双筒形件铲旋成形应力应变场有限元分析

提出了双筒形件旋压加工的一种新方法——铲旋工艺。分析双筒形件铲旋成形过程应力应变场分布规律,是研究双筒形件铲旋成形机理的基础和前提。基于有限元分析软件Deform-3D对双筒形件铲旋成形进行数值模拟,采用该模型获得了双筒形件铲旋成形过程的应力和应变场的分布特征,并提取成形载荷进行分析。分析结果可为铲旋成形工艺研究和工艺参数优化提供理论依据。     

带纵向内筋薄壁筒形件强旋成形

关于带有纵向内筋的薄壁筒形件强旋成形时金属流动规律和变形机理，可以通过实验获得，实验主要涉及所用的旋压方式，所需的旋压设备，旋压工装的设计，旋压管坯的制备，以及部分工艺参数对试件成形性的影响，分析了旋压件产生某些质量缺陷的原因，通过实验获得必要数据，为以后将要进行的人工神经元网络预测和有限元模拟奠定了坚实的基础。     

凸模结构对大截面带筋方筒件挤压力的影响研究

目的 解决大截面铝合金带筋方筒构件在反挤压过程中成形力大的难题,实现在3 000 t压力机下成功制备内孔为665 mm×665 mm的大截面带筋方筒形构件。方法 提出了一种使用新型棱台凸模结构代替平凸模结构的方法,用主应力法得出了棱台凸模结构与平凸模结构的挤压力计算公式,对比分析了2种凸模结构反挤压成形力的大小,并用DEFORM有限元软件模拟分析了不同结构参数下的棱台凸模反挤压过程,最终进行工程试制,验证了反挤压工艺的可行性。结果 通过主应力法得出了方筒形件的变形力计算公式,得出棱台凸模结构反挤压成形力小于平凸模结构反挤压成形力,经模拟分析得出在反挤压过程中棱台凸模结构的最优结构参数为棱台斜角15°、棱台高度40 mm,并在3 000 t压力机上成功制得内孔为665 mm×665 mm的大截面带筋方筒形构件。结论 通过数值模拟分析可知,与采用平凸模结构相比,采用棱台凸模结构时的反挤压成形力降低了约13%,同时减少了挤压变形过程中的金属流动“死区”。经实验验证,在3 000 t压力机上成形了内孔为665 mm×665 mm的大截面带筋方筒形构件,实现了省力挤压。     

筒形件强力旋压工艺模拟及实验研究

采用有限元与工艺实验相结合的方法,对筒形件强力旋压工艺进行了研究。对于旋压加工工艺,利用有限元模拟软件建立三维弹塑性模型并进行数值模拟,然后在此基础上分析进给比、减薄率2个工艺参数对筒形件强力旋压成形过程的影响规律。根据数值模拟结果,设计并制造了工装与模具,同时进行了工艺试验,成功试制了壁厚减薄效果良好的筒形件强力旋压样件。     

过滤器冷挤压模具设计及数值模拟

目的基于实际生产经验,分析冷挤压过程中筒形件的刚性平移现象。方法通过数值模拟分析了筒形过滤器冷挤压过程中的折叠和撕裂倾向、金属流动规律和挤压力。结果数值模拟结果表明:在筒形件的冷挤压中,筒状部分有显著的刚性平移现象,即高于凸模工作带的筒状部分在挤压过程中不发生塑性变形,仅沿着凸模挤压的反方向移动。结论金属流动的速度场和位移场,以及挤压载荷变化趋势较直观地反映了筒形件冷挤压中的刚性平移现象,实际生产并获得了表面质量良好的过滤器零件。     

带内筋复杂薄壁件旋压成形研究进展

结构轻量化和大型整体化是高性能复杂薄壁构件精确塑性成形的永恒追求,带内筋复杂薄壁构件作为典型的高性能复杂薄壁构件,其成形制造方式一直被学者所关注。旋压成形作为先进的精确塑性成形工艺,有望实现此类构件的整体制造。为此,对带内筋复杂薄壁构件旋压成形的国内外研究进展进行归纳,主要涉及带内筋曲母线构件的有模外旋成形和无模内旋成形,以及带纵向内筋、内齿、横向内筋和纵横内筋的筒形构件旋压成形,包括复合旋压、滚珠旋压、错距旋压等成形方式,对成形特征、工艺参数的影响以及旋压成形规律等进行总结,为带内筋复杂薄壁构件的旋压成形及工艺优化提供指导。     

镁合金带内筋筒形件热强旋成形质量及参数优化

目的 探明镁合金带内筋筒形件热强旋成形质量影响因素间的相互作用,并获得优化后的内筋数量及工艺参数.方法 设计了五因素、三水平正交试验方案,开展了灰色关联度分析及极差分析,研究了内筋数量及工艺参数对旋压件直线度、圆度、筋背凹陷率、内筋饱和度、筋高不均匀度等成形质量指标影响的主次顺序,获得了最优的参数组合.结果 各参数对旋...     

内沟槽环件辗压成形工艺模拟研究

针对异形截面环件壁薄、断面形状较复杂的特点,可用辗压工艺成形内沟槽环件。利用有限元数值模拟技术,研究了辗压过程中金属变形流动特点、成形规律等,并分析了轧制孔型、摩擦因数、进给速度对成形效果的影响。结果表明:采用辗压成形内沟槽环件,工艺过程简单;轧制孔型、摩擦因数对成形效果影响较大。     

基于数值模拟的盒形件拉深成形变拉深筋技术研究

以盒形件为研究对象,建立了盒形件拉延筋成形的数值模型,分别对盒形件固定拉深筋和变拉深筋成形进行了数值模拟研究,并进行了工程试验的验证,对结果及误差进行了分析,实现了基于拉深筋高度变化的变拉深筋技术.这种方法能有效发挥板料成形性能,提高零件拉深成形质量.     

平底筒形件主动径向加压充液拉深的数值模拟

针对低塑性、大高径比航天铝合金板材零件成形需要,提出了带主动径向加压的充液拉深新技术.通过数值模拟方法,采用动力显式分析软件ETA/Dynaform5.5对5A06铝合金平底筒形零件主动径向加压充液拉深成形过程进行了研究.以零件成形最终壁厚分布为评定标准,分析了不同主动径向压力加载路径对成形质量的影响.通过数值模拟证明了在主动径向加压充液拉深过程中,法兰变形区存在一个应力分界线,随着主动径向液压力的增加,分界线的位置内移.研究表明,采用40 MPa的液室压力加载曲线,并配合45 MPa的主动径向压力加载路径,获得的铝合金平底筒形件的拉深比为3.1,零件质量好.     

带横向内筋张紧轮旋压成形分析

目的解决某型号带横向内筋张紧轮旋压成形困难的问题。方法运用有限元模拟软件,建立了张紧轮的有限元模型,选取了不同的坯料壁厚和旋轮圆角半径,对张紧轮旋压成形过程进行了数值模拟。结果获得了旋压成形过程中坯料壁厚大小和旋轮圆角半径大小对旋压力和成形质量的影响,并对结果进行了总结。结论通过分析壁厚和预成形轮形状对张紧轮旋压成形质量的影响,得出了最优的工艺参数值,对实际生产具有指导意义。     

A356铝合金车轮轮辋旋压成形工艺优化

目的 解决A356铸旋铝合金车轮内轮缘部位性能不足,满足客户的试验标准。方法 以某款车轮为研究对象,分析了现有成形工艺下导致内轮缘性能低的主要原因,提出了其性能提升的关键。在此基础上,更改旋轮形状、旋压成形轨迹和旋压参数,以获得内轮缘处更大的塑性变形量,并对该新的成形工艺进行了热旋压试验验证。结果 新的旋压工艺能增加旋压轮辋内轮缘处的变形量,变形组织更加均匀。结论 该旋压工艺的优化,大大提高了内轮缘的性能,力学性能提高10%以上,满足了主机厂的标准,已经应用于批量生产中。     

工艺参数对薄壁件多道次旋压变形均匀性的影响

目的研究成形工艺参数对薄壁件多道次旋压变形均匀性的影响。方法采用试验的方法,研究了双轮数控旋压成形铝合金薄壁件过程中,旋压间隙δ、进给率f和旋轮圆角半径R等关键工艺参数,对制件表面质量和壁厚均匀性的影响。结果 3个工艺参数都对制件表面质量和壁厚均匀性有影响。结论减小旋压间隙δ、采用较大的主轴转速S和较小的进给率f可提高零件的表面质量和尺寸精度。改善零件壁厚分布的均匀化程度,适当提高旋轮圆角半径R,也能使变形的均匀化程度提高。     

内外齿形件旋压成形时圆角成形质量研究

目的研究离合器毂旋压成形时不同参数对过渡圆角处填充效果的影响规律。方法使用DEFORM-3D软件对内外齿旋压成形过程进行数值模拟,采用正交实验分析了预制坯壁厚、预制坯内径、芯模与预制坯之间的摩擦因数和旋轮与预制坯之间的摩擦因数对旋压成形时材料流动的影响,以轴截面的内齿过渡圆角饱和度Sr作为评定指标,获得最优工艺参数组合。结果 4个成形参数对材料流动的影响程度为:预制坯壁厚影响最大,其次是预制坯内径,摩擦因数对轴截面的内齿过渡圆角饱和度影响不明显。由正交试验结果获得最优工艺方案为:预制坯壁厚为2.4 mm,预制坯内径为153.2 mm,芯模与预制坯间的摩擦因数为0.06,旋轮与预制坯间的摩擦因数为0.06,可获得最好的圆角填充效果。结论通过改变预制坯壁厚和预制坯内径,可以有效提高旋压成形内外齿形件过渡圆角处的填充效果。     

TA2纯钛构件电流辅助旋压成形实验研究

目的 研究TA2纯钛板电流辅助旋压成形工艺参数的影响,对变形过程进行分析。方法 在1 mm纯钛板的旋压过程中,电源、钛板和工具头构成电流回路,钛板局部温度迅速升高,工具头和旋轮协同导电加热旋压变形。试验了TA2纯钛板在室温和不同电流辅助下的旋压成形性能,在此基础上试验并分析了不同润滑条件下的旋压件表面质量。结果 在电流辅助旋压成形过程中,曲母线形件旋压变形过程为剪切变形,壁厚偏离率会影响钛板失稳起皱和反挤等缺陷。由电塑性效应可知,电流对纯钛板成形性能有着显著的影响,纯钛板的塑性变形能力随电流的增加而增强;二硫化钼作为一种理想的高温润滑剂,可以降低摩擦因数,提高旋压件的表面质量和工具头的使用寿命。结论 实验发现电流辅助旋压可以显著提升纯钛板的成形性能,表明该技术是可行的,且易于控制操作。     

筒形件错距旋压工艺的试验研究

影响错距旋压零件精度的因素很多，本文通过在Ｓｔ５６－９０ＣＮＣ进行薄壁长筒形件试验研究，分析了反旋进给率增大产生缩径的原因，进给率变化对壁厚的影响规律，以及毛坯外端对成形区的约束作用。通过改变进给率成功地控制零件的壁厚和扩径，保证了加工零件的精度。     

双辊夹持板料旋压成形过程塑性变形行为的研究

双辊夹持式板料旋压成形是用来加工薄壁回转体法兰零件的新工艺。为了研究其旋压成形过程中的塑性变形行为,利用ABAQUS软件建立了双辊夹持旋压成形过程的三维有限元模型,并进行了薄壁回转体法兰零件的旋压成形过程的数值模拟,获得了成形过程中等效应力、应变及壁厚的分布。研究了翻边长度对成形件应力应变及壁厚减薄率的影响规律。结果表明等效应力、应变及最大壁厚减薄率均随着翻边长度的增大而增大,由此根据不同的毛坯材料可以确定相应的最大翻边长度。     

铸旋轮毂热旋压过程的数值模拟及工艺优化

为了优化铸旋铝合金轮毂的生产工艺,基于旋压变形的特点,建立了铸旋铝合金轮毂三旋轮热旋压复杂过程的三维有限元模型.采用所建立的有限元模型对实际的A356合金轮毂铸坯热旋压过程进行了数值模拟,对旋压载荷进行了分析,为旋压设备的选择和模具设计提供了依据;同时研究了铸坯开口角和旋轮轨迹分别对轮辋和内轮缘处应变分布的影响规律,获...