工矿及采矿用截齿温挤压精密成形工艺研究

通过有限元模拟与实验对普通轴对称类截齿、局部大尺寸类截齿和带旋转翼类截齿的温挤压精密成形工艺进行了研究,分别提出了镦挤工艺、浮动组合模具镦挤和镦挤联合径向挤压的复合挤压等新工艺.模拟和实验结果表明:新工艺解决了截齿挤压大高径比失稳、非轴对称径向旋转翼难充满等关键问题,工件成形质量良好.     

轴套镦挤成形过程的计算机模拟与工艺优化

通过计算机模拟带有锥孔大法兰套零件镦挤成形过程，研究该类零件镦挤成形中的金属流动规律及在形条件，得出在满足成形要求及耗能最小的前提下，最佳的毛坯形状和工艺，为该类零件镦挤成形工艺的制定提供了科学依据。     

缩径挤压工艺及模具设计

根据零件成形特点,分析了成形前的坯料加工工艺,找出了坯料加工与挤压成形的切入点,设计了正挤缩径与反挤成形组合工艺装置,综述了缩径挤压模具的设计要点、模具结构、工作原理及实际应用效果。     

旋转翼截齿组合温挤压精密成形工艺研究

旋转翼类截齿由于径向旋转翼难以充填,常规挤压工艺下金属不易充满模具型腔.本文针对该类工件特点提出了镦挤联合径向挤压的组合挤压新工艺,通过在模具闭合后施加径向挤压的方法,促进金属的径向流动,为径向难以充填的复杂零件成形提供了新思路,基于该方法为带旋转翼类截齿的生产提出了新工艺方案.通过数值模拟和实验研究表明该工艺方案不仅...     

直齿圆柱齿轮双向镦挤精密成形工艺对比研究

为实现直齿圆柱齿轮精密成形,并克服传统工艺存在的成形力大、模具结构复杂等一些不足,在已有齿形凸模双向镦挤成形直齿圆柱齿轮的基础上提出了另外2种改进的成形工艺,分析了不同成形工艺下端面摩擦力对载荷的影响,利用有限元模拟软件DEFORM-3D分别对3种成形工艺进行了数值模拟研究,并提出了一种优化的成形新工艺——无齿凸模双向镦挤精密成形.结果表明:采用无齿凸模镦挤成形直齿圆柱齿轮在载荷及模具结构方面优于有齿凸模镦挤成形,其中,无齿凸模双向镦挤较有齿凸模双向镦挤,上、下凸模载荷下降约55%;无齿凸模双向镦挤较非对称凸模双向镦挤,上、下凸模载荷分别下降约50%、38%;无齿模具加工制造更容易,强度更高;新工艺的等效应力最大值为3种方案中最小,而且等效应力变化正常,无破坏现象出现.对优化后的成形工艺进行了试验研究,得到了齿形轮廓清晰、充填饱满、无折叠、开裂等缺陷的铅质试件,试验结果与模拟结果基本吻合.     

润滑条件对圆管镦挤法兰成形的影响

对圆管镦挤法兰成形工艺进行了详细的研究 ,采用有限元数值模拟方法分析了润滑条件对成形过程中金属流动的影响及缺陷产生的原因 .给出了两种内径、三种壁厚情况下成形法兰宽度 -摩擦系数关系曲线 ,并进行了圆管镦挤法兰成形试验 ,数值模拟结果与试验结果具有较好的一致性 .     

法兰轴热挤压工艺设计及分析

目的以某型号法兰轴为研究对象,为了制取性能和结构合格的法兰轴。方法对其进行了结构及加工工艺分析,确定了成形工艺方案为:下料→正挤轴部→顶镦头部→反挤法兰及内腔。根据该工艺,建立了法兰轴的三维模型,利用有限元分析软件对法兰轴的成形缺陷进行了分析,并进行了工艺改进,以获得合格的零件。结果改进后的工艺可以制取合格的零件。结论此工艺方法对实际生产有指导价值。     

制动管一体式法兰接头热镦挤成形工艺仿真分析

目的 针对铁路货车空气管路制动系统中焊接法兰接头连接质量不佳的问题,提出一种制动管一体式法兰接头热镦挤工艺。方法 分析了制动管用AISI 321不锈钢的高温变形行为并构建了本构方程,并通过DEFORM–2D软件对制动管件法兰接头热镦挤工艺进行了数值模拟。结果 应力–应变曲线在低应变速率时呈现稳态流动,但在高应变速率下会出现明显的波动。本构方程得到的应力计算值与试验真实值的相关系数为0.986,平均相对误差为6.7%。在热镦挤工艺成形法兰接头过程中,挤压阶段的最大应力位于制动管扩径的圆锥面处;镦粗阶段的最大应力位于法兰接头平面成形处,并最终转移至法兰接头的圆角处。结论 建立的本构方程能够反映AISI 321不锈钢真实应力–真实应变的关系,可用于描述该材料在热镦挤成形工艺中的塑性变形行为。在该制动管一体式法兰接头热镦挤成形过程的镦粗阶段,摩擦因数保持在0.3以下能够有效降低镦粗力。     

法兰盘热挤压工艺设计

以法兰盘为研究对象,对法兰盘进行了结构及工艺性分析,并对变形程度进行了校核,拟定了先镦挤法兰和台阶,然后分步成形中心孔的工艺方案。 利用有限元分析软件对法兰盘成形过程进行了模拟分析,预测了法兰盘成形过程中的缺陷,缩短了试模周期。 用方案一镦挤法兰和台阶时变形量过大,无法同时成形,因此提出先成形法兰后成形台阶的方案二,但成形台阶时坯料受力不均匀且变形量很大,也无法成形。方案三先成形台阶,后成形法兰,最后反挤中心孔,并对成形过程各工步成形载荷进行了校核,结果显示,各工步成形效果良好,单工步最大载荷及总的载荷均满足设备要求。     

温挤压微成形系统及其数值模拟研究

零件尺寸微型化带来了"尺度效应"等问题,对塑性成形理论、设备和工艺等都提出了更高的要求.针对微挤压中冷热成形的不足,提出了温挤压微成形工艺.在借鉴现有微成形装置的基础上给出了自行设计的温挤压微成形系统,并对其工作原理进行了阐述.为了探索坯料在微挤压筒内的流动行为,利用ABAQUS/Explicit模块对温挤压微成形进行了数值模拟,着重分析了210℃时温挤过程中的应力分布以及不同摩擦条件下金属的流变行为,揭示了不同工艺参数对温挤压微成形规律的影响,从而为其模具优化设计提供科学的理论依据.     

多拐曲轴镦挤成形过程轴向流动模拟分析与试验验证

目的 解决多拐曲轴镦挤复合成形过程中,轴向流动导致尺寸精度低的问题。方法 从坯料加热、成形过程、成形后冷却等全流程模拟出发,以建立镦挤成形装置运动学、成形过程热力学、曲轴材料本构模型、几何模型等为基础,建立有限元模型,分析产生轴向偏差的原因。结果 有限元模拟分析表明,坯料体积、飞边厚度是镦挤成形过程产生轴向流动的关键性因素,可以通过优化台阶轴毛坯几何形状,控制轴向异常流动。结论 试验表明,多拐曲轴的轴向流动得到有效控制,单拐轴向长度偏差控制在±1 mm,成品率提高至90%以上。     

空心阶梯轴温挤压成形数值模拟

目的研究空心阶梯轴温挤压成形的可行性。方法根据空心阶梯轴的结构特点,确定了成形方案,并利用Deform-3D软件进行了有限元数值模拟分析,对成形方案进行了验证。结果根据模拟结果得出,锻件的成形效果较好,没有出现充不满和折叠等缺陷,尺寸精度也较好。结论采用温挤压成形工艺成形空心阶梯轴,获得了满足尺寸要求的空心阶梯轴,成形过程稳定可靠,成形工艺可行。     

非致密喷射沉积耐热铝合金锭坯制备φ520/φ460 mm管材过程数值模拟

采用DEFORM通用有限元软件对喷射沉积耐热铝合金非致密锭坯制备φ520φ/460 mm管材过程数值模拟,分析了镦粗、充型、反挤压过程中致密度、应变场以及挤压力的变化情况.通过挤压力和致密度大小的比较,计算机模拟结果与实验结果基本相符.     

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。     

电连接器外壳冷挤压工艺分析与数值模拟

针对电连接器外壳冷挤压成形工艺的特点,进行数值模拟分析,设计了合理的成形工艺。通过工艺实验论证,结果表明,设计的工艺能保证获得符合图纸要求的电连接器外壳尺寸。     

特种机械中杆类零件的局部成形工艺及模具设计

以某产品的机头体为例,原采用开式模锻工艺,材料利用率低,机加定位难度大。为了提高毛坯的净化程度和降低生产成本,需要更高效的加工方式。通过对电镦过程的工艺参数摸索,根据已有设备改进工装模具,并借助有限元模拟分析,最终设计采用了一次加热下同时完成局部镦粗再挤压成形的工艺。该工艺难点是控制镦粗的形状,以及砧子和挤压模的材料选择。经计算,该毛坯材料利用率提高到95.4%,并且由于杆部未变形,外形更利于后期机加定位夹持。     

汽车六角球头冷锻工艺优化与数值仿真

冷锻成形工艺是一种少无切削的净近成形工艺,以其精度高、生产效率高、低耗节能等优点,大量使用在汽车零配件的生产。六角球头销是汽车转向系统中的关键零件,其六角成形的质量直接影响到产品的使用性能。本文针对六角一次成形发生镦锻失稳问题,基于金属塑性成形理论,分析在镦锻过程中的金属流动,提出采用预成形工艺。根据产品结构,提出了大V锥形、锥形、锥六角形三种预成形工艺方案,采用DEFORM-3D对六角头成形方案进行数值仿真。为了得到最优参数,通过建立优化数学模型,对数值仿真获取的应力应变、损伤值分布、载荷进行优化得到最优方案。结合有限元数值分析对比分析三种方案,得到了预成形为锥形的成形效果最好,材料流动更为合理。经生产试验证明,通过预成形为锥形生产的六角头充填饱满,无不良缺陷,对生产同类型的成形工艺具有一定的参考价值。     

薄板类件多点成形过程的数值模拟

以希尔关于弹塑性材料唯一性的充分性条件为理论基础,采用虚功率增率型原理,建立了多点成形的有限元模型,探讨了板材厚度、材质及弹性介质等因素对成形结果的影响,通过数值模拟找出参数合适的弹性介质,并对薄板类件的多点成形过程进行了实验验证.研究表明,通过使用参数合适的弹性介质,可以有效抑制压痕现象的产生,并能保证工件的成形精度;实验验证表明对马鞍形件多点成形过程中压痕现象的模拟是合理的.     

AZ31镁合金双向挤压有限元模拟与实验分析

采用有限元软件Deform-3D模拟和实验相结合的方法对AZ31镁合金双向挤压过程进行分析.研究发现,有限元模拟能真实反映镁合金挤压变形过程中的变形行为、应力应变分布状态以及不同工艺参数对挤压力的影响,并对挤压变形过程中的墩粗阶段、转角剪切阶段和挤压比变形区域的显微组织进行了分析与讨论.