环形通道形型腔结构对杯状件反挤压成形的影响研究

借助于有限元分析软件DEFORM-3D,研究了环形通道形型腔的半锥形径向通道、全锥形径向通道以及半球形通道下,外径Φ200 mm、壁厚16 mm杯状件的挤压变形效果,研究结果表明:半球形通道下成形件挤压载荷和平均等效塑性应变值最小;而全锥形通道下成形件平均等效塑性应变值和挤压载荷最大;相比之下半锥形通道下成形件的平均等效塑性应变值适中,成形载荷适中。运用有限元模拟分析与物理实验相结合,对比分析了杯状件在半锥形通道下挤压成形与传统反挤压成形下的挤压载荷和成形件的平均塑性应变以及变形均匀性程度,结果表明:半锥形通道下挤压成形的杯状件,挤压载荷较传统反挤压减少近70%,平均塑性应变值约为传统反挤压的2.29倍且变形更均匀,成形件晶粒细化效果更明显、强化相分布较均匀。     

基于伺服压力机的AZ31镁合金反挤压成形

为探讨挤压速度模式对AZ31镁合金杯形件反挤压成形的影响,对伺服压力机反挤压成形进行有限元分析与实验,并与普通曲柄压力机和液压机反挤压成形进行比较。有限元分析结果表明,反挤压终了阶段,伺服挤压和液压挤压最大损伤值分别为3.41和3.30,远低于普通挤压的最大损伤值6.08;挤压过程中杯形件最大温差伺服挤压为45℃,而普通挤压和液压挤压分别为127℃和70℃。实验结果表明,在1100kN伺服压力机上,采用伺服挤压模式,可成功获得壁厚为3mm的AZ31镁合金反挤压杯形件,而采用普通挤压模式,在杯形件边缘则出现破裂。实验与有限元分析结果基本吻合。     

7075铝合金筒形件径向-反向挤压工艺的成形模拟研究

介绍了一种径向-反向挤压工艺。运用Deform-3D有限元分析软件对7075铝合金筒形件径向-反向挤压成形过程进行了模拟,重点分析了成形过程中的变形力和金属流动规律。结果表明,径向-反向挤压工艺可以有效地降低载荷,挤压过程中的金属流速平缓,筒体底部等效应力降低。     

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。     

铝合金杯形件等温挤压成形工艺研究

采用有限元模拟分析技术，验证了理论工艺参数，并对铝合金杯形件等温挤压成形工艺进行了可行性研究，为试验提供了可行性依据。采用近似等温挤压工艺，获得了合格的铝合金杯形件毛坯，提高了生产效率，降低了试验和生产成本。     

微反挤压数值模拟与实验研究

将退火后的T2紫铜圆柱坯料进行常温压缩实验,根据所得应力应变曲线,采用DEFORM-3D模拟杯壁厚度为0.5mm的杯形件的微反挤压成形过程。研究了凸模速度和摩擦系数对材料等效应变分布和凸模载荷的影响。结果表明,凸模速度越大,材料等效应变差值越大,变形越不均匀,但对凸模载荷无明显影响。摩擦系数越大,材料变形越不均匀,且凸模载荷明显增加。根据模拟结果选择合适的工艺参数进行微反挤压实验,实验所得杯形件晶粒变形较均匀,与模拟结果较吻合。     

杯形件反挤压的成形极限

图示杯形件是挤压加工中最常见的产品.在当前技术条件下,并不是所有的杯形件都可以进行一次反挤压成形,而是受到挤压件许用变形程度等因素的限制,使得杯形件的孔深、孔径、底厚和壁厚等有一定的成形极限.     

AZ80镁合金杯形构件冲头旋转反挤压成形有限元模拟

分析了旋转挤压成形的杯形构件的合理结构参数范围。采用刚塑性有限元法,对AZ80镁合金冲头旋转反挤压成形过程进行了数值模拟,分析了旋转挤压过程的载荷—行程曲线和坯料应变的分布,探讨了旋转挤压速度对成形过程的影响,并将旋转挤压成形技术与传统反挤压成形过程进行了对比研究。结果表明:与传统反挤压成形相比,旋转挤压变形更为剧烈,绕轴旋转速度越大、轴向速度越小,所需极限载荷越小,等效应变越大,变形越均匀。     

带枝桠筒形件挤压成形工艺研究

为了获得综合性能优良的某铝合金带枝桠筒形挤压件,结合其形状特点,首先提出了一次整体挤压成形工艺方案。通过有限元模拟对成形工艺方案进行验证,结合一次整体成形中所产生缺陷进行工艺改进。并提出两种改进方案,通过有限元模拟验证,方案1为下料热处理预成形热处理终成形(冲盂成形)机械加工,获得的挤压件金属填充不饱满;方案2为下料热处理反挤压成形热处理终成形(翻边成形)机械加工,获得了合格的挤压件。对方案2的载荷位移曲线变化规律及曲线上特殊节点产生原因进行了分析,初步确定了方案2的可行性;对方案2进行模具设计并进行工艺试验。试验结果表明,采用方案2的挤压成形工艺最终得到了填充效果良好、符合生产要求的带枝桠筒形挤压件。     

反挤压凸模形状对挤压成形工艺的影响

通过数值模拟分析,比较了不同形状反挤压凸模对挤压过程中金属流动、挤压力以及凸模温升等方面的影响,进而得出凸模形状对反挤压成形工艺的影响,为挤压凸模及挤压件形状的优化设计提供一定的参考依据。     

反向挤压时的挤压力变化规律

利用正、反向挤压对比实验研究了反向挤压铝合金时 ,在基本挤压阶段 ,挤压力的变化规律以及其最大挤压力与正向挤压时的差异 ,以便为合理制订反向挤压工艺和进行工具设计提供依据。研究表明 :挤压棒材时 ,随着挤压过程的进行 ,挤压力呈现上升趋势 ,在挤压结束时达到最大值 ,这与正向挤压时是相反的 ,其最大挤压力比正向挤压时小 10 %左右 ;挤压管材时 ,在基本挤压阶段开始时的挤压力最大 ,随着挤压过程的进行 ,挤压力呈现下降趋势 ,与正向挤压时相似 ,而当挤压过程进行到一定程度时 ,挤压力基本保持稳定 ,其最大挤压力比正向挤压时小 30 %左右。     

反向挤压力计算式的误差分析与实践

目前，用于计算反向挤压力的计算式都是根据相奕正向挤压时的算式，并直接令作用在挤压筒壁上的摩擦为零得来的。实践中发现，计算出的挤压力与实测值差异较大，无法正确指导生产。造成这种差异的主要原因是忽略了正、反向挤压时变形区中温升及加工硬化程度不同对金属变形抗力的影响。及采用了与正挤压时盯同的变形抗力值。通过实践，建立了确定反挤压时金属变形抗力的方法及计算式。验证结果表明，以此为依据计算反向挤压力，误差不大于5％，可以满足工程计算要求。     

反向挤压模具设计探讨

分析了反向挤压时金属变形流动的特点 ,探讨了在模具设计中如何增大“死区”的体积 ,以改善挤压制品的表面质量。     

Reprocessing of aluminum chips by hot backward extrusion

In this work the recycling of cold pressed aluminum chips by a hot backward extrusion process is investigated. By using a non-melting approach common casting losses are avoided. After cold compaction, the hot backward extrusion process is carried out with a high speed hydraulic forming press under variation of forming speed, temperature and force. Subsequently, forged parts were analysed by mechanical tests and metallographic examinations. The investigations have shown that aluminum chips can be consolidated into a semi-finished part with local relative densities up to 100 %. In comparison to common continuous non-melting chip recycling techniques the investigated process chain has the potential to reduce the effort of post-treatment noticeable by producing semi-finished components from aluminum waste.     

三柱槽壳反挤压变形规律及提高反挤端面平齐度的凸模结构设计

某三球销式万向节三柱槽壳温反挤压成形后存在杯口端面不平齐的问题,通过对原工艺进行数值模拟分析,考虑其杯部非轴对称结构特点,重新设计了反挤压凸模,对凸模侧壁挤压工作带的高度与底面不同区域的锥角进行了差别设计:距离中心较近区域所对应的反挤压凸模设置较大的工作带和较小的锥角;距离中心较远的区域所对应的反挤压凸模设置较小的工作带和较大的锥角。有限元数值模拟结果表明,采用改进的凸模结构进行三柱槽壳反挤压成形,杯口端面平齐度得到了明显改善,其不平齐高度差值由原来的3.84 mm减少到2.17 mm。参照模拟结果进行生产试验,获得试样的杯口端面不平齐高度差值为2.32 mm,与模拟结果较接近,改进的反挤压凸模结构不仅减少了三柱槽壳挤压件的机加工余量,而且提高了材料利用率。     

轮毂闭式反挤压成形工艺研究

汽车轻量化是世界汽车发展大趋势。试验证明,汽车整备质量每减少100kg,百公里油耗可降低0.3~0.8L。目前大部分汽车安装的轮毂为铸造铝合金轮毂(以乘用车为主)或钢质车轮(以商用车为主)。锻造铝合金轮毂重量比铸造铝合金轮毂的重量轻10%左右,比钢质轮毂重量轻2/3左右。因此,采用锻造铝合金轮毂符合汽车轻量化发展的大趋势。市场上锻造轮毂成形工艺复杂,导致锻造轮毂成本过高,锻造轮毂的应用推广较为缓慢。闭式反挤压成形工艺利用一套模具直接成形轮毂的轮辋、轮缘,缩短轮毂锻件成形工序。因此,闭式反挤压成形轮毂工艺可降低锻造轮毂生产成本,加速推广锻造轮毂的应用和汽车轻量化的进程。闭式反挤压成形轮毂工艺通过有限元模拟及试验验证,证明该工艺稳定、可行。     

NiTi形状记忆合金杯形件反挤压工艺研究

本文对NiTi形状记忆合金杯形件反挤压工艺进行了研究,给出NiTi形状记忆合金不同条件下的成形情况,成形过程的载荷大小.采用数值模拟的方法研究了挤压过程中的应力、应变和温度的分布情况,模拟结果和实验结果相吻合.确定了可行的NiTi形状记忆合金杯形件的反挤压工艺,为采用塑性成形的方法进行NiTi合金的批量生产工艺研究奠定基础.     

31.5 MN铜棒线反向挤压机

比较了铜棒线正反向挤压金属流动特性及其挤压特点,给出了国内自行研制的首台31.5MN铜棒线反向挤压机的主要技术参数、设备组成,分析其技术特点及工艺适应性.     

中厚板的反挤凸柱成形规律

运用有限元软件DEFORM-3D对5 mm厚的20钢中厚板进行了反挤凸柱成形模拟研究,对比分析了封闭式模腔、全开式模腔、半开式模腔挤压成形时材料的变形特点。研究揭示了3种成形方式下金属的流动规律、等效应力及等效应变的分布、载荷与行程的关系,从而可根据成形载荷、凸柱高度与凸凹模行程的关系来合理选择模腔形式。进而研究了凸凹模圆角半径、凸柱直径与坯料初始直径之比d/D、凸凹模下行速度等因素对于各挤压方式下凸柱高度的影响。最后,选取半开式模腔成形凸柱进行实验,实验结果和有限元模拟结果符合较好,验证了有限元模拟的准确性。