复杂结构锻件的坯料质量分配

基于对常见热锻成形零件结构的分析,研究了复杂锻件坯料的优化设计方法,并给出了以金属流长为中心的坯料质量分配原则.通过有限元模拟,研究了坯料设计对转向节热锻成形过程的影响.研究结果表明:当坯料的金属流长过大时,锻件容易出现充不满和折叠的缺陷;当金属流长为负值时,飞边宽度过大造成材料浪费;合理地改变金属流长并不会使成形载荷和材料利用率大幅度波动,这为坯料优化设计提供了新思路.     

轴锻件的坯料优化与成形影响规律研究

采用Deform-2D等锻压成型数值模拟软件对C250钢的成型工艺参数进行仿真分析。通过对挤压成形过程坯料的金属流动规律、挤压过程中大头端、小头端和杆部应变区应变演化规律的研究对热处理工艺进行优化，研究了上模形状、挤压比(λ)、下模锥角(α₄)、挤压速度(v)、坯料初始温度(T₀)和定径带长度(H₂)对于载荷峰值、锻件顶部内缩尺寸Z、大头端外径应变区宽度X、小头端应变区长度Y、杆部稳定区应变均匀性、出口温度均匀性和锻件大头端零件所在位置温度均匀性的影响规律。     

基于正交试验花键冷挤压成形过程参数分析

为保证花键的成形质量，减小模具的试模成本，利用DEFORM-3D软件模拟花键的冷挤压成形过程，采用正交试验对下压速度、摩擦因数和凹模初始硬度参数进行优化分析；利用最优参数对成形载荷及凹模磨损深度的影响规律进行探讨，验证其正交试验结论。结果表明，使成形载荷和花键凹模磨损程度最优的参数组合为摩擦因数0.08和凹模初始硬度63 HRC。该分析为实际生产提供了理论参考，具有一定的指导作用。     

基于Deform的外轮成形工艺及结构优化

基于Deform软件对某厂生产的汽车外轮成形工艺进行模拟.针对成形过程中出现坯料充不满、锻件上产生折叠、下模冲头容易开裂等现象,分析了成形过程中的金属流动方向和锻造模具所受应力分布,通过减小应力集中、优化锻模倒角、改进锻造过程中金属流向及工艺参数,有效地避免了冲头开裂、锻件折叠和坯料充不满等问题.实践生产表明,对模具的改进和工艺的优化为产品量产提供了理论基础.     

转向节预锻下模热锻过程中的磨损研究

针对J11型转向节预锻下模,建立Archard磨损模型,运用有限元软件Deform-3D模拟转向节预锻下模热锻过程中磨损深度的变化规律,考察下模预热温度、上模运行速度对下模磨损深度的影响。结果表明:预锻下模的磨损主要分布在飞边槽、下模圆角区域;随着下模预热温度和上模运行速度的增大,下模最大磨损深度均呈先减小后增大的变化规律;在下模预热温度250℃,上模运行速度150 mm/s的条件下,下模最大磨损深度较小,选取合理的工况参数能够有效提高模具的使用寿命。     

基于DEFORM的温挤压锥形薄壁钢件的数值模拟分析

文章基于DEFORM软件对薄壁锥形的35Cr Mn Si合金结构钢件的温挤压成形过程进行数值模拟和分析,研究其温挤压成形的特性。分析结果表明:温挤压成形时的温度、摩擦系数及挤压速度对温挤压工艺均有影响,选择最佳的工艺参数、摩擦系数、温度和上模下压速度能获得最理想的挤压件,为此类零件的实际生产提供有价值的工艺参数参考。     

盘形锻件等效应力分析及神经网络预测

锻件等效应力对锻件质量有较大的影响,而实现其在锻造生产中的在线测量并进行综合评价较为困难.利用弹塑性有限元法对钛合金盘形锻件进行有限元仿真分析并进行了实验验证,分析了加载完成后等效应力的分布情况;利用灰关联分析方法对结果进行分析,结果表明坯料初始温度对锻件等效应力影响程度最大,室温影响最小.基于等效应力分布情况,利用主成分分析法建立应力综合评价模型,以坯料温度、模具温度、下压速度、室温、摩擦因数为输入层,应力综合评价值为输出层,建立了预测综合等效应力的反向传播(back propagation,BP)人工神经网络模型.结果表明BP神经网络的预测结果与实验所得结果较为一致,证明了建立的人工神经网络模型对综合等效应力预测的有效性.该神经网络模型既可在锻造生产中根据工艺参数实现锻件的应力综合评价值在线预测,又可间接对锻造工艺进行评价,并与其他在线测量方式获得的质量信息相结合,为锻造生产的质量控制与工艺改进提供依据.     

锥形管无模拉拔壁厚变化规律

为了确定拉拔速度控制模型,掌握变形规律,制定无模拉拔工艺,研究了无模拉拔成形不锈钢锥形管变形过程中锥形管壁厚变化的影响因素以及壁厚变化的规律.结果表明,锥形管无模拉拔过程中,随着拉拔速度的增大、锥形管长度的延长,锥形管壁厚呈直线规律减小;壁厚变化规律与坯料的原始厚径比以及进料速度、感应加热温度、冷热源距离等工艺参数有关;进料速度越大、感应加热温度越低、冷热源距离越小,无模拉拔后锥形管壁厚越大;原始厚径比为1/6的管坯,当进料速度为20~40 mm min^-1、感应加热温度为900~1100 ℃、冷热源距离为15~40mm时,工艺参数对壁厚的影响因子k为1.02~1.15.     

铝合金三角板热锻模具设计及工艺分析

对铝合金三角板进行热锻工艺性分析,设计了热锻工序件和模具,采用数值模拟分析模具和工艺设计的合理性.模拟结果表明:对于薄壁铝合金锻件而言,温度过低,会使成形载荷剧增且导致锻件表面开裂;温度过高,会导致锻件性能下降;合适的锻造温度为450~480℃.此外,当预锻和终锻飞边厚度分别设置为2 mm和1 mm时,能够兼顾成形载荷和切边变形等主要工艺的质量.     

汽车后风挡横梁冲压工艺仿真分析与优化设计

以某汽车后风挡横梁为研究对象,通过UG软件建立产品的三维数模,结合产品的结构特点及冲压工艺分析,拟定其冲压方案为拉延、修边冲孔和翻边冲孔。基于Dynaform有限元分析平台,对其拉延成型过程进行有限元数值仿真,获得了润滑条件、拉延速度、拉延筋、模具间隙对拉延成型质量的影响,并采用正交实验方法对各工艺参数进行优化设计,确定了最优的工艺参数组合:拉延速度为1 000 mm/s,压边力为420 kN,坯料与凸模间摩擦系数为0.075 (半干摩擦),坯料与凹模间摩擦系数为0.05 (边界摩擦),模具间隙为1.2 mm。模拟结果表明,采用优化后的冲压工艺参数可以有效预防零件的起皱、开裂等缺陷。     

前筒挤压成形方案分析与参数优化

为获得较好的前筒成形效果,对前筒的挤压成形方案及工艺参数进行研究。利用实际生产加工经验和理论对前筒的5种挤压成形方案进行对比分析,得到最优方案; 利用DEFORM-3D软件对最优方案进行实际加工过程的仿真,并以正交试验进行数据处理分析,获得最佳工艺参数。分析结果表明,第5种方案最优,即在压形时,将小端挤出26 mm,在复合挤压时将内孔挤出7 mm深度。仿真结果显示:压形过程中的最佳工艺参数是摩擦因数0.15、成形速度10 mm/s、凹模的硬度63 HRC; 复合挤压过程中的最佳工艺参数是摩擦因数0.08、成形速度10 mm/s、凸模的硬度63 HRC。本研究对前筒的实际生产加工具有一定指导意义,也可为其他前筒类零件的生产加工提供参考。     

TC4钛合金叶片终锻成形过程仿真

叶片是航空发动机的重要零部件之一,合理的预锻件及锻造工艺有利于改善叶片的锻件性能。基于三维造型软件Pro/E创建叶片及其模具的几何模型,并利用有限元分析不同参数下的温度场、应力场、应变场的变化情况。研究结果表明:当温度为950℃,摩擦因子为0.1时,下压速度为20~40mm/s,有利于减少应力集中,提高锻件的质量,并延长模具的使用寿命。研究结果为TC4钛合金终锻工艺的制定提供理论依据。     

超高强度防撞梁热冲压成形工艺优化

对超高强度防撞梁的热冲压成形过程进行了模拟分析,揭示了热成形过程不同阶段板料温度、厚度、微观组织和性能的变化规律,以及初始成形温度、冲压速度和压边力等工艺参数对超高强钢热成形的影响规律,优化了防撞梁热成形工艺参数,并通过试验进行了验证。结果表明:热冲压成形过程中,板料厚度变化主要发生在高速冲压阶段,微观组织及性能变化主要发生在淬火阶段,热冲压成形件卸载后的回弹量很小;初始成形温度对板料厚度变化影响显著,初始成形温度较低时板料成形性较差;冲压速度过大或过小均易导致板料减薄严重;添加压料板会大幅降低板料流动性,易导致拉裂;对本文构件而言,最佳工艺参数是:初始成形温度为800℃、冲压速度为100mm/s,不设置压料板。     

镁合金AZ31B板材热拉深成形数值模拟

针对厚度为0.8mm,坯料直径为140mm的AZ31B镁合金板材的成形性能进行了有限元数值模拟.在温度为200℃、压边力为8kN、拉深速度为0.3mm/s的情况下,模拟了坯料成形过程中厚度的变化和成形规律,并进行了系统的分析.结果表明,凸模圆角部分是整个拉深件强度最薄弱的地方,减薄最大,是破裂危险区;凹模圆角部分容易发生破裂和起皱;法兰部分通常会发生增厚现象,同时是容易起皱的区域;筒底部分和侧壁部分在成形过程中厚度变化不大.     

热锻模连续工作状态下的温度场

使用FGM设计制造锻制钢锻件的热锻模,需要全面深入掌握热锻模在实际工作时的温度场、应力场及应变场的分布和变化规律.为此目的,用DEFORM-2D软件对轿车前轮毂热锻模的全工作过程进行了连续仿真,得到了热锻模从第一次工作循环过渡到热平衡状态下的温度场的变化过程和变化规律,对热锻模在热平衡状态下的温度场进行了定量分析和描述,首次揭示了热平衡状态下的温度场与初始温度场之间的对应关系和巨大差异,指出热锻模设计选材时应以热平衡状态下的温度场为依据.     

转向节闭式挤锻工艺多目标优化设计

针对现有转向节成形过程中出现的材料利用率低、能耗大等问题,提出闭式挤压制坯-模锻新工艺.首先简述闭式挤压制坯的工艺优势和重要的结构参数;其次通过正交试验设计,选择适当的设计参数样本以及响应值,将遗传算法应用在以对数路径函数为核函数的增强RBF近似模型上进行优化,得到优化的挤压工艺参数:圆角半径R=10 mm,挤压长度a=112 mm,冲头凸模两侧预留距离b=83 mm、c=72 mm;最后通过有限元模拟和生产实践验证,证明了该方法很好地解决了汽车转向节闭式挤锻工艺中充型不满的问题.     

AZ31镁合金双曲率方杯拉深成形的有限元分析及工艺优化

基于ABAQUS软件模拟了AZ31镁合金双曲率方杯的差温拉深成形过程,采用正交实验法探索了多种成形参数对AZ31双曲率方杯成形质量的交互作用,优化得到最佳工艺参数,并进行了试验验证。结果表明:双曲率方杯的板材减薄主要集中在凸模圆角附近;成形参数对最大减薄率的影响顺序依次为:压边间隙、凹模圆角半径、摩擦因数、凸凹模间隙;本实验最佳工艺参数如下:压边间隙为1.2 mm、凹模圆角半径为7 mm、摩擦因数为0.05、凸凹模间隙为1.05 mm;依据最佳工艺参数进行试验验证,产品件表面质量优秀,形状和厚度分布与数值模拟结果相吻合;除凹模圆角附近发生晶粒长大外,产品件各部位微观组织为均匀、细小的等轴晶粒,满足实际生产要求。     

基于Deform曲轴预锻模膛的优化

利用Deform软件,对不同的飞边槽结构对曲轴预锻成形中坯料的充填情况及成形载荷的影响进行了分析.通过在飞边槽桥部合理增设阻力沟或阻力墙,使得曲轴预锻模膛W1平衡块未充满的高度由8.33 mm减少到1.33 mm,对曲轴平衡块的充填性有了很大程度的改善,且优化了毛坯尺寸.     

基于DYNAFORM的电机盖板冲压成形数值模拟试验研究

利用有限元分析软件DYNAFORM对一种浅拉深、大尺寸电机盖板零件进行冲压成形数值模拟试验,研究各主要工艺参数及拉延筋对拉延成形质量的影响,并分析缺陷产生的原因. 采用正交试验和综合分析法进一步优化工艺参数,以减少板料成形过程中出现的破裂、起皱和拉深不充分缺陷. 研究表明,通过合理布置拉延筋及优化工艺参数,可以有效提升拉延成形质量. 最终得到的最优工艺参数组合为:拉延筋阻力系数50%、压边力600 kN、摩擦因数0.16、冲压速度5000 mm/s、凸凹模间隙1.1t,通过模拟试验验证该工艺参数组合的准确性和有效性.     

GH1140管材热挤压工艺及组织性能研究

对高温合金GH1140管材挤压成形进行了工艺研究．确定了GH1140管材挤压成形工艺参数，分析了GH1140管材挤压力能参数变化规律．分析了管材挤压对组织性能的影响．研究结果发现，GH1140管材挤压成形时必须严格控制坯料温度、模具预热温度、润滑方式、挤压速度、挤压比等工艺参数．