哈克抽芯铆钉铆套冷精锻成形工艺

针对哈克抽芯铆钉铆套成形过程中头部出现的填充不饱满、折叠、飞边等缺陷,在金属流动行为方面分析了缺陷形成的原因。在此基础上初步设计了两种冷精锻成形工艺并优化了模具结构,在工位3模具结构中铆套顶部外圆角处、杆部与头部连接处分别预留一个直径为Ф0. 2 mm的排气孔,目的是解决制件填充不满问题,并分别建立有限元模型,利用DEFORM-3D进行数值模拟。对比两种工艺成形过程的等效应力、等效应变、成形载荷和金属流向,仿真结果表明:工艺2成形终段的等效应力、应变值比工艺1分别高出15%和34. 6%,且金属流动混乱,从而得出工艺1更加合理的结论。并通过JBF-19B-4S螺栓冷镦机进行试模,得到了无缺陷、填充饱满的制件,实验结果与数值模拟结果保持一致。     

汽车三叉式万向节精密成形工艺

采用开式模锻工艺生产汽车三叉式万向节,需要切除飞边,不仅材料利用率低,同时由于金属流线被切断,影响零件的力学性能及使用寿命。为解决上述问题,提出了闭塞式单向挤压、闭塞式双向挤压两种精密成形工艺,并采用DEFORM有限元软件对两种工艺下的零件成形过程进行了数值仿真模拟,分析比较了两种工艺下的零件成形情况、金属流动规律、载荷-行程曲线,以及模具磨损情况。结果表明:在闭塞式单向挤压成形工艺下,零件存在填充不完整、销轴弯曲、端部出现斜面等缺陷,而在闭塞式双向挤压成形工艺下,零件成形良好;闭塞式双向挤压成形工艺中,金属流动更为合理、模具间承受载荷大小的差距更小,利于集体换模,且模具磨损量更小,模具使用寿命更长。经实际生产试验,获得了质量良好的三叉式万向节制件,验证了数值仿真模拟结果的准确性与可靠性。     

基于数值模拟的转向节挤压工艺优化

根据转向节的形状特点,分析并概述了其成形过程的金属流动特性和现有成形工艺存在的不足.将现有的自由锻制坯改进为挤压制坯.提出了一种新的成形方案为:下料—加热—摔杆—挤压制坯—预锻—终锻.应用三维有限元模拟软件Deform对转向节成形过程进行了数值模拟.针对杆部的折叠缺陷,分析其产生原因,提出增强法兰盘结构强度的解决方案,对挤压下模进行了改进.结果表明,所得终锻件各部位充填饱满、飞边均匀且无折叠缺陷.     

十字轴小飞边精密成形工艺

针对十字轴热模锻成形过程中飞边大、成形力大的问题,根据十字轴形状尺寸及锻造成形工艺特点,提出十字轴小飞边精密成形工艺。采用Deform-3D对十字轴小飞边精密成形工艺过程进行数值模拟,对模拟成形的十字轴锻件及其金属速度场、等效应变、模具载荷-时间曲线进行分析。模拟结果显示,十字轴锻件成形完整,金属流动均匀,模具载荷减小。结合模拟结果,设计制造模具进行十字轴成形工艺试验。试验得到的十字轴锻件,填充饱满,无折叠、表面裂纹等缺陷,飞边明显减小,与模拟结果一致。结果表明:改变十字轴热模锻成形工艺,采用十字轴小飞边精密成形工艺,使锻件飞边减小,锻造过程成形载荷降低。     

十字轴闭塞式单向温挤压工艺

采用数值模拟与物理实验相结合的方法对十字轴的单向温挤压工艺进行研究。结果表明,成形过程中,锻件顶部存在5个流动死区,且枝杈入口处金属流动速度梯度导致流动沟槽的出现;进入圆角和飞边充填阶段,型腔内压急剧增加,(A_锻-A_筒)截面积差达到最大值,所需成形力、合模力均急剧增加。基于浮动凹模技术进行了模具设计和成形实验,改进连皮高度之后,所得锻件成形效果较好,表层金属流线清晰可见,不存在金属折叠、缺肉现象。     

活塞销冷镦挤成形微折叠缺陷分析及改进措施

针对活塞销采用原冷镦挤工艺方案成形后转角处出现的微折叠缺陷,通过微观组织观察和数值模拟确定微折叠产生于第2次反挤压,产生原因为:反挤压成形过程中,连皮厚度降低至一定值后,金属在转角处径向流动,导致一少部分连皮处金属在杯底转角处出现异常褶皱流动,形成微折叠缺陷。为提高活塞销成形质量和避免成形缺陷,提出采用"反挤压预成形+复合挤压终成形"的改进工艺方案取代两步反挤压成形的原工艺方案。数值模拟结果显示,采用改进工艺方案成形的活塞销锻造流线连续,未出现折叠缺陷。生产实践表明,改进方案可避免活塞销转角处微折叠缺陷的产生,能够满足实际生产要求。     

小型套管多工位冷镦挤成形工艺方案设计

针对小型套管类零件整体尺寸小、成形工步多、大批量加工的特点,提出小型套管类零件采用多工位高速冷镦挤成形加工的方法,并根据塑性成形理论,设计了两种六工位冷镦挤成形工艺方案,借助有限元分析软件DEFORM-2D模拟套管的成形过程,分析比较两种工艺方案中金属流动规律、成形载荷大小和锻造流线分布。模拟结果表明,采用两次反挤压+终镦的方案,其成形的套管充填饱满、无折叠,各工步成形载荷大小分布合理。通过工艺实验进行验证,结果表明数值模拟结果与实验结果相一致,验证了数值模拟的准确性,可为实际生产提供指导。     

深孔圆环成形缺陷分析及改进方案

以某深孔圆环为研究对象,针对其成形过程凸模磨损的问题,采用有限元软件DEFORM-3D对其成形进行模拟,从金属流线、成形载荷、应力分布等多方面进行分析。结果表明,初始工艺能够完成制件成形,但成形过程中局部材料受到较大的挤压应力,挤内孔成形过程中的局部金属流线较乱、流动阻力较大,导致成形载荷上升、模具磨损加剧。引入锥面成形工位,将初始工艺中的挤内孔工位拆分为锥面成形和圆角填充两个工位。通过模拟和实际试模,验证了改进方案的可行性,成形后的制件表面无折叠、裂纹、刮伤等缺陷,模具寿命得到明显提高,为实际生产提供了指导。     

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。     

基于AFDEX的轮毂热锻成形工艺研究

为了提高材料利用率和成形效率,采用闭式无飞边热锻成形工艺,应用有限元AFDEX软件对汽车轮毂热锻三工步成形过程进行了有限元模拟,得到了等效应变分布、金属流动、载荷-时间曲线、金属流线等结果,根据模拟结果的分析,设计了轮毂成形的模具结构,并通过工艺试验得到了成形零件。通过对试验零件的成形载荷、零件尺寸、金属流线的分析发现,试验零件尺寸满足要求、成形良好、无明显缺陷,与有限元模拟结果基本一致,证明了AFDEX数值模拟的可靠性及成形工艺的可行性。     

铝合金筒件侧向等温挤压成形的金属流动分析

尾翼筒体结构件为某飞行器重要零件,采用铝合金等温挤压成形代替传统的钢质工件机械加工能有效提高材料的利用率、降低生产成本。通过分析形状特征,本文提出反挤压带通筋的筒体和侧向挤压凸台两步成形的方法。侧向挤压是成形的关键,通过数值模拟分析了侧向挤压过程中金属质点的流动方向、速率及等效应变的变化。结果显示:成形时,金属质点流线清晰、完整;金属流动速度均匀,层次分明;筋部产生的等效应变可增强性能,筒壁处的应变小,对筒壁性能无影响。最后通过实验,印证了模拟结果,进一步论证了该工艺的可行性。     

电动工具异形输出轴镦挤成形工艺研究

针对电动工具异形输出轴结构的成形特点,提出变工作带正挤异形杆部和闭式镦粗头部台阶的两工步成形工艺方案,基于Deform-3D有限元分析软件建立挤压、镦粗工艺过程的有限元模型,分析了成形过程的金属材料流动状况、成形载荷,模拟结果表明整个成形过程金属流动均匀、合理。基于模拟和计算结果,设计了模具并选取200t液压机作为实验设备,获得表面完整、无折叠的合格制件。实验和模拟结果证明方案设计正确,可以投入生产。     

电动工具异形输出轴镦挤成形工艺研究

针对电动工具异形输出轴结构的成形特点,提出变工作带正挤异形杆部和闭式镦粗头部台阶的两工步成形工艺方案,基于Deform-3D有限元分析软件建立挤压、镦粗工艺过程的有限元模型,分析了成形过程的金属材料流动状况、成形载荷,模拟结果表明整个成形过程金属流动均匀、合理.基于模拟和计算结果,设计了模具并选取200 t液压机作为实验设备,获得表面完整、无折叠的合格制件.实验和模拟结果证明方案设计正确,可以投入生产.     

基于数值模拟的20MnCr5钢薄壁壳体挤压工艺北大核心CSCD

以一种复杂薄壁壳体为研究对象,为解决其切削加工生产中材料切除量大、浪费严重的问题,实现近净成形,提出了一种多工位挤压配合少量切削的新工艺方案,材料利用率从35.49%增长至90.54%。通过Deform-3D软件对3种不同冷挤压方案的制坯过程进行了数值模拟,对零件充填结果、金属流线形态、挤压成形力、等效应力等进行了全方位的对比。结果表明:采用方案1时,不仅能够有效地控制缺陷,使各工位零件成形质量较好、充填饱满,而且最大挤压成形力也要更小些。最后,进行了现场挤压试验,与模拟试验结果吻合,所有薄壁壳体均填充饱满,成形外观好,无刮花、裂纹等缺陷,尺寸检测结果均在要求范围内。     

挤压工艺参数对枝杈类锻件折叠缺陷的影响

针对枝杈类锻件挤压成形过程中枝杈根部出现折叠缺陷的问题,基于DEFORM-3D体积成形软件研究了工艺参数对金属流动及折叠缺陷的影响规律。通过数值模拟和试验研究,发现改变枝杈角度等工艺参数,可有效改变枝杈根部成形时金属的流动状态,减小或消除折叠现象。研究结果表明,最大折叠长度Llap随模具圆弧外端与冲头环形平面距离h、冲头挤压速度v的增大而减小,随枝杈角度α的增大而增大;当枝杈角度为定值时,减小冲头底锥相对直径d/D值或采用双向挤压可显著降低折叠缺陷的产生。     

复杂盘饼类铝合金锻件等温成形缺陷分析

以环形座锻件为例,采用实验研究和有限元数值模拟相结合的方法研究了复杂盘饼类铝合金锻件等温成形时缺陷产生的机理.结果表明:采用反挤变形方式可以控制金属的径向流动速度,能有效地防止复杂盘饼类铝合金锻件的径向折叠和穿流缺陷的发生;各区域金属分配不合理会使局部区域因缺少金属而引起充不满或对流折叠,或使局部金属过多引起折叠;增大镦粗时坯料与模具间的摩擦阻力和变形量,可使坯料获得更好的径向分布的流线,最终得到流线分布合理的锻件.     

基于Deform-3D软件铜扁线连续挤压过程数值模拟

对铜扁线连续挤压的几何模型创建、模拟参数设定、网格划分、步长设定、模拟结果进行研究。结果表明,挤压过程包括压实咬合、填充、镦粗、挤压4个阶段,金属变形剧烈部位主要集中在堵头附近、堵头与挤压轮之间的泄漏处和挤压模定径带附近,同时变形温度较高、等效应变较大;由速度的分布可知,金属在填充阶段流动较快;从挤压轮扭矩图可知,金属在镦粗阶段,当完全填充满模腔及扩展区,挤压轮扭矩值达到最大。     

轴承适配器挤压成形工艺数值模拟研究

在分析轴承适配器结构特点的基础上,建立了挤压成形数值模型.借助于数值模拟技术研究了轴承适配器挤压成形过程中金属流动特点,进行了成形缺陷预测.结果表明:金属流动顺畅,没有缺陷.成形工艺合理、可行.     

金属塑性加工的物理模拟

物理模拟是进行体积成形工艺研究和生产设计的重要工具方法 ,这种方法简捷、直观 ,还可以预测材料流动情况、填充情况和工艺缺陷形成过程。本文介绍了利用北欧新型模拟材料“菲蜡” ( Filia)进行体积成形物理模拟实验的方法、原理、设备装置、模具和模拟材料的特性。对圆柱坯料的自由镦粗、正挤、反挤、管件变薄挤压、平板坯料平面应变镦粗进行了物理模拟 ,分析讨论了物理模拟实验结果 ,并与上限模拟软件的结果进行了对比。     

基于有限元分析的汽车十二角半轴螺母冷镦工艺开发与应用

针对汽车十二角半轴螺母热镦成形工艺中存在的工序繁杂、生产效率低、产品性能差、材料利用率低和成本高等问题，设计了一种6工位自动化冷镦成形工艺对其进行替换。通过室温压缩试验建立了40Cr合金钢的Johson-Cook本构模型，同时，利用Deform-3D数值模拟软件完成了各工位的连续成形模拟，并根据螺母各阶段的金属流动规律、填充完整度、截面网格变形情况和断裂趋势等信息分析了冷镦成形工艺的可行性，基于载荷分析预测了成形力大小；然后根据分析结果和成形工艺完成了各工位模具的制作，并通过冷镦机进行了试模制件。结果表明，获得的十二角半轴螺母表面光洁，填充完整，无折叠和裂纹等缺陷，与模拟结果完全吻合，经测量检验，螺母各处尺寸均在公差范围内，符合使用要求，证实了冷镦工艺的可靠性，此冷镦工艺能够取代热镦工艺。