[成形过程仿真优化与集成计算材料工程]限动芯棒连轧管机轧制过程轧件变形行为及规律仿真

基于ABAQUS有限元软件建立了180 mm限动芯棒连轧管机组钢管连轧过程仿真模型。通过仿真模拟展现了连轧各机架连续轧制过程中轧制区钢管横截面上应力、应变及位移的分布和壁厚形成演变过程，揭示了轧制压力分布和轧辊上总轧制力的变化规律以及轧件温度与轧制区摩擦因数对壁厚与轧制力的影响。使用三次样条插值方法从仿真结果数据中提取钢管壁厚和直径，通过研究对象机组的工业生产实测数据验证了有限元模型的正确性。仿真发现:连轧过程中，金属在纵向上先发生减径变形后发生减壁变形，横向上金属主要从孔顶区流向开口区；前三机架接触压力主要集中在孔顶区，变形量较大，是主变形机架，第四五机架接触压力最大在侧壁区，变形量较小，主要起到精整和归圆作用；随着轧制温度的升高，出口壁厚增大，轧制力减小，随着芯棒与轧件之间摩擦因数的增大，壁厚减小，轧制力减小。仿真研究结果支撑了针对该机组的关键轧机结构参数设计、轧制工艺参数确定以及工程调试中工艺参数优化。     

减速器壳体铸造工艺改进

EQ140汽车后拆减速器壳体是我厂主要产品。该件法兰处最大直径426mm,总高度237mm,壁厚8mm,净重35.25kg,属结构复杂的薄壁件,材质为KT350-10。 一、厚铸造工艺方案 开始生产时,铸件浇注系统的形式如图1所示,铁水从直浇口6流经横浇口7、     

熔模铸造中形成复杂内腔的工艺方法及应用

正我公司接到某型号机用外形呈S形中空耐高压的不锈钢油管研制任务,油管零件实物如图1所示。弯管外径为22mm,内径为16.5mm,壁厚公差±0.20mm,油压试验压力≥6MPa。材质为ZG12Cr18Ni9Ti。首先,熔模精密铸造工艺可以很好地保证铸件的几何尺寸,很大程度上可以避免砂型铸造工艺中由于型芯偏心导致的壁厚不均匀,难以通过油压试验的问题;其次,熔模精密铸造工艺的红壳浇注有利于提高产品表面质量,改善产品使用性能;再     

1B45164变速箱体的工艺改进

1．问题的提出 1845164变速箱体是我公司主要产品SD6G推土机上的重要零件,材质为HT200,壁厚8mm,总高478mm．毛坯重量85kg,外观见图1。此件属于薄壁复杂箱体类铸件,原生产工艺（见图2）为中间分型、中注式浇注位置,此工艺方案主要考虑起模容易,并保证壁厚均匀且减少一个外皮芯,但存在芯子排气不顺畅、补缩困难等缺点。     

石油钻铤制造中壁厚差的分析

石油钻铤(如图1)是细长厚壁管件,长达9300mm,长径比>50,因此在加工制造中难免产生壁厚差(管体同一截面上最大壁厚与最小壁厚之差)。但若壁厚差过大(有关资料规定的钻铤壁厚差应控制在±10mm以内),在钻井时,由于钻铤的重心偏离钻柱轴心,将会产生较大的离心力,导致井斜,影响钻井质量。在制造过程中如何控制并减少壁厚差是制造工艺上的主要难题。一、国内外工艺概况分析 1.日本日本某公司钻铤生产采用的工艺为:轧制的成形棒材→热处理(校直、回火)→深孔对钻→车螺纹等,采用深孔双向对钻设备。由于从两端同时打孔,减小     

大型机床床身浇注系统的设计

XB44200为半自动立体仿形铣床,最大铣削宽度2000mm,用以加工各种大型模具和复杂形状的零件,是我国目前规格最大的立体仿形铣床。 1.床身铸件结构特点 铸件重15.3t;最大轮廓尺寸为7340mm×1550mm×580mm;主要壁厚尺寸为53mm,最大壁厚尺寸为109mm,最小壁厚尺寸为20mm;两导     

铜铝合金铸件裂纹的成因及控制

分析了殂201合金打磨机架裂纹形成原因。机架臂上筋壁集中形成了较大热节：壁厚不均匀；树脂砂芯溃散性差；浇注温度波动等是造成打磨机架产生裂纹的原因。对机架工艺进行了优化设计。在热节部位设置冷铁，增设加强筋，在砂芯上开设空穴改善砂芯的溃散性，浇注时采取单件测温等措施，消除了铸件裂纹缺陷。     

海水泵支承铸造工艺的改进

大型船用发动机上的海水泵支承铸件,结构如图1所示。该件原从美国进口,材质接近HT 200,为两端带法兰(一端异型)盘的圆筒形铸件。铸件壁厚大面积为10mm,有几处热节壁厚达25～33mm。 我厂在生产该铸件的初期,采用了如图2所示的垂直分型的铸造工艺方案,但在实际生产中     

冷镦机本台铸造技术研究

正1.本台铸件的结构特点冷镦机本台铸件外形尺寸为4450mm×1540mm×2335mm,铸件重量3 8 t,铸件材质为HT300。铸件平均壁厚190mm,其中最小壁厚80mm,最大壁厚520mm。本台三维结构如图1所示。铸件结构较简单,但壁厚尺寸大,轴孔多,不允许存在气孔、夹渣、缩孔等铸造缺陷。局部有725mm×520mm×1540mm的厚大断面(见图2),并且     

压缩机气缸体铸件气孔类缺陷成因分析及解决方案

我公司是国内知名“锡压牌”压缩机专业生产厂 ,其主要铸件均在集团下属铸热分厂生产成套 ,其中大型活塞式压缩机气缸体铸件因其铸造工艺性很差 ,极易产生气孔和渗漏缺陷。例如 0 92一级气缸 ,材质要求HT30 0 ,外轮廓尺寸为1 32 0mm×1 1 60mm ,筒子直径 81 0mm ,平均壁厚为 45mm ,最大壁厚超过 80mm ,最小壁厚小于 35mm ,铸件结构如图 1所示。该铸件结构复杂 ,由气道芯、水道芯、筒子砂芯等多部分组成 ,内部水道、气道呈空间环形网状结构 ,内部水道与缸径间壁厚 30mm ,水道与气道间壁厚 40mm。铸件的制造和验收应符合GB9439— 1 988《…     

变速箱体的铸造工艺改进

变速箱体为我厂ZL50装载机、TL210轮式推土机的重点零件,系灰铸铁件。该铸件形状复杂,轮廓尺寸较大(670mm×966mm×264mm),重390kg,主要壁厚39mm。考虑到外形内腔均比较复杂,质量不易保证。因此对其原工艺进行了改进,     

铝合金薄壁零件的加工工艺及变形控制

我厂生产的一种薄壁筒形零件(材料为铝合金)其外径为350mm,长度为1300mm,最大壁厚20mm,最小壁厚为5mm,孔深,内孔台阶多,而且尺寸精度,形位公差,表面粗糙度都有严格的要求。所以内孔加工比较困难,长度尺寸较难控制,外圆上还有两个φ40H9通孔,使得零件各向强度不一致,故内部应力较大,引起零件变形,为了保证零件质量,我们采用如下措施。     

折向器铸造工艺优化

正折向器是冲击式水轮发电机的水轮机自动控制装置,主要作用是切断水流使水轮机不受水流冲击,延长水轮机使用寿命,是水轮机中重要的不锈钢铸件。折向器结构相对复杂,尺寸不大,壁厚50mm,要求超声波和磁粉无损检测,尺寸精度要求较高。1.铸造工艺难点分析折向器三维实体如图1所示,其铸造工艺难点如下:(1)结构特殊铸件整体     

大铜瓦铸造工艺的改进

氧化铝大窑上用的铜瓦,外轮廓尺寸为φ590×650mm,主要壁厚35mm,法兰厚度49mm,毛重193kg,材质为ZQA19-4。该铜瓦虽然结构简单,但技术要求高,不允许有任何铸造缺陷。根据该铜瓦的结构及材质特点若采用一般方法铸造,一是超出了我厂设备能力,二是很难保证质量。因此我们对大铜瓦的铸造工艺做了以下几方面改进,经实践证明效果良好。     

凸缘叉锻造工艺技术攻关

凸缘叉锻件是公司目前生产相对较复杂的锻件之一，该锻件两侧耳部属于高筋壁薄形状，成形时金属很难充满．并且该锻件底部的球状壁厚最薄处只有6mm，大部分为非加工面。经分析研究，确定采用立式锻造工艺．并采取了将锻件分模面抬高等措施。实践证明，该工艺方案可行。     

解决800WN叶轮初始不平衡量偏大的问题

正1.生产现状800WN叶轮是我厂最早生产的大型泥浆泵叶轮,但在叶轮生产初期,我们受到了铸件初始不平衡量偏大的问题困扰,由于其材质的特殊性(采用耐磨白口铸铁),修磨需要大量时间,费时费力也影响交货时间。叶轮最大外缘直径2100mm,总高700mm,流道高度310mm,前盖板壁厚65mm,后盖板壁厚60mm,毛坯重量约4t,主叶片3枚。800WN叶轮铸造工艺如图1     

均衡凝固技术在汽车制动底板上的应用

正制动底板零件是汽车制动器中的关键零件,其质量的好坏,直接影响汽车的安全性与可靠性,因此,该零件要求不允许有缩孔、缩松、气孔及裂纹等铸造缺陷。我公司现生产一载货汽车制动底板,其结构尺寸如图1所示。图1铸件结构1.铸件结构特点与原铸造工艺铸件轮廓尺寸为444mm×235mm×109mm,放加工尺寸后,最大壁厚为61mm,最小壁厚为21mm,其他区域部分壁厚基本均匀。该零件由两个连接板连接圆环盘和6个凸台构成,此连接板交     

精车内外圆夹具结构设计

某零件结构主要特征是：产品外形尺寸D2×L,大直径（φ172mm）,壁薄件（薄厚仅1．84mm）,壁厚差大;内腔形状复杂,台阶多,起伏大;基本对称,加工位置精度高;零件材料为铝合金,如图1所示。     

船用大直径厚壁管数控弯曲工艺参数对壁厚影响的显著性分析

为实现船舶管件数控弯曲精确成型,更好地研究船用大直径厚壁管壁厚变化率,提高其成型质量,需对其弯曲过程中壁厚减薄进行有效控制。基于有限元分析软件Dynaform建立船用20#管绕弯成型过程有限元模型,对其进行可靠性验证,再通过有限元分析和虚拟正交试验对弯曲段外侧最小壁厚数据进行极差分析和方差分析,研究工艺参数对于壁厚减薄影响的显著性及规律。结果表明:管件数控弯曲成形过程中工艺参数对最大壁厚减薄率影响的显著性顺序依次为:芯棒与管材摩擦系数、芯棒前伸量、芯棒与管材间隙、夹模与管材间隙;壁厚减薄率随着芯棒与管材摩擦系数、芯棒前伸量以及夹模与管件间隙的增大而增大,随着芯棒与管件间隙增大而减小。同时利用多元线性回归方法建立显著性工艺参数与最大壁厚减薄率之间的回归方程,经对比验证,对于规格为Φ140mm×4.5mm(t)×420mm(R)船用20#大直径厚壁管,此回归预测模型结果与正交试验之间的相对误差不超过5%。     

飞轮壳加工夹具及刀具设计

这款飞轮壳是我公司为北汽福田某发动机开发的新款飞轮壳,其特点是零件形状不规则,毛坯壁薄,刚性差。要满足零件平面度、平行度、表面粗糙度等要求,需要在工艺和夹具设计中解决零件刚性差的问题。这款飞轮壳有齿轮室,还有悬出部位,壁厚只有5mm,刚性差,并且要求加工效率高,节拍4.6min。因此,设计工艺、夹具和刀具时要克服零件刚性差的难题,尽量提高加工效率。产品如图1所示。