身管弹膛精锻成形几何分析和成形条件研究

目的身管弹膛是由5个相连的锥体组成的,其加工质量和精度是身管内膛径向精密锻造的难点,需要研究弹膛成形的必要条件和锤头形状、工艺参数和弹膛形状之间的匹配关系。方法用弹膛成形时的几何分析方法,从锻造比和压下量两个方面探讨了弹膛成形的必要条件,得出了弹膛形状和锤头形状、工艺参数之间的匹配关系。以此为基础,设计了某一型号身管的工艺参数,并以此进行了实际线弹膛一体化锻打。结果锤头抬锤位置、锻造段锻造比以及锤头的结构参数,对弹膛成形影响较大。结论用文中推导的成形条件和设计的工艺参数,成功地锻造出了合格的弹膛。     

锻造比对身管膛线成形影响分析

目的膛线是身管的关键部位,其主要作用是使弹头旋转运动,以保持弹头飞离膛口后稳定飞行。膛线成形性的状况对枪管的初速、精度都有重要的影响,故需要分析径向锻造过程中不同锻造比对身管膛线成形性的影响。方法使用有限元商业软件Abaqus建立三维有限元模型,对身管膛线的成形过程进行数值模拟,得出不同锻造比对身管膛线成形影响的规律。结果锻造比大于35%时,阴线的边界处的Mises应力大于材料的强度极限,膛线因应力过大而扭曲;锻造比小于15%时,阳线上的菱角处成形不充分,膛线的阴、阳线边界不分明;当锻造比为25%时,膛线应力分布在合理范围内且成形良好。结论通过仿真得出新材料的合理锻造比范围在25%左右,在15%~35%之间。     

浅谈磁极的精密锻造成形及数值模拟

分析了磁极锻造成形的特点,对传统锻造工艺进行改进,制定热锻和冷精整相结合的反向挤压新工艺。基于DE-FORM-3D软件,应用刚塑性有限元算法对磁极精密锻造成形新工艺进行数值模拟,得到锻造过程中材料的流动状态和等效应变分布规律。     

不同锻造比和Q值对身管横向力学性能的影响

目的 针对传统轻武器身管材料30SiMn2MoVA,研究不同锻造比和Q值对身管横向力学性能的影响。方法 通过弹线膛同锻工艺,径向锻造身管加工成试件,在胀形实验中采用固体不可压缩材料,获得身管横向力学性能。结果 身管材料锻后塑性变形量越大胀破裂纹越长,且未去应力试件准解理特征断口上出现轴向裂纹缺陷,胀破后沿着裂纹扩展而出现两侧开裂现象,去应力后均无此特征。结论 锻前身管材料塑性伸长率最高,随着变形量锻造比和Q值增大,锻后身管的横向塑性伸长率越低,胀破裂纹的长度增长;当锻造比为41%,Q值为0.46状态下,去应力前塑性消耗最大,伸长率降低6.9%;身管减壁厚阶段（Q≥0.26,锻造比大于34%）,其横向屈服极限和抗拉强度均随着Q值的变大而增大。     

锤头数目对锥管径向锻造成形影响规律的研究

径向锻造生产锥管类零件具有加工精度高,成形质量好等优点,根据锤头的数量可以分为双锤头、多锤头锻造.锤头数目的多少,对于径向锻造的生产效率、成形质量等都有较大的影响.本文采用数值模拟的方法,对二锤头、三锤头和四锤头径向锻造成形过程进行模拟研究,探索锤头数目对锥管锻造成形金属受力、变形、金属流动、成形质量等的影响规律,对于...     

1420铝锂合金模锻件锻造工艺的研究

利用高温变形实验,研究了1420铝锂合金在不同变形条件下的变形行为,获得合金的塑性图、变形抗力图、晶粒尺寸-变形程度关系图,确定出合金的锻造工艺参数:锻造温度为350～420℃,临界变形程度为8%～10%,变形速率以低速为宜.结合实际情况,制定出合理的、经济的1420铝锂合金模锻件成形工艺,即6000t水压机上多方锻开坯→车成锥体→8000t卧式挤压机上终压模成形.生产出的1420合金模锻件尺寸精度高,综合性能优良.     

叶片精密锻造过程数值模拟技术研究进展

介绍了叶片精锻成形的三维有限元数值模拟的过程,以及固体型塑性有限元法和流动型塑性有限元法的特点,针对近年来叶片精锻成形的三维有限元数值模拟技术对工艺参数及微观组织演化进行模拟的现状,进行了详细论述,在此基础上,提出了叶片精密锻造的三维有限元数值模拟技术未来发展的方向。     

矿用液压软管接头芯子径向锻造工艺的研究

目的随着我国煤炭、钢铁业的新发展,矿用液压软管接头因更换快、使用量大,迫切需要新的成形工艺。方法针对KJ-25型液压软管接头芯子,提出了一种采用径向锻造近净成形制造毛坯的工艺。通过三维有限元软件FORGE建立了工艺的三维有限元模型,并对成形力、工件温度及应力状态进行了分析。结果有限元模拟结果表明:径向锻造生产的坯料较切削加工可节材37%,温锻时单个锤头锻造力仅为37.3 t。结论径向锻造工艺适用于同类型软管接头芯子的毛坯制造。     

喷射成形高强铝合金包套多向锻造工艺研究

目的 研究包套对喷射成形高强铝合金多向锻造变形行为的影响规律。方法 采用Deform-3D软件对喷射成形高强铝合金包套多向锻造成形过程进行模拟,分析不同包套材料和包套厚度下坯料的等效应力和等效应变的变化规律,并用优化后的参数进行物理实验,测量试样的力学性能变化。结果 当选用45#钢作为包套材料,并且包套厚度为5 mm时,坯料的等效应力、等效应变分布最均匀,成形效果最好。一道次包套多向锻造后,坯料的硬度、抗拉强度和伸长率均得到了提升;经过T6热处理后,坯料的抗拉强度得到进一步的提高,由397.71 MPa提升至561.16 MPa,伸长率有所降低,由8.2%降低为4.6%。结论 包套材料和包套厚度对喷射成形高强铝合金包套多向锻造的变形行为有显著影响,选用合适的包套参数可以有效改善坯料的变形均匀性,提高坯料的力学性能。     

工艺参数对钼粉烧结体近等温包套锻造成形过程中应变的影响

运用有限元软件对钼粉烧结体近等温包套锻造成形过程进行了分析.讨论了不同工艺参数(温度、摩擦因数、锻造速率)对应变分布的影响.结果表明:随着锻造温度的升高,坯料的平均等效应变逐渐增大,但变形不均匀;随着摩擦因数的增加,坯料平均等效应变逐渐增大,同时由于变形不均匀容易出现断裂裂纹;锻造速率对坯料应变的影响不显著.通过正交实验分析得知,温度对变形均匀性影响最显著.     

弹膛精密径向锻造锻透性研究

目的 避免身管弹线膛一体化精锻过程中出现的各种缺陷,特别是身管弹膛处的锥体不易成形、锻透性较差的问题。方法 以身管弹线膛同锻时弹膛成形过程为研究对象,主要研究弹膛成形过程中材料的流动过程及锻透性条件。通过几何分析,判断弹膛成形的几何条件,初步确定抬锤位置等参数的合理范围。根据几何分析结果建立有限元模型,分析弹膛各关键点处应变等参数,提出以应变差为判断依据的锻透条件,并在实际实验中进行对比分析,得出身管弹膛锻透的应变条件。结果 身管弹膛各点处成形难易程度不同,以其中最难成形的三锥结束点作为评价弹膛锻透的标准,当该点处身管材料在触碰芯棒后径向应变减小量达到8%时,弹膛能够成形且锻透性较好。结论 通过几何分析、有限元分析以及实验的对比和验证,得出身管弹线膛同锻时弹膛锻透的条件,对身管弹线膛同锻工艺具有理论指导意义。     

身管膛线精锻成形金属流动与变形分析

以某身管膛线精锻加工过程为研究对象,使用通用有限元商业软件Abaqus建立了三维轴对称有限元模型,对身管膛线的成形过程进行数值模拟,分析了膛线嵌入芯棒过程中的金属流动情况。此外,还分析了芯棒结构及断面减缩率对膛线成形的影响,为实际加工过程中工艺参数的选取提供依据。     

反复锻压剧烈塑性变形的有限元分析

采用Deform-3D有限元软件模拟了反复锻压剧烈塑性变形,分析了加工过程中试样的流动、温度、应力以及应变分布。研究发现锻压过程中各部分质点流动的速度大小和方向都不相同。随着起始锻压温度的升高,试样同一部位温升数值逐渐降低。试样内大部分区域在3个方向都承受压应力,有利于细化显微组织的剪切变形始终存在。第一道次锻压完成后试样中应变分布很不均匀,随着加工道次的增加,累积应变及其分布均匀程度都不断提高。     

径锻压下率对镁棒热力参数及组织演变的影响

目的 通过径向锻造工艺制备大尺寸镁合金棒料,并研究ZK60镁合金稳定变形区轴向截面边部位置的组织演变规律.方法 基于轴对称模型,利用数学解析方法建立不同压下率下的镁棒应变分量数学模型;使用弹塑性有限元分析软件对不同压下率下的镁棒径锻过程进行热力耦合分析;采用GFM-SSP32径锻机对铸态ZK60镁合金棒材进行阶梯锻造实验.结果 随着径向压下量的增大,晶粒细化明显.当压下率达到62.29％时,孪生动态再结晶机制开动;与模拟结果相比,数学模型预测的平均相对误差约为8.4％,可较准确表征径锻镁棒的应变分布情况.结论 径向锻造工艺完全可以制备ZK60镁合金棒材,并可有效解决镁合金塑性变形过程中的易开裂、散热快等问题.     

模锻过程模拟及锻模优化设计与研究

本文采用上限元法通过对模锻过程的模拟和研究提出了依据金属塑性成形理论设计最佳锻模参数的方法。解决了锻模设计必须多次试验和不能进行最优化设计的问题,减小了锻造力,提高了材料利用率.实验室验证和生产验证表明了理论结果的正确性和锻模优化设计方法的可行性、优越性和良好的应用前景。     

电液锤上GH901合金涡轮盘模锻成形工艺

目的 研究GH901合金涡轮盘锻件的成形工艺.方法 采用有限元软件Simufact-2D对镍基高温合金涡轮盘的锤上模锻过程进行数值模拟分析,研究不同中间坯高径比下涡轮盘的填充效果及等效应变变化规律;研究不同锤击能量下涡轮盘的温度分布规律.结果 GH901合金涡轮盘锤上模锻时,中间坯高径比过大或过小均影响填充效果,同时不同高径比下模锻的等效应变也有差异.当高径比为0.21时,锻件填充效果最好,且应变分布均匀.随着锤击能量的增加,锻件心部产生温升的程度增大,锤击时交替采用50％和80％的能量打击,可得到温度分布较合理的锻件.结论 中间坯高径比和锤击能量对GH901合金涡轮盘的锻造变形行为有显著影响,选择合适的锤上模锻工艺参数可以得到尺寸精度高、组织均匀且性能优良的涡轮盘锻件.     

发动机泵体精密热模锻成形工艺研究

目的为了提高发动机泵体综合机械性能和降低制造成本,采用精密热模锻技术来实现泵体的精确成形。方法通过确定锻件分模面位置,建立了泵体精密热模锻几何实体模型;在此基础上,建立了泵体热模锻过程三维有限元模型和模拟参数,实现了精密热模锻过程有限元模拟模型。结果通过数值模拟,获得了成形过程中坯料的速度场、等效应变场和温度场及载荷-行程曲线,揭示了泵体热模锻过程中金属充填模具型腔的情况及其变形机理,获得了温度场应变分布以及载荷、打击能量随行程的变化规律,优化了预成形时拍方坯料长度等参数,为确定成形工艺参数提供了科学依据。结论经试验验证,新工艺成形的锻件非加工外形面尺寸精度达到了零件要求,数值模拟结果与实验结果一致。     

Ti–6Al–4V钛合金筋板类吊挂锻造成形工艺优化及模具磨损研究

目的 改善Ti–6Al–4V筋板类吊挂锻件成形缺陷,降低模具磨损。方法 通过对原始工艺中存在的折叠、充填不满等缺陷进行分析,揭示局部飞边高度对锻件充填的影响,进而优化终锻模具局部飞边高度;通过增加预锻件筋条等几何特征,对预锻模具结构进行优化设计,并分析塑性变形时筋条区域金属材料的流动情况。结合BP神经网络技术,分析锻造工艺参数对终锻模具磨损的影响,并对工艺参数组合进行优化设计。结果 基于局部飞边高度对锻件充填效果的影响规律,确定最佳局部飞边高度为4 mm;通过增加预锻筋条优化预锻件结构,从而有效避免折叠缺陷;将BP神经网络技术与数值模拟结合,得到了最优工艺参数组合,有效降低了锻造模具的磨损量。结论 通过实际锻造生产试验对模拟分析结果进行了验证,固化了最佳模具结构与工艺参数组合,获得了变形均匀且无工艺缺陷的钛合金发动机吊挂锻件。     

等速万向节星形套闭塞式精锻成形工艺研究

目的研究等速万向节星形套的精密成形方法,提高其材料利用率。方法基于对冷态闭塞式精锻工艺的理论研究,根据星形套的零件结构,选择确定了其工艺流程,并利用有限元分析软件对其进行了一次性冷精锻成形的数值模拟。结果通过有限元分析,得到了成形过程中的应力应变分布、材料流动趋势及载荷变化情况等。结论根据工艺分析及模拟结果,进行了相关试验,并得到了满足尺寸要求的精锻件,提高了生产效率和材料利用率,对实际生产具有一定的指导作用。