风力发电机传动轴的锻压成形计算机仿真分析

为了获得强度、塑性、韧性、疲劳强度及可靠性较高的风力发电机传动轴,分析了它的锻压成形工艺,建立了镦粗、冲孔、管端锻及法兰模锻四大锻压工序的有限元分析模型。运用有限元分析软件对其在四大锻压工序中温度及等效应变场进行了仿真分析。结果表明,不同锻压工序中的锻压温度及等效应变不同,在镦粗工序时温度最高,冲孔工序时温度变化最大,法兰模锻工艺时温度变化最小;镦粗工序时等效应变的变化最小,冲孔工序时等效应变的变化最大。     

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。     

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。     

基于COLDFORM的汽车万向节接头多级冷锻成形数值仿真

针对高精度汽车万向节接头力学性能高、表面质量优和形状复杂的情况,先对其原有成形工艺进行分析,再对其成形工艺进行改进。针对改进后的成形工艺,建立了有限元仿真模型。运用专业有限元软件COLDFORM对其成形过程进行数值仿真,得到了汽车万向节接头在多级冷锻成形过程中的锻压力、锻压温度及等效应力等。结果表明:多级冷锻成形过程中镦头工序压力最大,冷锻成形工序压力最小。结果能为高精度、高强度汽车万向节接头成形及工艺优化提供参考。     

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。     

基于Forge的铝合金轮毂温锻成形模拟

铝合金轮毂形状复杂、强度刚度要求高。本文分析了6061铝合金轮毂温锻成形工艺。运用模拟软件Forge建立了铝合金轮毂预锻、终锻成形有限元仿真模型,分析了预锻、终锻成形工艺过程中的温度、等效应力分布。结果表明:铝合金轮毂在预锻、终锻成形过程中,整体温度偏差较小;不同成形阶段和不同成形部位,轮毂等效应力值不同;轮毂结构及温锻成形工艺参数对铝合金轮毂温锻件影响较大。     

带直弯的连接轴弯曲镦锻成形数值模拟

对带直弯的连接轴的锻造成形进行了工艺分析。使用Deform-3D有限元软件对其弯曲镦锻成形工艺进行了模拟,发现可能存在的锻造缺陷。通过优化工艺参数以及坯料形状,获得了金属流动、应力应变分布等,确定了最优坯料及弯曲镦锻工艺参数。其结果是消除了锻造缺陷,提高了材料利用率。     

汽车转向节精锻工艺设计与锻造主机选型

典型异形转向节的轴径细长、截面形状差异较大,由于具有负拔模角,主要采用卧锻成形方式,而现有的卧锻成形工艺产品质量难以保证,并增加了自动化生产的困难。针对该异形转向节的结构特点和成形难点,提出了由"镦粗—压扁—预锻—终锻"4个锻造工序构成的异形转向节精锻工艺,并对该工艺进行了模拟仿真。模拟结果显示:镦粗和压扁工序将材料进行了预分配,为细长的轴杆部和粗大的盘部和叉形件处提供了后续成形的材料量;预锻和终锻工序分别完成锻件的主体锻造以及圆角和局部的充填,工艺设计合理,锻件填充饱满。依据模拟分析结果,并结合锻造工序与压力机的设备特点,提出了适应该类转向节自动化锻造生产的主机类型和主机吨位。     

基于Forge的汽车转向节模锻仿真分析

汽车转向节结构复杂、成形困难。运用Forge软件对某型汽车转向节模锻中的预锻、终锻的形状及终锻的等效应变进行了仿真分析,得到转向节在模锻中的成形形状变化规律。用试验对转向节仿真成形进行了验证。结果表明转向节模锻仿真件与试验件形状基本一致。     

薄壁热模锻件的工艺优化

热模精密锻造热模锻,区别于冷锻、温锻,是指将金属通过煤气或电能加热,使其始锻温度高于材料本身的再结晶温度(一般不超过800℃),再通过预先设计好的模具使得金属通过塑性成形,锻造为预先设计的形状。由于毛坯的形状、材质的不同,需要对特定产品进行不同工艺排制,一般的工艺路线为镦粗→预成形→成形。     

基于数值模拟的重汽前梁终锻坯料的优化研究

为进一步优化车轴模锻成形工艺,选取某一型号载重汽车前轴作为研究对象,对滚拔-弯曲后的模锻坯料进行终锻成形工艺数值模拟。本文主要分析了某载重汽车前轴整体热模锻成形过程中影响成形质量的主要工艺参数,应用三维实体建模软件UG设计模锻模具,导入有限元分析软件DEFORM-3D中,建立模锻有限元模型,对弯曲成形后的坯料进行仿真模拟,得出变形区应力应变分布以及金属流动规律,最终获得最佳终锻成形方案,为后续终锻坯料结构改进、各工序工艺参数优化及模具设计提供理论指导。     

TC18钛合金模锻件锻造成形工艺仿真

采用Deform-3D有限元软件对TC18钛合金模锻件锻造成形过程进行了数值模拟仿真,研究比较了锤锻和液压机模锻两种成形方式的不同.研究结果表明:TC18钛合金模锻件锤锻变形时过热倾向更加明显,锤锻锻件的最高温度比液压机模锻高70℃左右,必须严格控制锻造过程中的温升;锤锻的有效应力分布很不均匀,锤锻锻件的平均有效应力比液压机模锻大30MPa左右,并且存在严重的应力集中区域,而液压机模锻的有效应力变化较为平缓;相比液压机模锻,锤锻锻件的最大和最小有效应变的差值减小了26％,锤锻锻件的变形均匀性得到了改善.     

基于Forge的带轮锻压成形有限元仿真

分析了某型带轮的锻压工艺,运用锻压有限元分析软件Forge建立了带轮镦粗、冲孔、环轧等仿真模型。对其在不同工序不同锻压时间下的成形形状、温度分布进行了有限元仿真,分析了带轮锻压成形形状及温度变化规律。     

基于Simufact.Forming软件的盘形件等温锻造过程的模拟研究

基于Simufact.Forming有限元软件对TC4钛合金盘件等温锻造过程进行了模拟,包括坯料镦粗和模锻成形过程。根据等效塑性应变、等效应力和应力三轴度对盘件等温锻造过程中的变形特征和损伤进行了分析。结果表明:在整个成形过程中,坯料心部的塑性变形较大,而边部与模具接触的位置应力分布较大;鼓肚位置的应力三轴度最大,且随着压下量的增加而增加,此位置是坯料易开裂位置,这主要和变形过程中的拉应力状态相关。     

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。     

基于Simufact的螺纹轴冷锻成形计算机模拟

针对高强度、高表面精度的螺纹轴加工较难的问题,对其成形工艺进行了分析,确定成形过程为:挤切-镦粗圆盘-挤六方-成形螺纹。建立了不同工序的有限元模型,运用专业模拟软件Simufact对其应力进行了模拟。结果表明:不同成形工序的螺纹轴应力不同,不同成形时间下最大应力分布区域也不同。该研究能为螺纹轴成形及其产品产业化提供参考。     

19英寸TBM盘形滚刀刀圈模锻成形研究

为了研究19英寸TBM盘形滚刀刀圈模锻成形过程的变化规律,采用DEFORM有限元分析软件,分析了在始锻温度为1150℃、成形速度为25 mm·s^-1的成形条件下盘形滚刀刀圈模锻成形过程中成形载荷、刀圈形状、金属流线等的变化情况。结果表明：滚刀刀圈模锻成形过程由模锻初期、模锻中期、模锻后期3个阶段构成;金属坯料对于模具的填充过程上下并不对称,上模和下模型腔的填充速度不同,上模型腔先于下模型腔被填满;模锻成形过程中刀圈的整体温度均有所降低,其中,刀刃处的温度下降最少,较始锻温度下降了7.8%,刀圈圆弧过渡区的温度下降最多,较始锻温度下降了34.78%;刀圈应力由内向外逐步增大,其中刀刃处的等效应力最大,较平均等效应力高13.54%。     

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-3D的带齿轴套锻造工艺仿真与实践

某带齿轴套需经过缩径、镦粗、反挤压、冲孔等多级锻造实现成形,其工艺复杂、效率低、成本高,急需改进。提出了一种闭式锻造新工艺,采用组合式冲头结构实现了一次锻造成形。并利用有限元技术对改进后的工艺进行了全面分析,包括带齿轴套的成形经过、应力应变分析、载荷曲线变化、轴套锻后温度分布等。根据模拟结果可知,改进后的工艺简单可靠,得到的带齿轴套充填完整,不存在表面缺陷,内部流线连续均匀,质量较好。在同等条件下利用液压机进行了锻造试验,获得的产品与模拟效果一致,经质检,产品的齿形清晰完整,各处尺寸均能达到要求,表明改进后的工艺能起到提高生产效率和降低成本的作用,同时证实了有限元技术在工艺研究方面的指导作用。     

螺旋伞齿轮近净成形试验研究

采用Deform-3D有限元数值模拟与试验相结合的方法对螺旋伞齿轮的近净成形进行研究,提出初步的工艺优化解决方案。首先,通过有限元数值模拟分析,增设了预锻成形工序,将螺旋伞齿轮的近净成形工艺方案优化为"下料—退火—磷皂化—镦粗—退火—磷皂化—终锻"。在数值模拟基础上,对螺旋伞齿轮终锻成形进行了3水平2因素的正交试验,并在锻造试验结果基础上确定了合理的模具结构。结果表明,增加分流道能够有效减小成形压力;在优化后的模具结构中,压力机档位为1600 kN时能够实现螺旋伞齿轮的近净成形并且保证模具不被破坏。