基于Deform 3D的长杆类汽车转向节锻模设计及锻造工艺生产验证

针对SG转向节形状复杂、锻件截面变化较大的结构特点和实际锻造生产中出现的塌角、缺料、折叠等锻造缺陷,通过Deform 3D有限元软件建立SG转向节的有限元模型,构建弯曲模具、预锻模具和终锻模具,并分析预锻件和终锻件的金属流动过程。对SG转向节的弯曲、预锻和终锻3道工序进行现场生产试验,验证了模具设计、工艺方案的正确性和数值模拟结果的准确性,得出长杆类转向节应采用辊锻制坯+弯曲工序、再结合模锻复合成形工艺进行生产。试验中,SG转向节锻件的材料利用率达到了80.8%,合格率达到97.9%,单次模具寿命可延长至生产900件。     

长城2020转向节锻模设计及其锻造工艺生产验证

针对长城2020汽车转向节法兰截面形状复杂、轴部过粗、杆部过细和前、后羊角间距过大等结构问题,通过对该锻件局部尺寸进行分析阐述,结合多年汽车转向节锻造经验,对预锻型腔、终锻型腔及飞边桥的关键部分分别进行设计、分析论证,并采用加热挤压的制坯工艺与模锻复合成形工艺进行批量生产,得出预锻工步是转向节锻造过程中最关键的工步,并且,优良的预锻设计不但能提高终锻模膛充填性能,而且还可以防止锻件产生折叠。2020汽车转向节经过现场生产验证可知,锻件材料利用率达到了78.2%,比同类转向节的材料利用率高出8.2%,合格率达到了99.3%,同时模具寿命亦可延长至40000件。研究结论对提高锻件合格率和锻模寿命具有重要的实际意义。     

奔驰重卡转向节挤压锻造复合工艺的有限元分析

奔驰重型卡车的转向节挤压锻造工艺，分为镦粗、挤压、预锻和终锻4个工步。针对汽车转向节的挤压锻造进行的有限元分析。模拟软件采用Deform 3D，锻件采用刚塑性材料模型，成形过程看作为等温成形。报告给出了毛坯形状和尺寸、锻件形状变化，成形等效应变分布以及载荷——行程曲线等。实验表明，模拟结果和实际成形过程吻合良好。     

重卡转向节多工步卧式锻造成形过程的数值模拟

介绍一种在新型模锻摩擦压力机上采用5工步多模膛成形重卡转向节的卧式锻造工艺。分析了转向节成形的工艺特点,确定了工艺方案——压扁→旋转90°再次压扁→局部镦粗→预锻→终锻。利用有限元软件Deform-3D对成形过程进行模拟,对模拟得到的速度场、应力场和载荷等信息进行分析,为模具设计优化和设备选型提供了依据。通过模拟结果,对容易出现折叠等缺陷的部位进行了预测。     

一种提高长轴类转向节锻件材料利用率的组合模具北大核心CSCD

针对立式锻造工艺成形长轴类转向节锻件时存在的锻件轴部充填困难、材料利用率低等问题,以某长轴转向节锻件为例,提出了一种新的组合模具,该模具中的镦粗工序对坯料进行预分料,使镦粗后的坯料投影全部落在制坯模具型腔内;制坯、预锻模具采用阻力墙组合结构,提高坯料轴部的充填能力;制坯、终锻模具设计定位结构,提高坯料的定位准确性。并结合数值模拟仿真分析技术,模拟并分析了新组合模具的成形性能,最后通过生产试验验证了新组合模具的可行性。结果表明:采用新的组合模具,下料重量由原来的47.7 kg减小至42.9 kg,材料利用率达到了91%,较优化前的模具结构提高了8%。     

汽车转向节模锻工艺改进

以某公司生产的153转向节为例,把原卧式锻造成形改为立式锻造成形,将锻造工艺流程由5工位改为2工位,并采用闭式预锻,开式终锻的方式进行锻造。利用改造后工艺生产的锻件,材料利用率提高,生产效率和模具的使用寿命大幅度提升。     

转向节的一种半封闭式挤压成形工艺模拟研究

分析并归纳了转向节的形状特点,阐述了转向节预、终锻成形过程的金属流动特性和现有成形工艺存在的缺陷及产生原因.设置镦粗工序,将现有的开式预锻工艺改进为半封闭式的挤压工艺.设计一组不同镦粗高度,模拟优化并验证了镦粗对半封闭式挤压的影响.对所设计工艺流程及所进行的数值模拟进行了生产试制验证,取得了较好的效果.     

基于Deform的依维柯汽车转向节的预锻优化

针对依维柯汽车转向节复杂特殊的产品结构和实际批量生产中出现的侧臂成形困难、缺料、折叠、合格率低等质量问题,通过Deform有限元建立依维柯汽车转向节塑性有限元模型,进行预锻模具和终锻模具的构建,并分析其预锻件和终锻件金属流动过程,对依维柯汽车转向节预锻件成形和终锻件进行分析和探究,得出转向节预锻件和预锻模具结构初始设计不合理的结论。重新设计修改和优化转向节预锻件和预锻模具,并进行现场生产。依维柯汽车转向节锻件的材料利用率提高了6. 3%,合格率也提高了3. 3%,积累了成功的技术设计经验。     

矩形直齿轮热锻工艺有限元模拟

针对大尺寸矩形直齿轮,提出了镦粗预锻终锻3工序"一火"连续锻造的工艺方案。利用有限元软件Deform-3D建立矩形直齿轮热锻有限元模型,并模拟其成形过程。根据模拟结果探讨成形过程中的温度场、等效应变场、材料流动情况及成形载荷的变化规律。在6.3MN高能螺旋压力机上成功试制出矩形直齿轮锻件,工艺试验与模拟结果具有较好的一致性,锻件形状满足设计要求、无折叠缺陷,证明该工艺方案切实可行。     

板体锻造工艺优化及试验验证北大核心CSCD

优化了板体的锻造工艺,将锻造工艺中的平面镦粗去氧化皮工步优化为成形镦粗,将原镦粗的扁平形状改为中间低两边高的形状,以达到更合理的材料分配。通过优化成形镦粗的形状和高度,将终锻模具的最大等效应力降低了30%左右,终锻模具易磨损位置的磨损量降低了25%左右,达到了提高终锻模具寿命的目的。同时,优化了顶杆的安装位置,在顶杆位置处增加余料仓,增加材料的流动空间,降低顶杆受力,可以有效提高顶杆寿命。试验发现,成形镦粗件的长度对终锻成形的影响不容忽视,成形镦粗件长度应小于锻件长度,否则容易产生折叠缺陷。将试生产锻件与模拟结果对比,可以确认优化后的成形镦粗工步和顶杆余料仓的作用是有效的。     

结合齿预锻件的精密锻造成形工艺探讨

汽车变速箱的结合齿精密锻造成形工艺是汽车零部件的一种新型制造工艺。为了解决热锻预成形时锻件定位凹槽对齿形充填及金属折叠的影响,应用数值模拟软件对结合齿精密锻造的预锻件成形工艺进行模拟研究。通过优化预锻工序模具的关键参数来降低终锻工序的载荷,使终锻工序载荷由28546 k N降到21883 k N。并进行了结合齿的热锻成形试验,试验结果表明,优化工艺参数后改善了结合齿锻件的充填质量并避免了折叠缺陷,试验结果与模拟结果相吻合,证明了该新工艺在实际应用中的可行性。     

轻卡转向节锻造成形有限元分析

提出了卡车转向节卧式锻造一火成形新工艺。基于刚粘塑性有限元理论,对转向节的一火锻造成形的各个工序建立了三维热力耦合有限元模型。利用大型有限元分析软件对各工序成形过程进行数值模拟,优化得出制坯的合理形状及尺寸,预、终锻过程中金属在型腔的流动过程及充填情况和等效应变及载荷—行程曲线分布,物理实验与模拟结果基本吻合,该工艺已用于实际锻件生产。     

长枝权喷油器体锻造工艺分析

为解决长枝权喷油器体毛坯锻造时枝权难以充满的问题,提出了一种局部镦粗—限流预锻—终锻—红切边成形工艺.采用结构分析的方法确定了原始坯料的尺寸为直径φ32 mm、长度161 mm,并采用有限元和实验方法分析了该工艺的可行性.研究结果表明,新工艺预锻时限流槽能控制坯料流动,相比于常规成形方式,可在不增加坯料尺寸的情况下,将更多的金属聚集在锻件枝权型腔处,并保证了终锻时长枝权的充填完整,成功锻造出外形实完好的产品.     

汽车中间轴锻造工艺的优化

传统的汽车中间轴锻造工艺为:自由锻制坯-成形镦粗-预锻-终锻-切边,该工艺对工人操作要求较高,生产效率低。改进的工艺为:成形镦粗-两道次滚挤-终锻-切边。该工艺能降低模具成本和工人的操作难度,提高生产效率。运用数值模拟仿真软件对改进的工艺进行全工序模拟,系统地研究了滚挤模具下压间隙量和坯料规格对锻件填充性能的影响,模拟发现:下压间隙量为6mm时锻件的填充性能最好,飞边少且均匀。最优的坯料规格为准64mm×258mm。实际生产表明:改进的工艺避免了因人工操作产生的不合格件,提高了锻件质量的稳定性。     

700MW级水轮机主轴内法兰终锻成形工艺数值模拟研究

针对700MW级巨型水轮机主轴内法兰锻造成形要求及其难点,提出应以空心镦粗作为其终锻工艺;数值模拟结果表明,整体空心镦粗可以得到较好的内部变形分布,终锻镦粗变形量应不超过60%;局部空心镦粗降低了对设备能力的要求,对此本文提出了弦线旋转镦粗法,指出为得到较好内部变形分布,上砧送进比η应控制在40%左右,终锻镦粗变形量应不超过60%.本文得到的锻造工艺参数,对纵向厚度相对较小的薄饼状圆环锻件同样具有借鉴意义.     

盘式转向节锻造工艺优化与过程模拟分析北大核心CSCD

某型汽车盘式转向节锻造过程中存在高裂纹率(10.00%)、高废品率(7.36%)的质量问题,经分析,由于原锻造工艺设计缺陷,导致易产生锻造折叠、裂纹和充不满模腔等缺陷。因此,开展锻造工艺优化,包括锻件工艺分析、绘制锻件图、选择设备吨位、锻造工艺工步优化、坯料设计和选定、热锻模模具优化设计等。设计两组工艺优化方案:方案1,下料(尺寸为Φ150 mm×280 mm)—镦粗(镦粗量为20 mm)—预锻(料段横放型腔)—终锻—切边;方案2,下料(尺寸为Φ150 mm×280 mm)—镦粗(镦粗量为50 mm)—预锻(料段立放型腔)—终锻—切边。结合有限元过程模拟,对比分析两种工艺方案的模拟质量结果,优化工艺方案。通过过程模拟结果和小批量试制验证对比证明:两组工艺优化方案得到的产品质量较原生产工艺均有所改善,其中方案2的效果更好,锻后废品率由原生产工艺的约7.36%降低至约1.01%,可优先考虑;与实际试制结果对比,过程模拟结果与实际基本吻合,具有可信性。最后,提出了一种理想工艺方案,作为未来锻造技术量产化开发和突破的研究方向。     

基于响应面法的游艇转向臂锻造工艺优化

针对游艇转向机构中某转向臂在实际生产中出现的充不满的缺陷,设计了以模具预热温度、始锻温度、镦粗台孔深、镦粗下压量、压扁厚度为设计变量,以锻件充形率、终锻力为目标函数的混合水平正交表,通过对正交试验结果进行灰色关联处理,并进行极差分析,得知镦粗下压量、镦粗台孔深对目标函数影响显著。为了得到更优的工艺参数,在正交试验的基础上结合中心复合试验进行再优化,建立了以镦粗下压量、镦粗台孔深为自变量,以锻件充形率和终锻力为因变量的二阶响应面模型,从而得到了该产品的最优工艺参数。经过生产验证,优化后的工艺参数能在较低的成形载荷下锻造出合格的产品,并且消除了充不满的缺陷。     

一种连接传动件的锻造工艺仿真及优化

以一种连接传动件为研究对象,针对现有工艺锻造产品质量差、使用期限短的问题,通过Deform11.0对锻件的成形工艺进行了仿真研究。结果显示,锻件外形虽成形完整,但在预锻工序中出现了金属对流现象,导致了折叠缺陷的产生,从而影响锻件的成形质量。为此,对预锻件的形状进行改进,设计了两种方案,分别进行了预锻、终锻的成形模拟验证,并比较了两道工序的锻造成形力。研究表明：改进后的方案能够改善金属的流动情况,解决对流引起的折叠缺陷;此外,方案2需要的锻造成形力更小,能够减小模具的负载。最终基于方案2进行了锻造试验,得到的连接传动件的成形外观好、切断截面锻造流线连续、无金属折叠缺陷、各尺寸检验合格,达到了工艺要求。     

基于CAE的汽车铝合金控制臂锻造成形工艺

以某汽车右上控制臂为研究对象,选用6082铝合金为锻造材料,分析了产品的结构特点及成形难点,确定了其成形工艺为两道次辊锻、两工位弯曲、预锻和终锻。根据锻模设计理论,采用Solidworks软件设计各道次模具,并通过Deform软件对6082铝合金控制臂成形过程进行模拟,从温度分布、等效应力应变以及金属流动等角度分析了各工序的成形情况。针对成形方案中变形程度最大的预锻工序,采用控制单一变量的方法,分析了坯料始锻温度及摩擦因数对预锻成形的影响。结果表明：预锻时,随着始锻温度的增加,平均等效应力减小,始锻温度在450～490℃时更合理;改善润滑,减小摩擦因数使得模具载荷降低,锻件的最大等效应变减小,有利于成形且提升模具寿命。最后,基于模拟结果结合实际生产进行了试验,得到了与模拟结果相吻合的成形锻件。     

396柴油机连杆模锻成形工艺研究

以396柴油机连杆为研究对象,针对该连杆在相对打击能量较小的30kN模锻锤上的模锻成形工艺进行分析,比较了396柴油机连杆分别在30kN模锻锤和50kN模锻锤上的模锻成形效果,并对连杆锻模设计的相关内容:模锻工步、预锻热锻件形状、终锻热锻件形状、预锻和终锻的冲孔连皮、压凹连皮以及飞边槽等进行优化设计与实验验证。实验结果表明:连杆锻件合格品率由原94%提高到98%,减少锻造生产周期至少6天/300件,提高模锻效率至少1倍,锻造成本至少降低40%。