铝合金控制臂辊锻制坯模锻工艺数值模拟

针对控制臂现阶段模锻成形工艺工序多,生产率低,劳动强度大等缺点,提出辊锻制坯一模锻成形工艺,设计辊锻制坯各道次的尺寸参数,用数值模拟代替物理试验预测金属成形过程。通过对控制臂辊锻成形过程的数值模拟,并对辊锻后坯料进行弯曲、终锻成形,获得较好的锻件,为指导此锻件的生产实践提供了理论依据。     

枝芽类控制臂成形工艺研究

针对枝芽类控制臂自由锻制坯一模锻工艺材料利用率及生产效率低、锻件充不满等缺点,提出辊锻制坯、模锻成形的工艺方案。通过对辊锻各道次尺寸参数设计,建立三维几何模型,运用Deform软件对其成形过程进行数值模拟,分析其辊锻制坯及模锻成形过程速度场、成形载荷、等效应力场和等效应变场等变化规律。结果表明：枝芽类控制臂辊锻制坯、模锻成形的工艺能获得成形质量良好的锻件,并提高了材料利用率及生产率。     

摇臂等温精密成形工艺数值模拟及实验研究

摇臂在实际开式锻造生产过程中容易出现裂纹,并且材料的利用率低于50%。通过对摇臂三维几何模型的建立,提出了等温精密成形工艺方案,结合摇臂的形状特点,设置一定的工艺补充部分。利用有限元数值模拟软件DEFORM-3D,分析预锻件对终成形效果的影响,研究了优化后的预锻件终成形过程局部速度场及可能产生的缺陷。通过数值分析和实验,得出合理的预锻件,使成形中出现的充不满、金属折叠等问题得到解决。锻件本体流线分布合理,内部组织均匀,没有出现裂纹缺陷,并能够预测裂纹产生的趋势,材料利用率可提高到95%。     

采用Deform-3D对5083铝合金车轮锻造过程的模拟研究

利用Deform-3D有限元仿真软件,实现了5083铝合金车轮模锻件在预锻、终锻整个成形过程的数值模拟,分析了预锻、终锻过程中应力和应变分布、载荷计算、材料流动速度及温度场的变化情况,为模具及成形设备的设计提供了可靠依据。经生产实践验证表明,预锻模和终锻模设计合理,锻压工艺适宜。     

重型卡车曲轴辊锻制坯工艺分析与优化

针对某重型卡车曲轴在辊锻制坯工艺中,辊锻件出现"耳朵"缺陷以及辊锻长度达不到要求的问题,采用正交试验设计与数值模拟分析相结合,对该曲轴的辊锻工艺进行了优化。利用排队评分法分析了辊锻模的入模圆角、过渡圆角和过渡斜度对成形工艺的影响,并通过优化模具结构参数控制辊锻件的成形情况。经生产验证,优化后的辊锻制坯工艺能够得到质量合格的辊锻件,材料利用率可达80%以上。     

基于数值模拟的7075铝合金转向节成形工艺优化

应用三维有限元模拟软件Deform对7075铝合金转向节成形过程进行了数值仿真与工艺分析。通过模拟研究,确定该转向节的成形方案为:二道次辊锻制坯加一步终锻成形。在辊锻制坯时,将原始圆坯优化为方坯显著地提高该过程的稳定性,进而改善了辊锻制坯件的质量。针对转向节较难成形部位,将辊锻以及终锻模膛结构作适当修改。改进后,所得终锻件各部位充填饱满、飞边分布均匀并且无明显折迭缺陷。实际生产表明,采用优化后的工艺成形的铝合金转向节质量良好,符合产品的使用要求。     

航空发动机高锥体零件充液成形工艺

针对航空发动机中典型的难成形高锥体零件进行充液成形工艺研究。通过单拉试验获得材料的应力-应变曲线等材料性能参数,基于有限元薄板分析软件进行数值模拟,通过优化工艺参数和坯料尺寸来控制前段弧面起皱且保证拉伸到位。利用预拉伸—热处理工艺—终拉伸来抑制直臂段圆度。最后,根据数值分析结果和现场零件拉伸的现象来反复修正工艺参数,达到一个稳定的拉伸参数。通过试验数据与现有工艺参数相比可知,高锥体零件充液成形与传统刚性拉伸成形相比,材料成形极限提高4%;零件的轮廓度达到0. 1 mm,周期缩短了20%,零件合格率达到99%;解决了传统拉伸刚性工艺中存在的起皱和破裂、圆度误差大等问题。     

滑动叉模锻成形技术北大核心CSCD

叉类锻件的工艺难点是劈叉,其材料利用率一般较低。通过分析某一型号短空心轴滑动叉的外形和金属分布规律,提出了弯曲成形U形叉、挤压成形空心杆的模锻思路,制定了5步模锻工艺方案。预锻成形时进行弯曲和挤压复合变形,毛坯在凸模作用下弯曲为U形,并挤压成形部分杆部;终锻成形时,利用预锻件的外形定位,挤压成形空心杆部,并对U形叉进行整形。模拟了预锻和终锻成形过程,验证了理论分析的正确性。根据制定的成形方案,设计制造了锻模,并模锻成形出合格的锻件。该方案避免了开式挤压劈叉工艺造成的材料流动不均匀的问题,同时成形了空心杆部、降低了金属消耗和机械加工量,而模锻成形产生的飞边和冲孔连皮可利用模具切除。相对于坯料水平分模开式模锻,该方案材料利用率提高约15%,对生产具有一定的指导意义。     

基于CAE的汽车铝合金控制臂锻造成形工艺

以某汽车右上控制臂为研究对象,选用6082铝合金为锻造材料,分析了产品的结构特点及成形难点,确定了其成形工艺为两道次辊锻、两工位弯曲、预锻和终锻。根据锻模设计理论,采用Solidworks软件设计各道次模具,并通过Deform软件对6082铝合金控制臂成形过程进行模拟,从温度分布、等效应力应变以及金属流动等角度分析了各工序的成形情况。针对成形方案中变形程度最大的预锻工序,采用控制单一变量的方法,分析了坯料始锻温度及摩擦因数对预锻成形的影响。结果表明：预锻时,随着始锻温度的增加,平均等效应力减小,始锻温度在450～490℃时更合理;改善润滑,减小摩擦因数使得模具载荷降低,锻件的最大等效应变减小,有利于成形且提升模具寿命。最后,基于模拟结果结合实际生产进行了试验,得到了与模拟结果相吻合的成形锻件。     

某汽车发动机罩内板冲压成形数值模拟及试验

针对某汽车发动机罩内板件,通过工艺分析确定其成形工艺,并建立成形过程的有限元模型,对其进行全工序的数值模拟。根据数值模拟结果对发动机罩内板件的板料进行了优化,该零件最初采用矩形板料拉延成形,通过数值模拟优化,最终确定采用材料利用率较高的弧形板料。采用弧形板料得到该零件的材料利用率从原来的46.69%提高到50.92%。有限元软件的模拟结果与实际试模情况进行比较,得出模拟结果和实验基本吻合,验证了本文建立的有限元模型的正确性。     

某微车曲轴模具结构的优化

针对曲轴锻件材料利用率较低的现状,以某微车四拐曲轴为例,采用带阻力墙结构的模具来提高材料利用率.运用有限元分析软件Deform3D对预锻及终锻过程进行模拟.针对终锻载荷过大问题,将终锻模具阻力墙优化为分段式阻力墙结构,有效地降低了成形载荷.同时,对各方案的模具磨损进行了分析.实际生产表明:带阻力墙结构的锻模所生产的曲轴锻件质量良好、填充饱满,材料利用率由75.9％提高到83.3％,同时成形载荷适中.     

大变形法兰轴镦锻成形数值分析

分析了某型号法兰轴的形状尺寸特点,制定了预锻、终锻两步成形工艺方案.对预锻成形过程、终锻成形过程进行了数值分析,指出了终锻时金属充不满型腔的原因是该类成形金属的流动规律及摩擦共同影响的结果,并给出了正确的解决方案;通过数值分析,该方案是可行的.敞开式终锻模可有效避免终锻成形力急剧增加,同时也降低了下料难度.     

数值模拟在齿轮轴毛坯锻模设计中的应用

采用Qform-3D塑性成形模拟软件对齿轮轴毛坯的闭式模锻成形工艺进行了数值模拟.模拟结果为优化锻模结构设计提供了理论依据,最终设计出结构合理的锻模.     

基于Deform调整螺套锻模设计

通过对铁路火车用调整螺套进行工艺分析,完成其锻模设计,并应用数值模拟的Deform软件对模具锻造过程进行模拟可知,设计的锻模能够完成调整螺套的成形过程,且成形效果良好,能够满足实际使用的需要。     

异形法兰盘预锻成形研究

花键轴锻件带有3个凸耳且法兰盘厚度很薄。根据其特点,采用理论分析和有限元模拟的方法设计了合理的预锻件。预锻件的法兰上下两面成楔形,预锻时具有聚料作用(在凸耳部位聚集较多的金属)。预锻模设计为半闭型,这样能使预锻件准确地放到终锻模腔内。对预锻和终锻成形过程进行了数值模拟,结果证明模锻工艺是可行的。最后,通过工艺实验得到了合格锻件。设计的带有楔形法兰的预锻件不仅解决了预锻聚料问题,而且也有利于终锻成形。     

十字连接件锻造工艺与模具设计

基于十字连接锻件的结构分析,针对其尺寸精度要求高、加工余量少、大部分均为非加工面、金属体积分配与成形困难的特点,分析和设计了十字连接锻件的模锻工艺方案,并设计了锻模及校正模。采用DEFORM-3D对工艺和模具进行模拟分析,验证了设计的合理性,并通过工艺试制发现材料利用率达到81. 2%,产品合格率达到99%以上。批量生产获得了满足图纸要求、精度及质量稳定的锻件。结果表明,采用自由锻制坯和模锻相结合的工艺可一火成形复杂类的十字连接锻件,采用阻力墙设计可解决该类锻件的充不满及折叠等缺陷,获得成形效果良好的锻件,数值模拟方法可有效提高产品开发成功率。     

锥台类零件成形工艺研究

针对小批量锥台类锻件成形中存在的轴向推力问题,提出了切肩成形锥台、胎模锻终锻成形的工艺方案,材料利用率提高了30%。运用DEFORM-2D软件对胎模锻成形过程进行模拟,验证了方案的可行性。     

基于负公差设计的卡车前轴成形工艺改进

以某重型前轴为研究对象,针对现有锻造成形时材料利用率较低、成形载荷较大的问题,对成形工艺进行改进,以此来降低成形载荷,减少材料及能源消耗。对前轴进行工艺分析、计算和有限元模拟;在原有工艺上选择合适规格尺寸的毛坯,采用负公差设计优化前轴精密辊锻工艺,合理分配辊锻毛坯金属。对改进后的工艺方案进行了有限元模拟与物理实验,得到充型饱满、飞边均匀的锻件。改进后的成形工艺比原有工艺终锻成形载荷降低46. 4%,材料利用率由85%提升至92%,同时也改善了金属流动,提高了模具及设备的使用寿命,给企业带来可观的经济效益。     

长轴类大变截面复杂锻件精确成形缺陷控制

针对长轴类大变截面复杂锻件精确成形过程中存在充不满和模具寿命低的问题,采用数值模拟技术与生产试制结合的方法,研究了某微车四拐曲轴精确成形过程中上述两种缺陷形成的原因,提出了一种通过设计适合的预锻模来控制成形过程中金属流动状态、避免充不满和减少锻模磨损的方法。在该预锻模中,采用阻力墙形式构造飞边槽,采用凸形连皮结构连接多个大变截面。通过优化预锻模具的结构参数改善金属在模膛内的充模状态,实现长轴类大变截面复杂锻件精确成形过程中的缺陷控制。结果表明,在预锻模具中距模具型腔的位置为10mm设置斜度为10°,间隙1～2.5mm的阻力墙并采用中间厚度为18mm的凸形连皮连接各个变截面,可以将四拐曲轴终锻模具的寿命由原来的每套4500件提高到每套7800件,将材料利用率由原来的66.2%提高到88.3%。     

异形截面构件多工序充液成形工艺及过程优化

汽车悬架臂零件为异形截面构件,是汽车底盘结构件的典型代表之一。为了提高材料利用率和成形效率,悬架臂零件采用一坯两件生产方式。基于动力显示有限元软件Dynaform,对充液成形多工序工艺路线进行数值模拟,并结合正交试验,研究主要工艺参数对充液成形的影响。在此基础上进行弯曲、预成形和充液成形工艺试验。研究结果表明:多工序充液成形有限元模拟结果与试验结果基本一致。在补料压力30 MPa、补料量15 mm、摩擦因数0.06时,成形出合格零件。