基于浮动式模具成形微型齿轮工艺研究

鉴于摩擦对微型零件塑性微成形过程的影响随表面积与体积之比增加而显著增大的现象,本文对微型齿轮零件成形设计了浮动式微型模具结构,并进行了等温成形实验研究.结果表明：可浮动凹模将摩擦阻力变为积极摩擦力,提高了坯料向模腔的填充能力,有效降低了成形载荷;对成形件的分析表明,成形件有良好的表面质量和微观组织结构.     

7075铝合金筒形机匣等温精锻方案研究

通过理论分析和大量的工艺试验，制定了７０７５铝合金筒形机匣等温精锻的成形工艺方案，确定了精锻时采用分瓣式组合凹模及其模具结构，介绍了方案实施的有关技术措施。     

变速箱长柄法兰轴工艺分析及模具关键结构设计

目的 根据长柄法兰轴的结构特点,制定一套产品的成形工艺方案并投入到生产中。方法 法兰轴是双离合器变速器输出端与差速器连接的重要零件,其形状复杂,成形难度较大,根据产品的特点,制定温锻–冷锻联合成形的工艺方案。针对温锻工序中锻件内腔难以充满的问题,利用DEFORM对工艺中的关键步骤进行模拟仿真,并根据模拟结果对模具进行补偿设计,使锻件内腔底部与模具之间的间隙降至0.3 mm以下。考虑到金属的剧烈流动会加重模具的磨损,设计一套模具润滑系统,以提高模具的使用寿命。而锻造过程中模腔内形成密闭空间,压缩的空气会阻碍金属充填型腔,因此,在凹模与凸模上设计出一套模具排气系统,以避免塌角缺陷的产生。结果 实现了长柄法兰轴工件的工业化生产,生产效率可达每分钟12.5只。结论 根据数值模拟的结果对模腔面进行优化,设计了一套模具的润滑结构与排气结构,避免了锻造缺陷的产生,为双离合器变速箱长柄法兰轴产品的温冷锻工艺生产提供了经验依据。     

精密锻造成形技术在我国的应用情况及发展趋势（2）

3．4精密热模锻成形 精密热模锻成形技术是我国汽车工业、摩托车、通用机械、兵器、航空航天等行业广泛应用的制造工艺方法。它可以生产更接近最终形状金属零件，它不仅节约材料、能源、减少加工工序和设备，而且显著提高了生产率和产品品质，降低了生产成本。图6所示为各种精密热模锻件。     

铝合金口盖近净成形关键技术研究

对铝合金口盖的等温成形过程进行了试验研究和有限元模拟,分析了不同加载方案对金属变形流动的影响规律.研究结果表明,局部加载等温精密模压工艺可以有效地控制金属的变形流动和提高金属充填模具型腔的能力,避免充不满、折迭和穿筋等缺陷,获得了成形质量良好的筋板类构件.     

基于 Deform-3D 的车用下轴套零件冷挤压模具结构优化设计

目的分析挤压成形中车用下轴套零件成形表面出现的折叠缺陷,优化挤压上凹模的底部出口斜度、下凹模的入口斜度和挤压深度等主要成形工艺参数。方法采用DEFORM-3D软件,对汽车下轴套零件的冷挤压成形工艺进行了系统的有限元数值模拟试验。结果挤压成形模具结构设计不合理,导致在成形过程中模具分型面处金属出现汇流并形成折叠。结论通过优化挤压模具结构,使金属成形良好,无折叠缺陷出现,最终获得了较为合理的冷挤压模具结构。     

撑板锁紧两半凹模闭式挤压模具设计

T形锻件因形状所致,采用传统的整体凹模结构不能实现无飞边模锻.给出了不考虑摩擦的情况下T形锻件闭式挤压模具结构和依靠4个铰支撑板锁紧的纵向对合凹模结构的受力分析.锻件在两半凹模和冲头形成的封闭模腔中挤压成形,生产的锻件无飞边.     

可移动凹模对板材液压成形影响的研究

为了研究可移动凹模对板材液压成形的影响,进行了有无可移动凹模与不同可移动凹模加载方式(方式1与方式2)的板材液压成形试验.研究结果表明:比较有无可移动凹模对板材液压成形厚度分布的影响,在有可移动凹模时,成形零件厚度分布比较均匀,这种技术有利于提高板材的成形极限;没有可移动凹模,板材难于成形,尤其对于复杂零件;可移动凹模加载方式2比加载方式1更有利于板材厚度的均匀分布.     

钛合金双安装板静子叶片精锻成形工艺优化

为了缩短双安装板结构的TC4合金低压第二级静子叶片精锻工艺流程,并得到更优的金相组织、力学性能,首次将等温锻造方法引入叶片精锻工艺中,采用一火次等温预锻代替两火次普通预锻.利用刚粘塑性有限元法模拟等温预锻过程,分析了金属流动规律、应变场等的变化情况.结果表明,所成形的等温预锻件应力较低、应变分布比较均匀.经叶片成形工艺试验,得到了采用等温预锻的叶片精锻件,将采用普通预锻的叶片精锻件与之对比,发现采用等温预锻的叶片较采用普通预锻的叶片金相组织均匀性好,而两者的力学性能相当.     

十字头锻件挤压成形的研充

本文介绍了汽车万向节十字头分模模缎的实验与研究工作。着重阐述了十字头锻件在可分凹模中挤压成形时金属的流动规律;分析了模具形状、尺寸和其它工艺参数对缎件成形的影响;探求了挤压力及合模力的计算方法,并与实测数据作了对比。以期为进一步研究和推广这一先进工艺提供经验和科学依据。     

模锻坯料尺寸选择的新方法—反向成形模拟

本文应用上限单元法(UBET)对H型零件模锻的金属成形过程进行了反向流动模拟设计。本文还结合正向流动模拟分析讨论了不同飞边高,不同坯料尺寸对成形能耗的关系和最佳成形过程及最佳坯料尺寸的概念。     

航空接头锻件等温锻压成形工艺

为了提高航空锻件的综合性能,通过等温锻压工艺研究了航空接头锻件的成形过程,采用Deform3D有限元软件对高筋薄壁铝合金航空接头锻件的锻压成形工艺进行了仿真研究,在实验室油压机上开展了缩比(1∶5)锻件的成形工艺实验.研究结果表明:在坯料与模具温度均为450℃、成形速度为0.1 mm/s的等温模锻工艺下,材料变形抗力比常规热模锻降低70%,材料在模腔中的流动性提高,锻件充填完好,锻件变形均匀,应力集中降低;等温锻造工艺可使锻件获得流线顺畅、晶粒细小、力学性能优良的纤维组织,避免了热模锻易出现的涡流、折叠、穿流、充填不满等锻造缺陷;仿真与实验结果吻合,为航空接头锻件锻压成形工艺的制订提供了依据.     

阀盖模锻成形模拟分析与试验验证

目的 某型号不锈钢阀盖是一种典型的长肋条内空型零件,在模锻制造过程中,阀盖锻件容易出现不同程度的折叠和裂纹缺陷,亟需改进成形工艺以提升合格率.方法 采用有限元方法分析坯料在制坯/预锻/终锻全流程的金属流动规律和终锻件成形质量,得到最佳成形工艺方案.结果 方坯在后续成形时易产生横向流动,且局部充型不饱满;六边型坯在预成形和终成形时流动均匀、横向流动小,且有效抑制了充型不饱满缺陷;预制坯在过渡区长度过短,产生了折叠缺陷;采用六边形坯料和增加过渡区长度可以获得无缺陷阀体锻件.结论 采用新工艺制备的阀盖锻件合格率达到了100％,通过全流程工艺分析,能够得到金属流线规律,进而优化模锻成形方案,改善成形质量.     

轮毂轴管终锻成形模拟研究

根据某规格汽车轮毂轴管零件的形状尺寸特点,设计了预锻毛坯和2种终锻成形方案,并对所制定的2种终锻方案进行了工艺和模拟分析。2种方案的模拟结果显示,顺序成形过程稳定,变形只局限于端部;一次镦粗变形不局限于变形的端部,在变形结束时有少量金属流入杆部,这将会使端部缺料和杆部出现折叠和缩径缺陷。顺序成形可改善模具的受力状况,成形力有所降低,提高了模具寿命。根据力-行程曲线,应严格控制变形部位金属的体积,实现小飞边精密锻造,避免成形力在成形最后阶段急剧增大,以致损坏模具和设备。     

汽车轻量化连接用自流钻螺钉挤压成形工艺研究

目的 针对自流钻螺钉现有工艺生产效率低、易产生晶粒粗大等问题,提出了一种新的多工步冷挤压成形工艺——利用模腔控制螺钉尾部形状,并验证了该工艺的可行性。方法 利用有限元软件DEFORM- 3D对提出的3种不同冷挤压方案成形过程中的金属流动规律、材料填充情况、成形力进行了数值模拟,讨论了方案一和方案二中锻造缺陷产生的原因,最后根据方案三的模拟结果设计了相应模具并进行了试验验证。结果 根据方案三成形出的自流钻螺钉充填饱满,第一道工序是将圆棒坯料一端直接挤压成螺钉特定的尾部形状,该工序所需成形力为42.4 kN。第二道工序是将螺钉头部镦粗,该工序所需成形力为58.2 kN。第三道工序是终锻成形,该工序所需成形力为287.4 kN。结论 通过有限元模拟,确定了自流钻螺钉三工步冷挤压成形工艺,提出了能够避免折叠产生的预制坯形状和模具结构,实现了自流钻螺钉尾部的可控成形。通过试验验证,形成了稳定的成形工艺窗口和可靠性较高的模具结构,实现了该产品的批量生产。     

A Study of One-Step-Gradual Forging Process with the Progressive Heating Method

A resistance heating method and a one-step-gradual forging process were used to study a billet within a die. The billet was directly heated accompanied with a progressive heating manner. The pressing speed of the upper die is kept at the same course with the billet heating speed, thus integrating the forming procedure by simply controlling one speed in effect. Experimentally, it is found that based on this innovative forming method, the experimental results indicated that the billet can be heated to 1000°C from top to bottom within approximately 5 s. This leads to a further modification of the material flow for a 12-point bolt-head, which in the end results in an improvement of the forming ability. Most importantly, the forming load of gradually forging can cause a 25% deduction compared with the one performed by one-step forging. Numerically, the commercial finite element method package of DEFORM was used to simulate the novel one-step-gradual forging process. The simulated material flow phenomena were thoroughly studied in subsequence. The results between FEM simulations and experiments showed good agreements.     

矿用液压软管接头芯子径向锻造工艺的研究

目的随着我国煤炭、钢铁业的新发展,矿用液压软管接头因更换快、使用量大,迫切需要新的成形工艺。方法针对KJ-25型液压软管接头芯子,提出了一种采用径向锻造近净成形制造毛坯的工艺。通过三维有限元软件FORGE建立了工艺的三维有限元模型,并对成形力、工件温度及应力状态进行了分析。结果有限元模拟结果表明:径向锻造生产的坯料较切削加工可节材37%,温锻时单个锤头锻造力仅为37.3 t。结论径向锻造工艺适用于同类型软管接头芯子的毛坯制造。     

三销轴叉精整底部裂纹产生和防护

三销轴叉精锻件是汽车等速传动系统中的关键零件,其头部内、外腔形状复杂,尺寸精度要求高,故一般采用温锻预成形+冷精整成形复合成形技术,而预成形温锻件设计不合理,在冷精整成形中,存在内腔底部薄壁处出现裂纹的问题。利用数值模拟技术,分析了三销轴叉冷精整型腔底部区域成形过程的成形力、应力、应变的变化,对预成形温锻件进行了优化,设计了不同的入模角,入模角的起始点位于内腔基准平面之上。工程实践后,优化后的预成形温锻件在冷整形后,口部内腔底部没有裂纹产生,流线连续,获得较为理想的精锻件。证明优化后的预成形温锻件,经冷精整成形后,精锻件产品质量显著提高,可有效防止裂纹产生。     

PEMFC金属双极板冲压成形数值模拟与实验

目的 研究金属双极板冲压成形过程中各工艺参数和模具结构参数对成形质量的影响。方法 采用Dynaform有限元分析软件对SS304双通道蛇形流道双极板冲压成形过程进行模拟。研究模具圆角半径、模具锥度、压边力、拉延筋等因素对双极板成形质量的影响。结果 增加模具圆角半径和模具锥度可防止双极板破裂。适当增大压边力能有效消除起皱缺陷,设置拉延筋能有效改善坯料流动情况,必要时需设置多重拉延筋使零件成形完全。当模具圆角半径为0.25 mm,模具锥度为0°,拉伸深度为0.5 mm,压边力大小为60 kN,并采用双重拉延筋的情况下,所成形的金属双极板质量良好,无破裂、起皱、成形不足等缺陷。结论 模拟结果与实验结果一致,验证了模拟结果的正确性,可见采用冲压工艺成形金属双极板是可行的。     

多拐曲轴镦挤成形过程轴向流动模拟分析与试验验证

目的 解决多拐曲轴镦挤复合成形过程中,轴向流动导致尺寸精度低的问题。方法 从坯料加热、成形过程、成形后冷却等全流程模拟出发,以建立镦挤成形装置运动学、成形过程热力学、曲轴材料本构模型、几何模型等为基础,建立有限元模型,分析产生轴向偏差的原因。结果 有限元模拟分析表明,坯料体积、飞边厚度是镦挤成形过程产生轴向流动的关键性因素,可以通过优化台阶轴毛坯几何形状,控制轴向异常流动。结论 试验表明,多拐曲轴的轴向流动得到有效控制,单拐轴向长度偏差控制在±1 mm,成品率提高至90%以上。