斜齿轮为对象进行了数值模拟与试验研究,探索了齿轮在不同工艺下,金属流动规律、成形缺陷及成形力等。结果表明：圆柱斜齿轮采用滚轧成形可有效避免脱模困难,且整个过程属于局部加栽,对设备要求简单。浮动凹模成形可有效降低成形载荷,较传统工艺载荷下降近30个百分点,脱模时,锻件齿形在模腔内沿螺旋方向做刚性平移运动,一定程度上保证了锻件的精度。     

哈克抽芯铆钉铆套冷精锻成形工艺

针对哈克抽芯铆钉铆套成形过程中头部出现的填充不饱满、折叠、飞边等缺陷,在金属流动行为方面分析了缺陷形成的原因。在此基础上初步设计了两种冷精锻成形工艺并优化了模具结构,在工位3模具结构中铆套顶部外圆角处、杆部与头部连接处分别预留一个直径为Ф0. 2 mm的排气孔,目的是解决制件填充不满问题,并分别建立有限元模型,利用DEFORM-3D进行数值模拟。对比两种工艺成形过程的等效应力、等效应变、成形载荷和金属流向,仿真结果表明:工艺2成形终段的等效应力、应变值比工艺1分别高出15%和34. 6%,且金属流动混乱,从而得出工艺1更加合理的结论。并通过JBF-19B-4S螺栓冷镦机进行试模,得到了无缺陷、填充饱满的制件,实验结果与数值模拟结果保持一致。     

转向齿扇多向精密成形工艺

为了降低转向齿扇成形载荷、提高成形模具寿命,通过对转向齿扇的结构特点和工艺性分析,结合多向成形金属流动特点,提出了转向齿扇多向精密成形工艺方案。采用有限元模拟软件DEFORM-3D,对转向齿扇多向精密成形过程进行了数值模拟,对其成形过程中的金属流动规律进行了分析并预测成形载荷。结果表明,成形过程中齿扇充填均匀,角隅充填饱满,多向精密成形工艺最大成形载荷比单向闭塞挤压成形载荷降低了29%,成形时间缩短了53%,有利于提高模具的使用寿命。对多向精密成形工艺进行了成形试验,试验成形出的转向齿扇充填饱满,成形载荷与预测载荷基本一致。试验结果表明了该工艺的可行性和实用性。     

长城2020转向节锻模设计及其锻造工艺生产验证

针对长城2020汽车转向节法兰截面形状复杂、轴部过粗、杆部过细和前、后羊角间距过大等结构问题,通过对该锻件局部尺寸进行分析阐述,结合多年汽车转向节锻造经验,对预锻型腔、终锻型腔及飞边桥的关键部分分别进行设计、分析论证,并采用加热挤压的制坯工艺与模锻复合成形工艺进行批量生产,得出预锻工步是转向节锻造过程中最关键的工步,并且,优良的预锻设计不但能提高终锻模膛充填性能,而且还可以防止锻件产生折叠。2020汽车转向节经过现场生产验证可知,锻件材料利用率达到了78.2%,比同类转向节的材料利用率高出8.2%,合格率达到了99.3%,同时模具寿命亦可延长至40000件。研究结论对提高锻件合格率和锻模寿命具有重要的实际意义。