圆管镦锻法兰成形的试验研究

通过对圆管镦锻法兰成形过程进行有限元数值模拟,分析了圆管坯料尺寸、摩擦等因素对圆管镦锻法兰成形过程中金属流动的影响及缺陷产生的原因。根据有限元数值模拟结果,进行了圆管镦锻法兰成形试验,数值模拟结果与试验结果具有较好的一致性。     

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。     

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.     

镁合金扇形件挤压成形数值模拟

以刚塑性有限元分析为基础,对镁合金扇形零件的挤压成形工艺进行了模拟分析,制定出扇形零件的成形工艺,即镦挤-反挤压复合成形工艺.镦挤制坯工艺优化坯料结构,反挤压工艺成形零件.根据数值模拟的工艺参数进行试验研究,成形出符合要求的零件.     

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。     

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。     

弥散铜镦挤成形过程的数值模拟

通过有限元计算机模拟系统DEFORM对弥散铜粉末体材料镦挤过程进行数值模拟,说明了弥散铜的变形特征和致密化过程.其结果与粉末体变形理论一致.通过数值模拟,可预测成形载荷和产品组织性能,可进行工艺参数的优化.     

汽车轮胎螺母挤镦复合成形过程温度场的有限元数值模拟

采用有限元分析软件DEFORM对轮胎螺母挤镦复合成形过程进行数值模拟,分析了工件及冲头的温度场.在工件成形过程中.冲头的温度不断变化,呈冷、热交替变化,而且温度分布不均匀.     

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。     

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.     

Influence of Friction Condition on Cold Upsetting of Tube Flange

［1］A.Muderrisoglu: J. Mater. Proc. Tech., 1996, 59, 10. ［2］H.W.Wagener: J. Mater. Proc. Tech., 1997, 72, 342.     

数控弯管成形工艺管理系统设计与开发

在数控弯管工艺的理论研究、模拟研究和实验研究的基础上,结合实际生产的经验和需求,设计与开发了数控弯管成形工艺管理系统。该系统实现了数控弯管成形过程工艺数据的有效管理和共享,为实现数控弯管精确成形过程的数字化、工艺自动化作了准备。     

羟基磷灰石陶瓷管的制备

采用两种羟基磷灰石(HA)的成浆方法,使用不同的成管芯体吸附HA料浆,并设计相应的凝固浴实现HA管的初定型以及烧结程序,扫描电镜观察表明,采用DMA c/L iC l/CT/HA系和PVA/HA系两种陶瓷配浆体系,形成的HA管形貌有显著的不同;详细探讨了HA管制作的工艺过程和样品成型的各种影响因素;样品的X射线衍射图谱分析制作工艺未使烧结后的HA陶瓷管引入异质成分。     

Q690钢管塔柔性法兰极限承载力试验研究及有限元分析

该文研究了Q690高强钢管塔柔性法兰极限承载力。为考察这种法兰的受力性能、破坏模式及螺栓的应力分布,以1000kV钢管塔上的连接法兰为背景,进行了2个法兰足尺试件试验。同时,对试验模型进行了非线性有限元数值分析。试验与有限元分析结果表明:所设计的高强钢柔性法兰受力合理,满足工程应用;节点的薄弱部位位于主材与法兰板连接处;对于高强钢法兰螺栓受力修正系数可适当减小,建议 取0.62;同时建议考虑钢管壁厚对节点承载力的影响。     

基于响应面法的大型锥筒件内凸缘缩口成形工艺参数优化

目的 探究大型锥筒件内凸缘缩口成形的最佳工艺参数。方法 首先,根据内凸缘缩口成形的工艺原理,使用三维软件构建内凸缘缩口成形的仿真模型,并用Deform进行仿真成形。在此基础上,以缩口件高度和成形载荷作为内凸缘成形质量的判断依据,基于响应面法得到关于缩口件高度和成形载荷的回归预测模型。分析不同的摩擦因数、挤压速度和凹模锥度对内凸缘成形质量的影响,优化得到最佳的成形工艺参数,最后进行物理试验验证。结果 通过响应面法拟合得到了缩口件高度和成形载荷关于3因素的多元非线性模型,模型通过F检验得出的显著性概率P值均小于0.000 1,失拟项值均大于0.05,且模型预测值与试验模拟值的关系接近直线,充分说明了该数学模型的合理性。当摩擦因数为0.3、挤压速度为3 mm/s、凹模锥度为9°时,毛坯的成形载荷最小,为90 k N,缩口件高度最低,为1 350 mm,与模型预测相比,误差均小于10%。结论 优化后的工艺参数使内凸缘成形质量高、表面光滑无缺陷、成形载荷小,为大型锥筒的内凸缘成形工艺提供了参考。     

铝合金由对称法兰件热挤压成形极限的理论分析

对铝合金轴对称零件热挤压成形进行了理论分析,总结出零件成形极限的影响因素及规律.通过建立法兰类轴对称零件在热挤压成形过程中变形区应力计算的力学模型,得出应力变化和法兰区外径最大尺寸的表达式.并通过不同应力状态下临界尺寸表达式的对比,分析径向压力P、材料与模具之间的摩擦力τ以及法兰区厚度t对法兰区外径最大尺寸Rmax的影...     

分块压料与板坯形状对 St16 钢板矩形盒拉深成形性的影响

目的研究St16钢板矩形盒拉深的成形性能。方法在St16冷轧薄板进行单轴拉伸试验的基础上,利用有限元软件eta/DYNAFORM,分析了分块变压料力控制技术与优化板坯形状两种工艺方案对矩形盒拉深成形性的影响。结果分块变压料力与优化板坯形状均可以提高矩形盒的极限拉深深度,且优化板坯形状的效果更好。两种方案的综合应用能大幅度地提高矩形盒件的拉深性能。结论通过改善法兰变形流动情况,可以大幅度提高矩形盒拉深成形性,为确定成形工艺和模具设计制造提供参考。     

基于有限元的法兰轴结构件塑性成形工艺分析

目的 针对法兰轴结构件塑性成形过程复杂、工序繁琐、成形效率低、材料易折叠等问题,基于塑性成形理论,对汽车法兰轴零件进行工艺分析,提出2种冷镦成形方案,对法兰轴结构件进行塑性成形工艺研究。方法 分析汽车法兰轴的几何特征,采用有限元分析软件对2种冷镦成形方案的成形载荷进行模拟比较,确定较为合理的工艺方案,通过正交试验设计进一步进行工艺参数的优化,选取预成形角度A、摩擦因数B、冷镦速度C、终成形圆角直径R作为4个因素,每个因素对应3个水平,并以成形载荷大小作为考核指标。结果 通过有限元数值模拟技术,得到工艺1各工序载荷分别为403、521 kN,工艺2各工序载荷分别为226、518 kN。可知工艺2比工艺1效率高,模具使用寿命更长。最后通过正交试验法获得各因素对成形载荷影响大小的排序为：摩擦因数>冷镦速度>终成形圆角直径>预成形角度,最优工艺组合为：预成形角度19°,摩擦因数0.2,冷镦速度15 mm/s,终成形圆角直径3 mm。结论 工艺2的冷镦成形方案缩短了锻件生产试验过程和修模时间,能够满足设计要求,为实际生产金属零部件提供了理论依据。     

Experiences from experimental and numerical springback studies of a semi-industrial forming tool

The work reported in the present paper constitutes a part of a project on simulation of springback in sheet metal forming. Previous work in this project has been concentrated on material modeling and characterization with focus on springback applications. It has been demonstrated that, with proper considerations of all aspects of the material model and the material properties, excellent springback results can be obtained for simple problems. At the simulation of real, industrial parts, a number of additional problems are encountered. Many of these problems are associated with deviations from nominal geometries and other properties. These are examples of factors that influence the outcome of the forming process, but are unknown to the analyst, and can therefore not be considered in the simulation of the forming process. Other phenomena are known to exist, but due to their complexity, they are practically impossible to consider in industrial simulations. Examples of such phenomena are the true frictional behavior in contacts between the blank and the tools, and the flexibility of the press and the forming tool. The influence of these kinds of effects is discussed in the present paper. In the current study, a semi-industrial tool, specially designed to catch those springback problems that are encountered in the forming of real industrial, parts, is used. The tool includes several characteristics that can be found in typical forming tools, such as several draw radius steps and change-over in section geometries. Effects like flange/wall angle changes, sidewall curl and twist are obtained at springback. The sensitivity of the predicted springback is evaluated with respect to various numerical factors, such as the friction coefficient, the material model, and the mesh density. Finally, the quality of the predicted springback behavior for four different materials, commonly used in the automotive industry, is evaluated.