带阻尼台叶片多向模锻过程场量分布规律研究

为了提高带阻尼台叶片的综合机械性能,采用多向模锻技术来实现带阻尼台叶片的精净成形,通过确定带阻尼台叶片多向模锻分模形式及分模面位置,基于UG建立了带阻尼台叶片多向模锻模具的几何实体模型;在此基础上,采用DEFORM3D建立了该类叶片多向模锻过程的三维有限元模型,确定了模具的加载方式和加载顺序,实现了带阻尼台叶片多向模锻过程有限元模拟,获得了该成形过程中不同加载方式下坯料的速度场、等效应变场和温度场分布规律及载荷-行程曲线,揭示了带阻尼台叶片多向模锻过程中金属充填模具型腔的情况及温度场、应变分布以及载荷随行程的变化规律.该成果可应用于带阻尼台叶片的实际生产过程中,对采用多向模锻工艺来实现带阻尼台叶片的精锻具有指导作用.     

三通阀体多向模锻工艺研究

针对三通阀体结构特点和性能要求,采用多向模锻近净成形的工艺方法,利用有限元数值模拟方法得到锻件在成形过程中的网格分布、温度场、应力应变场、载荷曲线等,运用分流成形原理提出一种改进方案,有效降低了合模力,为实际生产提供了依据。     

车用发动机共轨管精密成形工艺与试验研究

目的为了提高柴油发动机的综合机械性能和降低制造成本,采用精密成形技术来实现共轨管的制备。方法通过工艺分析,设计了锻件形状、分模方式、飞边槽形式以及模具主要结构,建立了共轨管精密成形的有限元模型,并初步进行了主体设备选型。结果通过有限元模拟,对设计的精密成形工艺进行了仿真,获得了成形过程中坯料的速度场、等效应变分布及行程-载荷曲线,揭示了共轨管成形过程中金属在型腔中的流动情况,以及成形载荷的变化情况。结论通过最终工艺试制,验证并确定了工艺方案,根据零件的自身特点,突破了传统以投影面最大处为分模面的工艺,为最终的生产试制提供了参考依据。共轨管锻件充型饱满,5个小凸台均充型完全,尺寸均满足产品的技术要求,对后续简化工艺、提升产品的性能都有较大的作用。     

一种挖掘机斗齿多向精密成形工艺研究

目的研究挖掘机斗齿多向精密锻造成形工艺。方法根据挖掘机斗齿的结构特点,设计一种多向精密成形工艺方案。使用Deform-3D有限元分析软件对提出的工艺方案进行模拟,分析锻造过程中的载荷-行程曲线和金属流动规律,最后设计模具并进行工艺试验。结果通过数值模拟与工艺试验,获得了成形过程中的工艺参数,揭示了挖掘机斗齿多向精密成形过程的变形规律。结论提出的多向精密成形工艺方案成形挖掘机斗齿没有超出模具的许用应力范围,工艺试验获得的锻件充填饱满,无锻造缺陷。     

铝合金控制臂辊锻制坯模锻工艺数值模拟

针对控制臂现阶段模锻成形工艺工序多,生产率低,劳动强度大等缺点,提出辊锻制坯一模锻成形工艺,设计辊锻制坯各道次的尺寸参数,用数值模拟代替物理试验预测金属成形过程。通过对控制臂辊锻成形过程的数值模拟,并对辊锻后坯料进行弯曲、终锻成形,获得较好的锻件,为指导此锻件的生产实践提供了理论依据。     

电流辅助高强钢板热成形工艺数值模拟研究

目的探究电流辅助高强钢板热成形工艺中坯料自阻加热的加热机理,揭示电一热一力三场耦合条件下金属板材的塑形变形规律,为工艺方案及工艺参数的制定提供理论依据。方法利用FEM软件对电流辅助高强钢板的热成形过程进行了数值模拟研究。结果获得了通电加热时坯料的温度场,并通过热一力耦合分析,得到了板材热成形时的应力及应变的分布规律。结论采用该加热方式可极大地提高加热速率,经过几十秒的加热即在变形坯料上获得了较均匀的温度场,满足板材热成形要求。应力、应变分析表明,加热时产生的压应力缓解了坯料变形时的应力集中,有助于板料塑性成形。     

镍基高温合金微型涡轮盘热塑性成形工艺

目的 研究GH4698微型涡轮盘热塑性成形工艺。方法 采用有限元软件Deform-3D对镍基高温合金微型涡轮盘模锻过程进行数值模拟分析,研究坯料不同高径比、不同模锻温度下涡轮盘成形的最大载荷值、等效应力、等效应变、速度场的变化规律。结果 微型涡轮盘模锻过程载荷最大值随模锻温度升高而降低,温度和高径比对涡轮盘的凸台、直榫等部位的等效应力、等效应变影响有明显的差异。在涡轮盘路径1上,随着温度的升高,等效应力逐渐降低,变形更加均匀;随着高径比的增加,变形不均匀程度增大,高径比为1时等效应力的极大值最小;温度和高径比对速度场的影响较小。结论 温度和高径比对GH4698微型涡轮盘锻造变形行为有显著的影响,选择合适的模锻工艺参数可以有效降低成形载荷,并获得使用性能较好的微型涡轮盘。     

基于有限元法的轮毂成形工艺对比

目的对比某型号轮毂成形的工艺方案。方法对轮毂在不同条件下的成形过程进行了数值模拟和实验研究,分析成形工艺对应力分布、应变分布、金属流动速度场、成形载荷及内部组织的影响。结果坯料在800℃下采用闭式模锻所需成形载荷小,模具结构较简单,内部组织为粒状珠光体,力学性能优于其他2种方案下的内部组织魏氏体。结论闭塞式挤压和闭式模锻成形等效应力、等效应变、金属流动速度场、成形载荷及内部组织各不相同。模拟结果可以指导实际生产中工艺方案的选择。     

铝合金双层杯件冷挤压成形工艺模拟研究

针对铝合金双层杯件的结构特点,提出了闭式冷挤压成形工艺方案,并研究了不同坯料形状对成形过程的影响.采用有限元模拟软件对双层杯件成形过程进行了数值模拟,比较分析了不同坯料对变形过程中的金属流动、应变以及载荷曲线等的影响,预测了该双层杯件成形过程中的缺陷及产生原因,得出了最优成形工艺方案,可获得高质量、高精度的锻件,实现近...     

浮动凹模温精密成形圆柱斜齿轮变形规律分析

目的研究采用浮动凹模工艺温精密成形圆柱斜齿轮时,不同凹模运动速度下齿轮力能参数和各种场量变化规律。方法结合浮动凹模原理和圆柱斜齿轮结构特点,利用Defrom-3D软件建立变形-传热耦合有限元模型,模拟圆柱斜齿轮采用浮动凹模温精密成形过程,分析不同凹模运动速度下的变形规律。结果通过模拟分析,得到了凹模运动速度不同时的温成形斜齿轮成形载荷特点、坯料流动速度场分布、等效应力-应变分布、温度场分布等规律。结论采用浮动凹模工艺成形圆柱斜齿轮,可以减小成形力,当凹模运动速度大于凸模下行速度时,齿轮成形性更好。     

精密锻造技术的研究进展与发展趋势

热精密锻造技术不仅能赋予零件近净复杂形状和尺寸,而且能使零件宏观性能在坯料性能基础上得到提高,是少无废料产生、绿色、节约型的高效高性能制造技术。综述了热精密锻造技术的应用现状,介绍了热模锻造、等温锻造、基于数值模拟的预制坯优化设计和精密锻造全过程工艺优化设计的国内外研究现状,最后对热精密锻造技术发展方向进行了展望。     

上模压下速度对带阻尼台叶片精锻影响的研究

利用DEFORM-3D,采用刚粘塑性有限元法,建立了带阻尼台叶片精锻过程的三维有限元模型,模拟分析了上模压下速度对带阻尼台叶片精锻过程的影响规律.获得了不同上模压下速度时的等效应力、最大主应力等场变量分布及带阻尼台叶片精锻过程载荷-行程曲线,并根据最大主应力分布提出了对终锻坯料形状设计的建议.研究结果对带阻尼台叶片精锻工艺的制订具有重要的指导意义.     

柴油机关键件精密成形工艺研究

目的提高柴油发动机关键件泵体铸改锻后的综合机械性能,采用精密成形技术来实现泵体的组织和性能的一致性控制。方法首先通过工艺分析,设计了锻件的形状及其分模方式,建立了锻件的三维实体模型;再根据其工艺方式,设计了模具结构及工艺路线,并对预制坯形状进行了设计。结果经过工艺试制,泵体锻件充型饱满,缺陷得到克服,尺寸精度达到了技术要求,泵体的流线连续,晶粒度达8级,经铸改锻后性能得到了大幅提升。结论通过工艺实验,分析了成形中缺陷产生的原因和控制方法,优化了预制坯设计以及成形关键工艺参数,为确定最终精密成形工艺提供了依据。     

柴油机喷射系统泵体精密挤压工艺

目的为了提高燃油喷射系统泵体的综合性能和制造效率,采用精密挤压来实现变量泵泵体的高效绿色制造。方法通过工艺设计,初步确定了锻件形状、分模形式和模具结构,采用有限元法对泵体精密挤压工艺进行仿真分析,研究了挤压成形时金属在型腔的流动规律,模具结构对挤压时的影响,以及锻件边角的充型情况。结果通过模拟仿真,对设计的挤压工艺进行了理论验证,坯料流动主要以充填法兰和外侧飞边的方向为主,外六角根部、法兰底部均充填完全,最终多余的金属流向模具间隙,没有出现紊流和涡流的现象。结论通过最终的工艺试制试验,验证了设计的工艺方案,精密挤压的变量泵泵体充型饱满,法兰顶部及根部六角形均充型完全,经机加工后成品尺寸稳定,满足产品的技术要求。     

星形套冷态闭塞式精锻成形分析

目的提出星形套冷精锻成形工艺优化方案,提高模具使用寿命,对生产操作进行规范。方法分析零件结构,确定了合理的分模面;运用数值模拟方法,选取不同的冲头进给速度和冲头形状,对星形套冷精锻成形过程进行了模拟分析。结果获得了冷精锻成形过程中冲头进给速度和冲头形状对温度场、应力场、金属速度场、工作载荷和模具寿命的影响。结论通过分析冲头进给速度和冲头形状对星形套成形的影响,并对其进行控制和优化,得出了最优工艺参数区间,为实际生产提供了参考依据和理论指导。     

钛合金多向锻造数值模拟

目的研究TC4钛合金在多向锻造过程中的变形行为。方法基于Deform-3D模拟软件平台,对钛合金的多向锻造变形过程进行有限元模拟分析,研究不同工艺参数(锻造温度、锻造速度、锻造工步)下合金最大主应力、等效应变和载荷最大值的变化规律。结果多向锻造的每工步锻造为典型的镦粗过程,坯料中心部位一直受压应力作用,鼓肚处则出现最大拉应力。随着锻造温度的升高和锻造速度的减小,最大压应力和拉应力均减小,多工步锻造之后合金主应力场分布更加均匀。随着锻造工步的增加,坯料等效应变增大且中心大变形区域体积分数增加。最大载荷随锻造温度的升高和锻造速度的降低而减小,相同参数下不同锻造工步的载荷最大值变化不大。结论锻造温度、锻造速度、锻造工步对TC4钛合金多向锻造变形行为有显著的影响,适当选择多向锻造工艺参数,可以降低载荷并获得均匀性较好的坯料。     

Numerical and experimental investigation of cold rotary forging of a 20CrMnTi alloy spur bevel gear

Due to the complex three-dimensional (3D) geometry and tooling design, mass production of precision spur bevel gears by machining or conventional forging technology is impeded by numerous stubborn barriers to date. Cold rotary forging, an innovative incremental metal forming process, has great potential to improve the current situation owing to its flexibility and low tool load requirement. In the present study, a sound 3D rigid-plastic finite element (FE) model of cold rotary forging of a 20CrMnTi alloy spur bevel gear is developed under the DEFORM-3D platform. To ensure the precision of the proposed FE model, a series of experiments are well performed for the identification of the mechanical properties of 20CrMnTi alloy and the realistic friction conditions prevailing at the die-workpiece interface. By utilising this FE model, the workpiece geometry is optimised with the intention of achieving a better filling of gear shape and a lower forming load requirement, and then the distribution of different field-variables such as flow velocity and effective strain are thoroughly investigated. For verification purposes, the cold rotary forging experiments of 20CrMnTi alloy spur bevel gears are subsequently conducted. Good agreement between the experimental results and the simulation ones is highlighted by comparing the gear shape after cold rotary forging and the axial forging force, which validates employed model.     

轨道交通用减震器座锻造成形工艺改进

目的针对原有锻造工艺在终锻时易出现折叠和材料利用率较低的问题,改进锻造成形工艺,消除缺陷并提高材料利用率。方法以某型号轨道交通用减震器座为研究对象,对减震器座进行工艺分析、计算和有限元模拟。在原有工艺上增加拍扁工步,并设计了两种一模两件式的锻造工艺。对改进后的工艺方案进行有限元数值模拟,对比两种方案的金属流动、载荷、应力应变的分布情况。结果改进后的成形方案在避免折叠缺陷的前提下,材料利用率分别从70%提高到82%和86%。结论锻件型腔非对称放置时,载荷较低,速度更均匀,整体等效应变较小,有利于模具寿命。一模两件锻造的方式虽然增加了设备吨位,但是改善了金属流动,避免了汇流、折叠的缺陷,提高材料利用率和生产率,对于类似形状锻件的锻造工艺开发具有指导作用。