螺旋钻杆接头成形工艺方案设计及数值模拟分析

针对螺旋钻杆接头的结构特点,提出实心坯料复合挤压和空心坯料开式反挤压两种工艺方案.借助塑性有限元分析软件,模拟了两种方案的成形过程;针对空心坯料开式反挤压方案中出现镦粗失稳现象进行分析,提出在凸模工作带前端设计引导区的解决方案,并分析比较了两种方案的成形力情况.模拟结果显示,空心坯料开式反挤压比实心坯料复合挤压成形力降低了87.3％.工艺试验表明,空心坯料开式反挤压方案可成形出合格的冷挤压件.     

反挤压筒形件成形力研究

采用滑移线方法分别分析了反挤压成形筒形件时的新工艺(反挤压空心坯料)与传统工艺(反挤压实心坯料)的金属流动情况,提出了与金属流动情况相容的滑移线场,并在此基础上分别推导出了两种不同工艺的成形力公式。应用Deform-3D软件对两种不同工艺方案进行了数值模拟。将得到的结果与公式计算得到的结果比较,误差约为2%。对比发现,反挤压空心坯料能够有效降低成形力,并且成形力的大小与空心坯料的内孔直径大小有关。通过对比两种不同工艺成形铝合金轮辋时的成形力验证了这一结论。     

基于Deform-3D的地质钻杆六方接头空心坯开式反挤压工艺参数分析

应用有限元分析软件Deform-3D,对地质钻杆六方接头空心坯料的开式反挤压成形过程进行了数值模拟。研究了入模半角、入模口引导区长度、断面收缩率对挤压成形力及成形质量的影响。模拟结果显示:随着入模半角的增大和断面收缩率的增加都会使成形力显著提高;适当地增加入模口引导区长度,可避免刮料的产生。工艺试验表明,优化后的工艺参数能有效降低接头的挤压成形力,提高成形质量。     

反挤压直筒的省力研究

通过主应力法推导出反挤压空心坯料的所需载荷公式,采用Deform-3D软件对两种不同实验方案进行了模拟。结果表明,反挤压空心坯料能有效降低载荷和单位变形力。通过试制铝合金轮辋证实了这一理论。     

空心坯料挤压和传统挤压AZ80镁合金轮毂工艺对比研究

通过数值模拟软件,利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、布氏硬度计、万能拉伸实验机对AZ80镁合金轮毂的两种成形工艺(空心坯料反挤压和传统反挤压)进行对比试验研究,探讨两种不同工艺挤压的AZ80镁合金轮毂壁部位的微观组织、力学性能及断口形貌的差异。结果表明:空心坯料反挤压的AZ80镁合金轮毂壁与传统反挤压的相比,前者的AZ80镁合金轮毂壁有更加理想的显微组织,同时各项力学性能也均比传统反挤压的好。     

一种大型车用铝合金轮辋的等温成形工艺

采用等温成形工艺,制作了一种大型车用铝合金轮辋。成形过程中,坯料和模具始终保持相同温度和恒定的应变速率,避免了坯料在变形过程中温度的降低和冷模效应;采用穿孔挤压工艺,预制管料坯,通过多次反挤压达到构件要求的变形量,大幅度降低了成形力,消除了轮辋内部的裂纹缺陷。     

大型深孔圆锥形构件省力挤压成形工艺研究

针对大型深孔圆锥形构件一次整体反挤压成形载荷与能耗大的缺点,结合变薄拉深工艺,提出了一种省力挤压成形工艺。通过数值模拟对比分析,发现在构件成形过程的前、中期,省力挤压成形工艺的载荷约为一次整体反挤压成形工艺的1/2左右,显著减小了能耗。研究发现,省力挤压工艺中预成形工步的锥筒坯料底厚对终成形工步的载荷有很大的影响:载荷值随着锥筒坯料底厚减小而减小;而底厚太小会产生折叠,甚至产生底部填充不满的现象。通过优化终成形工步的凸模,使得省力挤压工艺终成形工步的最大载荷降为一次整体反挤压的1/2左右。最后,通过物理实验,用较小的成形力成形出了合格的构件。     

镁合金空心坯料挤压成形工艺研究

对挤压成形过程中的坯料尺寸及模具形状对成形的影响进行了计算机模拟。由模拟结果可知,在采用无芯轴凸模挤压时,挤压力随着行程的增加而增大,随着空心坯料内径的增大,挤压力增加的速度减慢,但最大挤压力变化不大。在采用带芯轴凸模挤压时,最大挤压力明显减小,随着芯轴直径的增加,最大挤压力是逐渐下降的,最大挤压力可以降低25%以上。     

AZ80镁合金带内筋薄壁壳体挤压新方法

结合镁合金带内筋薄壁壳体结构特点,研究出相应的挤压成形新技术,并设计了相关模具装置。模具凸模采用芯轴与轴套过盈配合,只有在受到一定的轴向力的作用下才会发生相对滑动。凸模芯轴受设备上顶杆力的作用下降后,撑住筒形件内孔,凸模外套对较小面积的筒壁进行挤压,筒壁在较小的挤压力作用下被拔高。采用空心坯料、芯轴挤压成形方法提高了材料的利用率和产品成品率,同时明显降低挤压成形力。试验结果表明,该新方法成形力小,制定的工艺和设计的模具合理可行,所成形零件的力学性能、显微组织和尺寸精度均符合要求,为带内筋薄壁壳体零件塑性成形奠定了理论和实践基础。     

轴盖温挤压成形工艺及坯料结构优化数值模拟研究

通过数值模拟研究了坯料结构对轴盖挤压成形过程中凸模承受载荷的影响。三种坯料结构对应的载荷最大值分别为9301300、113570和9948070N,3#空心坯料结构有利于零件成形。分析了轴盖温挤压成形过程中金属流动特点,金属先流动成形有两个凸环结构的底部,然后成形轴盖零件的其他部位,整个成形过程金属流动顺利。成形工艺方案合理可行。     

小规格TiNiNb管材的反向挤压成形工艺参数

针对44 mm×10.5 mm小规格Ti Ni Nb管材反挤压成形试验的工艺参数确定和模具设计问题,采用有限元热力耦合数值模拟和单因素轮换法,分析在满足制件成形质量(挤出温度低于共晶熔点)的前提下,挤压力与凹模模角和定径带长度、凹模和挤压筒温度、毛坯初始温度、挤压速度及摩擦因子等工艺参数和模具结构参数之间的关系,确定影响挤压力的主要工艺参数和模具结构参数分别为凹模模角、初始坯料温度、挤压速度和摩擦因子,并给出上述参数的取值范围。通过基于数值模拟的正交试验方法,得到了主要工艺参数和模具结构参数的最佳组合,即在保证润滑效果的前提下,取凹模模角110°、毛坯初始温度为950℃、挤压速度为50 mm/s。利用铅和45号钢毛坯在6.5 MN多向模锻挤压液压机上进行了验证实验。     

挤压筒摩擦对正挤压成形影响的研究

在对正挤压摩擦特点分析的基础上,采用Deform-2D对挤压筒与坯料之间的摩擦在挤压成形中的影响进行了研究.结果表明:挤压筒不动的情况下两者之间的摩擦是成形的阻碍;但挤压筒随挤压杆同向运动且形成有效摩擦时,可以降低成形力,改善金属的流动,有利于提高挤压件的质量和模具的使用寿命.     

积极摩擦下直齿轮精锻工艺与实验研究

针对直齿轮精锻成形工艺中存在的两个主要问题:齿形充填困难和成形载荷过大,基于积极摩擦作用基本思想,采用物理模拟和数值模拟相结合的方式,分别对实心坯料和空心坯料下直齿轮精锻成形过程进行了实验研究。结果表明,积极摩擦作用对实心坯料直齿轮精锻成形影响较大,与传统闭式模锻相比,不仅有利于降低直齿轮精锻成形的成形力,还能得到良好的充填效果;而对空心坯料直齿轮精锻成形影响较小,无论有无积极摩擦,齿轮充填效果均较好,成形力改变幅度仅为2.35%。     

矩形花键轴开式冷挤压成形力的数值模拟研究

成形力大小足决定花键轴开式冷挤压成形工艺成败的关键因素.借助刚塑性有限元软件Deform-3D,采用数值模拟的方法分析了矩形花键轴冷挤压过程中,坯料直径、凹模入模半角及键齿尺寸对花键成形力的影响.模拟计算表明,随着坯料直径的增加以及人模半角的增大会引起成形力显著提高;此外,键齿高度的增加及宽度的减小也会引起成形力增加.工艺实验表明,数值模拟的结果对实际生产可起到指导作用.     

反挤压铝合金管材用铸块的外观质量要求

考察和分析了反向挤压时金属的流动特点，以及铸块表面质量、尺寸精度对管材质量的影响，对反向挤压铝合金管材用空心铸块外观质量提出了要求。     

铝合金拉杆的热挤压工艺及模具设计

分析了高压开关零件LW8-35SF6铝合金拉杆的热挤压成形工艺及模具设计.与传统的加工工艺相比,新工艺采用杆部反挤头部正挤的复合热挤压工艺进行生产,使材料利用率和生产效率大大提高.对铝合金拉杆零件进行了实际生产试验,结果表明,对直径为90 mm、高度为85 mm的棒料进行热挤压成形是可行的,设计制造的挤压模具结构简单、通用性强.采用新工艺增加了坯料尺寸精度,坯料重量减轻72%以上,提高了经济效益;同时,为在小设备上成形变形程度较大的长杆件提供了一种新方法.     

大规格镁合金环形件新型挤压成形工艺及模具设计

针对传统工艺难以制备大规格镁合金薄壁环形件的情况,提出了一种曲母线通道连续翻转挤压成形新工艺。根据成形过程中的金属流动特性,为了避免坯料出现翘曲情况,制定了多次翻转成形工艺方案;采用主应力法对新型工艺进行力学解析;采用Deform有限元软件开展数值模拟,对成形力公式进行验证;通过正交实验,并基于变形均匀性评价因子,对成形工艺参数及模具结构参数进行优化。结果表明:考虑成形件的结构尺寸及新型工艺允许的单次变形量,确定坯料需要进行4次翻转挤压,推导出以内凹模锥度角α为自变量的扩径力公式及最大压力公式,并以α为20°、23°和25°为例,与Deform有限元模拟结果进行对比验证,误差在10%之内。最终得到新型挤压成形工艺参数为:挤压速度为1 mm·s^-1、内凹模锥度角为23°,并对所提出的新型挤压成形工艺进行了模具设计,为实现大规格镁合金薄壁环形件的短流程、低成本制造开辟了新的途径。     

两出口环形件的冷挤压成形工艺研究

针对两出口环形件的形状特点,确定了冷挤压成形的方案,设计了零件挤压成形图,校核了挤压工序的变形程度。采用等应变分配原理,得出了分流层直径的大小,并进行了成形力和坯料尺寸的计算。冷挤压成形试验表明,采用冷挤压工艺确保零件的尺寸精度,实现了空调压缩机罩体零件的工程化批量生产,创造了可观的经济效益。     

管材加尾垫热挤压成形工艺

为了降低管材压余分离工艺难度及提高管材产品成材率,研究了一种加尾垫热挤压成形工艺。以不锈钢316L作为尾垫,钼合金作为被挤压坯料,采用CAXA建立加尾垫挤压模型,设计了4种配合方式,并借助DEFORM-2D软件模拟分析了4种配合方式下挤压过程中的金属流动特征、挤压载荷曲线以及应力分布。模拟结果显示:当尾垫内孔小于或等于被挤压坯料内孔时,压余和管材能够实现自动分离;当尾垫内孔大于被挤压坯料内孔时,压余和管材不能实现自动分离,需要热锯分切。锥面配合的尾部尺寸稳定性要好于其他3种配合方式。最后以应用于液晶电子显示屏溅射靶材的钼管热挤压工艺生产实践为例,验证了尾垫与被挤压管坯等内孔挤压能够实现压余和管材的自动分离。