盘形件中心区域冲锻增厚工艺

提出一种通过拉深-压平两个工步使圆形板坯中心区域增厚的工艺,基于控制变量法设计了有限元模拟方案,研究了成形过程,分析了成形中各参数对最大增厚和厚度波动的影响规律,并进行了实验验证。有限元模拟和实验结果表明,随着凸模半径R0与凸凹模间隙D的减小,凸模行程H增加,板料增厚后的最大厚度和厚度波动均显著增加。凸模头部半径R1对增厚效果影响不显著。在不同的工艺参数下,第1步拉深时拉深件侧壁倾角、局部减薄量不同,导致了第2步压平时径向应力和材料硬化的差别,最终形成了板料的均匀增厚和不均匀环形区增厚两种成形方式。     

厚轮缘盘形件多工步旋压增厚成形工艺

针对厚轮缘盘形件设计了多工步旋压工艺及每一步的旋轮尺寸。通过有限元模拟,分析了旋压增厚工艺的成形过程,试验验证了模拟结果。分析了旋轮圆角半径R和上倾角α对成形的影响规律,设计了5工步旋压增厚成形方案。研究结果表明,直径Φ326 mm,厚度3 mm的圆形板坯,经过5个工步,可以成形为轮缘厚度为9.1 mm,宽度为7.8 mm的盘形件。成形过程中,第1、2、3步可以分为3个阶段,第4、5步可分为2个阶段。每一工步最大的旋压力为80~120 kN,与试验值之间的误差小于7%。最后,研究了成形件横截面的硬度分布规律,探讨了硬度分布的原因。     

基于分流特性的H型截面长轴类锻件毛坯精确设计方法

分析了长轴锻件H型截面在锻造过程中的材料分流规律,发现由于分流线两侧接触边界条件的变化,分流线两侧面积比的变化可分为5个阶段。基于主应力法分析建立了不同接触边界条件下的分向流动计算模型,可根据H型截面两侧的充填状态计算确定分流线的位置。进一步根据分流规律建立了分流填充模型,能够计算出不同分流状态下的分流线两侧体积分配量。基于上述模型,通过迭代调整毛坯中心位置和求解H型截面两侧型腔充填情况,逐步优化出最佳的毛坯中心位置,可达到两侧筋部同时充满的效果,并提高材料利用率。以某型号控制臂锻件为具体对象,验证了新方法的准确性。     

等壁厚螺旋管增量成形模设计

针对等壁厚螺旋管零件提出一种增量锻造成形方法,由于零件内外轮廓特殊,其成形模设计是成形工艺的关键。以单导程500 mm,厚度8 mm的螺旋管为例,通过转化三维问题为平面二维几何问题,对其增量成形模结构进行数学分析与公式推导,计算出能使工件顺利脱模的单块模具最大中心角,并从轴向截面和纵向截面对模具型腔进行设计。试验表明,使用该模具成形的等壁厚螺旋管效果良好。     

Ansys在组合凹模应力分析中的应用

复杂形状模具的应力分析是一个非常复杂的问题,对其进行精确分析是解决模具寿命的关键。采用有限元软件Ansys对某型号汽车异形零件的组合凹模进行了分析,论述了Ansys在组合模具设计中的网格划分和加载等,最后根据有限元分析结果成功研制出实际样件。     

考虑晶粒尺寸影响的硬度预测模型

目的研究了晶粒尺寸对冷成形过程中材料硬度变化的影响。方法通过不同的退火处理,获得了具有不同晶粒尺寸的材料。采用压缩试验、压痕试验和有限元模拟相结合的方法,研究了不同初始晶粒尺寸条件下材料硬度与等效应变的关系。结果初始晶粒尺寸d对材料初始硬度HV0、硬化系数K、硬化指数n有较大影响,随着晶粒尺寸的增大,它们呈减小趋势。同时提出了一个考虑晶粒尺寸影响的硬度预测模型,并进行了实验验证,硬度的预测值与测量值吻合较好。结论该模型能准确预测具有不同初始晶粒尺寸的材料在冷成形过程中的硬度分布。     

热旋压轮缘对称增厚成形数值模拟及实验研究

在加热条件下通过旋压成形的方法对圆形板料轮缘进行对称增厚,最终得到一种辐板较薄而轮缘较厚的盘形类零件,并借助ABAQUS仿真软件建立有限元模型来研究对称增厚成形过程。结果表明,在热旋压对称增厚成形过程中,径向旋压分力逐渐增大,而轴向和切向方向的旋压分力相对较小。对工艺参数的研究表明,摩擦系数μ和型槽倾角α取相对较小值时有利于成形,而进给比f取相对较大值时会更合适。随着坯料长厚比γ和成形增厚比η的不断增大,旋压对称增厚成形呈现出不同的变形特征。当γ过大时,成形易出现屈曲失稳;当η过大时,成形易出现鼓起失稳。最后,选取了一组合适的工艺参数进行增厚实验,实验得到的成形件与模拟结果吻合,验证了工艺的可靠性。     

盘形件旋压对称增厚成形工艺

针对薄辐板厚轮缘盘形件的旋压对称增厚成形工艺进行了研究,分析了旋压对称增厚成形的原理。基于Simufact.forming软件设计了有限元模拟方案,分析了旋压对称增厚成形的变形过程、成形载荷和失效形式,研究了极限增厚时各工艺参数对型槽充型能力、坯料弯曲程度和成形形态的影响规律,给出了极限弯曲程度δ_(max)随倾角α及底部高度h的变化趋势,最后通过实验进行了验证。研究结果表明:成形过程分为均匀增厚、摆动增厚及最后充填3个成形阶段,在成形第2阶段可能出现挤出失效及折叠失效两种失效形式;极限成形时,倾角α及底部高度h值越大,型槽的充型能力越差,而γ_(max)值越大及型槽张口程度越大,极限弯曲程度δ_(max)越大,且可通过δ_(max)来判定坯料的成形形态。     

高速冲击连接技术的研究进展

与传统的熔焊工艺不同,高速冲击连接可以有效地减小热影响区和连续金属间化合物的形成,从而保证结合区域的机械性能,并且几乎能够实现任意金属材料间的连接,具有广阔的发展和应用前景。高速冲击连接可以分为驱动飞板高速移动和冲击连接两个过程,主要包括爆炸连接、电磁脉冲连接、激光冲击连接和汽爆连接四种工艺。简要介绍了四种冲击连接过程的基本原理、特点及应用范围,综述了冲击连接过程中的冶金行为、界面现象、力学性能、焊接工艺窗口和数值模拟等方面的最新进展,分析了目前研究中存在的一些问题,为进一步的研究提供了依据和参考。     

汽车转向节小飞边精锻技术的研发及应用

以一种复杂程度达S4的转向节为研究对象,提出将传统的水平开式预锻和开式大飞边终锻改变为半闭式小飞边预锻成形和半闭式小飞边终锻成形的精锻工艺新方案。在采用经典塑性成形理论对小飞边的作用及其机理进行分析的基础上,采用热力耦合有限元进行了模拟分析,得到了等效应力、等效应变和温度分布场以及力形成曲线和变形规律,验证了工艺方案的正确性,并优化了预锻成形工艺。在程控锤和数控电动螺旋压力机上成功试制出转向节精密锻件,工艺试验结果与模拟结果吻合。新工艺方案的材料利用率为88%,较传统工艺方案提高了16%,且质量更好。