基于Deform-3D钛合金模锻件成形的仿真分析

采用10000 t液压机制备了钛合金筒形模锻件毛坯,基于Deform-3D软件对其成形过程中出现的局部严重折叠及裂纹问题进行了仿真分析,同时提出优化坯料结构和增加锻造火次两种解决措施并进行了工艺验证,通过拉伸试样和冲击试样检测了锻件的室温、高温力学性能,采用光学显微镜分析了锻件的显微组织。结果表明:钛合金模锻成形过程中,金属流线、温度场分布以及等效应变量的异常,导致锻件局部存在折叠、裂纹的风险。而通过优化坯料结构和增加锻造火次,有效控制了锻件成形中的金属流线方向和温度场分布,从而提高了钛合金在局部位置的成形极限,避免在成形过程中出现折叠以及裂纹缺陷,保证了产品质量,且产品性能满足要求,进而提高了生产效率。     

一种车用法兰盘零件的锻造工艺研究及模具结构优化北大核心CSCD

为解决一种车用法兰盘零件传统制造工艺效率低、材料利用率低、生产成本高、产品使用性能差等问题,设计了一种3工位热模锻成形工艺,依次经预成形、预锻、终锻成形。为保证工艺质量,利用Deform-3D软件对法兰盘零件的成形过程进行了模拟,根据金属变形过程确定了工艺中的隐藏缺陷;对预锻模具结构进行了优化,提出了两种改进方案,同时依次进行了成形检验,并对比了改进后两种方案的终锻件的温度分布、预锻和终锻工位的锻造力及模具磨损情况。结果表明,改进后工艺可解决锻造缺陷,并且采用改进方案2,对法兰盘锻件质量的提高和模具寿命的延长更有帮助。最后,进行了法兰盘零件的热模锻试验,得到了符合预期的法兰盘零件,有效解决了目前面临的难题。     

汽车齿轮轴闭塞式模锻成形工艺研究与试验

针对传统锻造工艺或铸造工艺生产汽车齿轮轴时效率低、质量差、寿命短的问题,根据工艺要求及齿轮轴的特征,提出了两种模锻成形工艺,即小飞边模锻成形工艺和闭塞式模锻成形工艺。通过刚塑性有限元法,利用Deform-3D软件对齿轮轴的两种模锻成形工艺进行了仿真,综合分析了材料填充规律、应力分布规律、成形力和合模力的变化规律及齿轮轴锻件的成形质量。结果显示：两种模锻成形工艺均能成形齿轮轴锻件,但是采用闭塞式模锻成形工艺获得的齿轮轴锻件的质量更好,同时也更利于模具寿命的延长。最后,通过闭塞模锻试验进行了验证,获得的齿轮轴锻件各部位均填充饱满,满足设计要求。     

不等径阀体的多向模锻生产工艺

针对一种不等径阀体的几何特点和性能要求,设计了两种多向模锻成形方案。采用Deform-3D有限元模拟软件对两种方案的成形过程进行了模拟,在锻件成形载荷、温度场、等效应变场、成形质量方面进行了对比分析。模拟结果表明,两种成形工艺对锻件成形载荷、温度场及等效应变场影响不大,但对锻件成形质量有显著影响,方案1成形锻件存在端面折叠及纵向飞边缺陷,方案2锻件成形质量良好。因此,根据模拟分析将方案2在40 MN多向模锻生产线上进行生产验证。结果显示,金属材料流动性好,锻件填充饱满,锻件3个法兰面和凸台面的成形质量良好,无折叠、纵向飞边等缺陷,与模拟分析结果吻合。     

基于DEFORM的轮毂法兰盘锻造工艺优化设计

运用有限元软件对轮毂法兰盘模锻成形过程进行了数值模拟。研究了三种不同形状预锻件对模锻过程中金属流动、模具受力和温度的影响。以提高产品质量和降低载荷为目的,给出了较优的模锻成形方案。按照优化方案设计了闭式热锻模具,结果能为类似锻件的闭式模锻工艺和模具设计提供依据。     

EQ153转向节多向精密模锻工艺数值模拟

建立了EQ153转向节多向精密模锻成形工艺有限元模型,采用DEFORM-3D软件数值模拟分析了锻件成形过程中坯料应力、应变分布情况。结果表明,采用多向模锻成形汽车转向节工艺可以显著降低成形过程中锻件的应力、应变,从而显著提高锻件的疲劳寿命。     

基于Deform-3D的汽车差速器壳体模锻工艺改进

以汽车差速器壳体为研究对象，为改变目前效率低、壳体性能差、材料浪费多、易出现充不满缺陷的生产现状，开发了一套无飞边模锻工艺，并基于Deform-3D有限元平台进行研究。根据零件的材料和结构拟定了两种不同的成形方案，并通过Deform-3D建立了有限元模型，完成了热力耦合数值模拟，分析了两种方案的成形可行性，并对比了两种方案的优劣。结果表明：采用大直径坯料方案时，各工序间的变形量分布更恰当，材料流动更为合理，成形的差速器壳体的金属流线连续性更好，外形成形完整，无折叠、断裂、空穴等问题，并且锻后温度分布情况更佳，而采用小直径坯料方案获得的差速器壳体锻件存在折叠问题。最后，采用大直径坯料方案进行了锻造试验，获得了符合要求的差速器壳体，完成了新工艺的开发。     

活塞头温锻成形工艺的数值模拟优化

分析某活塞头零件特点后,设计了温挤压和闭式模锻两套温成形工艺方案,基于Deform-3D有限元平台对两种成形过程进行了数值模拟.对比了两种工艺方案的成形载荷和温度场后,选择了闭式模锻成形工艺.研究了闭式模锻工艺不同润滑条件对锻件成形以及模具磨损的影响,为温锻成形活塞头的模具设计、工艺参数设定以及设备选用提供了依据.     

一种制动杠杆螺栓用不锈钢热变形行为及锻造工艺

为研究一种制动杠杆螺栓用不锈钢材料的热变形行为及锻造工艺,利用热模拟试验机对材料进行了高温压缩试验,得到了该材料的真应力-真应变曲线和显微组织。将高温压缩试验得到的数据导入有限元模拟软件Deform-3D中,对制动杠杆螺栓的成形过程进行了数值模拟,分析了成形过程中的载荷-行程曲线、等效应力场分布等,最后根据优化得到的工艺参数设计了相应模具,并做了工艺试验,工艺试验得到的制动杠杆螺栓锻件充填饱满、尺寸符合要求、锻造流线分布合理,且锻件经过机加工后,没有发现锻造缺陷,符合使用要求。该研究对此类零件的生产具有一定的指导意义。     

铝合金控制臂多向挤压制坯及模锻成形工艺

提出了采用多向挤压工艺为复杂枝权类控制臂锻件成形锻造预制坯。选取典型的复杂铝合金控制臂锻件,通过有限元模拟分析,研究了多向挤压成形过程中毛坯温度、材料流动速度、流线及挤压成形力和模锻成形过程中的温度分布及模具充填情况。模拟结果表明:当坯料成形温度为540℃、模具加热保温至200℃时,挤压后两枝权温度为520℃,枝权头部温度约为480℃,无须进行二次加热。模锻成形材料变形均匀,模具充填效果好,飞边较小,表明挤压制坯与锻造型腔较好匹配。最后,通过多向液压机对模拟进行了验证,结果表明,多向挤压制坯成形工艺可以获得高质量的控制臂锻件预制坯,该工艺具有可行性。     

管坯模锻成形轮毂轴管技术的研究

根据汽车轮毂轴管零件的形状尺寸特点,分析了采用管坯模锻成形工艺的可行性,并制定了成形工步图.对各工步的工艺参数进行了计算,计算结果表明采用管坯成形轮毂轴管方案可行.制定了两种终锻成形方案,通过分析顺序成形锻件的头部形状为优选方案,但是缺点是模具结构复杂,或者设备投资大.最后对采用管坯成形和实心毛坯成形两种方案做了对比,结果表明,采用管坯成形锻件时由于不需要挤压内孔,大大地降低了成形力,在一定程度上改善模具的受力状况,提高模具的使用寿命.管坯成形汽车轮毂方案对实际生产有一定的指导意义,在一定程度上会提高其经济效益.     

模锻成形过程中金属变形流动的测试方法

利用此方法对叶轮锻件成形过程中两个典型截面上4条流线及其轴向应变进行了测量分析,并定量给出该复杂锻件成形过程中变形及应变分布规律。因而该方法是测试模锻成形过程中金属塑性变形流动较为有效的实验手段。     

基于DEFORM-3D的GH5188卡箍热模锻造过程数值模拟

通过DEFORM-3D软件对GH5188卡箍热模锻造过程进行数值模拟,分析了卡箍热模锻造变形过程中的网格流动、应力场、应变场和温度场。GH5188卡箍热模锻造成形分为3个阶段：镦粗成形、毛边成形和再结晶。结果表明：在1000℃和变形速度为20 mm·s^-1条件下进行热模锻得到的锻件的流线分布合理、变形均匀,主体无应力集中,锻件表面无缺肉、折叠等缺陷;锻后晶粒细化现象主要存在于连皮拐角处和毛边中,卡箍整体的晶粒尺寸一致。因此,该工艺方案合理并可行,为卡箍实际锻造生产提供了理论指导。     

一种连接传动件的锻造工艺仿真及优化

以一种连接传动件为研究对象,针对现有工艺锻造产品质量差、使用期限短的问题,通过Deform11.0对锻件的成形工艺进行了仿真研究。结果显示,锻件外形虽成形完整,但在预锻工序中出现了金属对流现象,导致了折叠缺陷的产生,从而影响锻件的成形质量。为此,对预锻件的形状进行改进,设计了两种方案,分别进行了预锻、终锻的成形模拟验证,并比较了两道工序的锻造成形力。研究表明：改进后的方案能够改善金属的流动情况,解决对流引起的折叠缺陷;此外,方案2需要的锻造成形力更小,能够减小模具的负载。最终基于方案2进行了锻造试验,得到的连接传动件的成形外观好、切断截面锻造流线连续、无金属折叠缺陷、各尺寸检验合格,达到了工艺要求。     

汽车后桥从动齿轮闭式模锻工艺研究

提高材料利用率、生产效率、锻件精度,是闭式模锻工艺和设计中需要解决的主要问题.通过采用自由锻锤制坯一扩孔机预成形一摩擦压力机闭式模锻的复合锻造工艺,充分利用了几种锻压工艺的优点,合理地安排锻造工艺,实现了汽车后桥从动齿轮锻件的闭式模锻;与传统模锻工艺相比,节约原材料约17.5%,在技术、经济上都取得了良好的效果.     

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。     

推拉杆成形工艺分析及数值模拟

锤上模锻是生产杆类零件的常用方法,不仅生产效率高,并且可以得到力学性能和尺寸精度都较高的锻件.采用有限元分析软件Deform3D对推拉杆荒坯制作工艺和模锻工艺过程进行了仿真模拟,分析锻件在成形过程中的金属流动规律,提供了锻件成形过程中的温度场和速度场分布,对生产中容易出现的问题给出解决方案,确定合理的锻造工艺.模拟结果...     

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%。     

一种长厚臂叉形接头锻件成形工艺与实验

根据长厚臂叉形接头锻件的形状特点,分析了锻件的成形难度,初步制定了成形工艺为热镦挤复合成形和立式反挤成形,并采用数值模拟研究了各工序成形过程以及冲头成形力。通过后续工艺实验发现,热镦挤复合成形工序成形的锻件在方形上端部分四角处有明显的折叠缺陷,分析认为这是由于实验过程中锻件长时间的热量散失造成金属流动性降低而产生的。对初步拟定的成形工艺进行了改进,改进后的成形工艺为热正挤、热镦方和热反挤,数值模拟分析以及验证实验表明,改进后的成形工艺可行,并且设计了具有导向功能的模具结构,解决了叉形接头锻件壁厚不均的问题。该成形锻件填充饱满、无缺陷,金属流线分布连贯、合理,成形工艺和模具寿命通过了批量生产考核。     

用镦挤法进行闭式模锻

在汽车锻件节材降本的需求下,闭式模锻工艺常用来替换原有的开式模锻工艺,但在锻造过程中会出现很多问题。为了解决其中一些主要问题并提高锻件的性能,本文提出了在可分凹模中采用镦挤成形的方法,并设计制造了带有背压的滚珠导柱模架,进行汽车零件闭式模锻的工艺试验,完成了某汽车自动变速箱双联齿轮轴零件的可分凹模镦挤成形,使锻件材料消耗减少38.1%,取得了良好的经济效益。