斗齿闭式模锻过程的工艺分析及数值模拟

分析了斗齿闭式模锻过程的工艺方案,采用有限元软件DEFORM-3D对成形过程进行了数值模拟。揭示了斗齿闭式模锻过程的金属流动规律和变形力学特征,对斗齿闭式模锻过程的工艺和模具设计提供了指导。并用实验证明了该斗齿闭式模锻工艺的可行性。     

粉末多孔体烧结材料闭式模锻塑性成形致密研究

通过对粉末冶金预成彤烧结坯闭式模锻塑性成形实验,研究了不同初始相对密度、不同高径比、不同摩擦等条件对成形致密的影响规律,探讨了粉末锻造镦粗、复压两阶段对成形致密的不同作用,同时对实验结果进行分析与比较.结果表明:闭式模锻成形时延长镦粗阶段,有利于提高致密化效果,但镦粗并不能使预成形坯完全致密;复压比镦粗阶段致密困难,但致密化速率却明显提高,能至近全致密.     

循环闭式模锻工艺的数值模拟

为了深入了解循环闭式模锻过程中变形行为规律,改进制备工艺,为下一步工业化应用奠定基础,采用Deform-3D数值模拟软件对循环闭式模锻进行有限元分析,探讨了模锻过程中试样的温度场、应变场、速度场、应力场。结果表明:加工时,坯料上端先于下端镦粗变形,逐步充满下型腔;变形过程中,试样内部大多数部位承载三维方向压缩应力,各质点流动速度不同,流动方向各异,造成剪切塑性变形始终存在;初始道次结束后试样内部各部位应变差异很大,随着后续道次的进行,应变的分布呈均匀化趋势,累积应变不断提高;温度场模拟表明,坯料模锻后棱边和表面温升很高,坯料内部大部分区域温升较低。在400℃加工铸态AZ31镁合金的实验表明:4道次后,晶粒分布均匀,平均尺寸由约178μm细化到约19μm。     

利用摩擦力的积极作用在闭式模中模锻齿轮锻件

虽然在热模锻曲柄压力机上采用闭式模锻造有可能节约金属材料,但是这种工艺过程暂时还得不到广泛的应用。其主要原因是:在大批量生产中获得重量精确的原始毛坯很复杂;现有的模具装备结构不完善。本文研究使用一般精度的毛坯闭式模锻的工艺过程。所采用的闭式模具的结构很复杂,这是因为在模锻长度及直径为正公差的原始毛坯时,必须补偿模锻终了时多余的金属。如果闭式模具没有补偿器或补偿器不完善,都将导致锻件的端部产生飞边。在凸凹模之间产生端部飞边的原因是,模具的上、下型腔不能均匀充满。下面假定,     

摩托车连杆粉末热锻工艺及模具设计

采用粉末热锻方法生产摩托车发动机连杆 ,通过开式模锻实验 ,确定了合理的粉末压制坯形状和尺寸 ,给出了闭式模锻摩托车连杆的锻造工艺 ,并设计了在摩擦压力机上成形热锻粉末烧结预制坯的闭式模具     

带肋板齿轮坯热精锻成形工艺方案设计

提出带肋板齿轮坯开式模锻和闭式模锻两种热精锻成形工艺方案,借助有限元分析软件模拟了两种工艺方案下齿轮坯的成形过程,分析比较了两种方案中的金属流动规律。仿真结果显示:采用开式模锻,肋板充填不饱满,成形载荷大;采用闭式模锻,零件成形质量较高,成形载荷较小。导致开式模锻成形载荷大并且肋板充填不饱满的原因为:成形中后期充填肋板的金属流动阻力增加,金属径向流动加剧并形成较大飞边,随着上模下压,飞边变形消耗滑块能量,并增加了与模具的接触面积,导致成形力急剧增加而模具型腔充填不饱满。工艺实验表明,其结果与数值模拟相吻合。     

可分式无飞边模锻的研发与应用

在介绍实现闭式无飞边模锻技术的基础上,阐述了闭式无飞边模锻工艺原理及特点,研发不同合模机构组成的可分凹模模锻装置,与相应的通用模锻设备构成专用的无飞边闭式模锻装备系统,实现多种中小型复杂锻件的精密模锻生产。应用效果表明,可分式无飞边模锻能够实现复杂锻件的精密成形,产品精度高、力学性能好,材料利用率高。     

烧结材料塑性变形与致密

用实验确定了烧结材料的等效屈服强度,并以此为基础建立了烧结材料的后继屈服条件。用烧结铜进行了单向压缩、平面变形和闭式镦粗试验,分析了预制坯变形抗力与致密的关系。提出了烧结材料塑性加工中预制坯的密度设计原则,并指出剪切塑性变形有利于致密。     

采用下角隅扩腔凹模成形直/斜齿柱形齿轮

为实现直/斜齿柱形齿轮一步精密成形,并克服现有工艺存在的轮齿角隅欠饱满、成形力大、模具结构复杂、对设备动作要求复杂等一系列不足,提出了一种将成形过程划分为镦压、顶出两个阶段,在凹模下角隅设置扩腔空间的闭式模锻新工艺。以模数为4、齿数为12、齿宽为30 mm的实体正齿轮为主要研究对象,采用扩腔空间几何参数优化组合的凹模,借助于Deform软件flow net功能,从变形体外观和内部最能反映上、下角隅填充效果的两个纬面,观察分析了新工艺两个阶段过程中金属的填充情况,以及与传统闭式模锻变形力对比情况。结果表明,镦压结束时上角隅填充良好,下角隅虽然欠充满,但仍有合适体积流入扩腔空间;相对传统闭式模锻,镦压力明显减小。顶出阶段时在扩腔空间倾斜侧壁作用下,流入扩腔空间的体积向下角隅回流,实现下角隅填充。新工艺集成了分流成形与推过整形方法优点,模具结构及设备动作要求简单,新工艺效果得到物理模拟实验验证。     

基于Forge的连接阀闭式模锻数值模拟

运用锻压有限元分析软件Forge建立了KTZ450-06可锻铸铁连接阀闭式模锻数值模拟模型,对其在不同闭式模锻中的应力和应变变化规律进行了分析。结果表明:连接阀在闭式模锻成形过程中,不同锻压时间下的应力及应变分布区域存在差异,但应力应变变化趋势基本一致;闭式模锻件存在一定的纵向飞刺。结果能为类似连接阀闭式模锻成形工艺的研究提供参考。     

钼粉末多孔体烧结材料的制备及镦粗致密实验研究

运用粉末冶金成形技术对高纯钼粉材料进行制备、烧结,对钼粉未烧结体进行镦粗成形,研究了在不同初始条件(相对密度、高径比、摩擦条件)下钼粉末烧结体成形致密规律和变形特性,为钼传统的制备技术的改良、预成形坯和模具的优化设计提供大量实验数据.     

铝合金薄壁壳体件液态模锻成形过程的数值模拟

铝合金薄壁壳体件是航空航天及兵器工业上广泛采用的零件,但其制造工艺却长期得不到有效解决。文章采用Anycasting和DEFORM-3D软件,分别对充型阶段的凝固和塑性变形阶段进行了计算,并通过复合加载保证了零件使用性能上的要求。结果表明,模具和浇注温度越高,则凝固时间越长,且模具温度的影响要大于浇注温度的影响;在保证铝液完全充填型腔的前提下,充分考虑了模具的使用寿命和铝合金熔化温度的要求,进行了模具温度和浇注温度的优化;采用复合加载来代替简单加载可以有效地提高制件密度,使零件性能趋于均匀化。     

基于凹模强度的圆柱直齿轮温精锻工艺分析

运用三维刚塑性有限元计算软件Defrom-3D,对直齿圆柱齿轮温精锻成形过程进行模拟和变形抗力计算;将模腔充满度为99%时的单位成形力作为凹模载荷,利用Lame公式对组合凹模进行应力计算,比较了几种不同凹模结构对凹模受力的影响。     

Densification laws and properties of sintered powder compacts in rotary forging process

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｓｉｎｔｅｒｅｄｐｏｗｄｅｒｃｏｍｐａｃｔｉｓａｐｏｒｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌ.Ｔｈｅｐｏｒｏｓｉｔｙｌｏｗｅｒｓｉｔｓｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ.Ｉｎｏｒ ｄｅｒｔｏｏｂｔａｉｎｈｉｇｈｐｒｏｐｅｒｔｙｐｏｗｄｅｒｍｅｔａｌｌｕｒｇｙｐｒｏｄ ｕｃｔｓ,ａｄｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｍｕｓｔｂｅａｄｄｅｄａｆｔｅｒｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｐｏｗｄｅｒｍｅｔａｌｌｕｒｇｙｐｒｏｃｅｓｓ ,ｓｕｃｈａｓｈｏｔｉｓｏｓｔａｔｉｃｐｒｅｓｓｉｎｇ ,ｅ…     

伞齿轮闭式成形工艺与模具设计

研究了轿车后桥伞齿轮闭式成形工艺与模具设计以及金属充填齿形凹模的流动规律,给出了适合于在通用液压机上开展此项工艺的模具结构、伞齿轮锻件毛坯设计方法,与现行的加工工艺相比,缩短了加工工序,减少了约70%机加工量,加工的齿轮精度完全能达到8级。     

汽车发电机爪极闭式一火两锻成形工艺研究

在对汽车发电机爪极零件结构分析的基础上,提出了基于结构拆分的爪极闭式一火两锻成形工艺和对应的模具,该工艺先径向墩挤成形出爪极基座部分,然后再反挤出爪齿和中间凸台.利用Deform- 3D建立了工艺过程的热力耦合有限元分析模型,并得到了成形过程中坯料形状变化、材料流动和成形载荷等情况.结果表明:该工艺能够获得齿形充填完好...     

Deformation characteristics and fracture mechanisms during the cold forging of metal powder preforms

The paper reports on an investigation into the various aspects of cold forging of iron powder preforms which have been compacted and sintered from atomised iron powder. The influence of particle size, compacting pressure, sintering temperature and forging parameters on relative density of the preform was investigated. Experiments were conducted and measurements were made on the development of barrelling and strain variations at the free surface. Cracks were also observed at the free surface of the perform. The deformation characteristics and fracture mechanism is discussed critically to illustrate the interaction of various parameters involved and the results are presented graphically.     

降低开式模锻锻靠力的工艺措施

根据对开式模锻变形过程的理论分析，论述了几种主要工艺参数对开式模锻锻靠力的影响，提出降低开式模锻锻靠力的主要工艺措施。实践证明，这些工艺措施是行之有效的。     

Investigation of dynamic effects during cold upset-forging of sintered aluminium truncated conical preforms

The present paper deals with the upper bound analysis, experimental investigation and computer simulation of upset-forging of sintered aluminium truncated conical preforms, which considers heterogeneous deformation due to barreling of preform slant sides, composite die-workpiece interfacial friction conditions, preform densification along with compression and inertia effects. A generalized theoretical expression for average forging load and preform bulged profile based on the exponential velocity field and strain rate has been established. The upset-forging experiments were conducted using the sintered preforms prepared by compacting aluminium metal powder in the closed dies and various deformation characteristics were measured. Finally, the computer simulation of the upset-forging of the sintered aluminium truncated conical preforms was performed using DEFORM software and the deformation behavior velocity, effective strain and effective stress distribution were critically studied. The effect of die speed, i.e. dynamic effects on average die load has been investigated using energy and load factors. The DOE (Design of Experiment) and RSM (Response Surface Methodology) techniques were also used to investigate and determine interrelationships between important upset-forging characteristics and the results were presented graphically. During the present investigations, it was found that inertia energy dissipation and energy factor increases, where as die load and load factor decreases exponentially with die speed. It is expected that the present work will be useful for effective assessment of various deformation characteristics during processing of sintered materials, especially at high-speed.     

球头双凸模精密冷锻模设计

论述了球头精锻工艺,给出实用的精锻模结构。该锻模采用浮动凹模结构,锻件在两个凹模形成的封闭模腔中成形,生产的锻件无飞边,显著降低了生产成本。