基于数值模拟的大型矿用销轨锻造工艺

大型矿用销轨属于复杂长轴类锻件,可采用辊锻制坯-热模锻压力机上两工位模锻工艺成形销轨锻件。两侧轨板主要在预锻工序中成形,在材料难以充填的凸耳预锻模型腔外围区域设置环形阻力墙,促使金属向凸耳深型腔流动。终锻完成两侧轨板的尺寸精整与中间销齿的成形。利用Deform-3D有限元软件建立销轨锻造成形过程的有限元模型,进行热力耦合有限元模拟。根据模拟结果分析销轨热锻成形过程中的温度分布、等效应变分布以及金属流动情况的变化规律。以80 MN热模锻压力机作为主变形设备,试制生产了销轨锻件,成形效果良好,验证了模拟结果的准确性。     

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。     

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。     

基于ANSYS的套筒件等温锻造数值模拟分析

采用等温锻造工艺研究了套筒件的成形,并研究了2A50铝合金锻件的模锻成形过程以及锻模结构对锻件应力和应变的影响,对比了3种结构的飞边槽对锻件充填率的影响。研究发现,采用III型飞边槽结构的闭式锻模所成形的锻件飞边量最少,初始坯料质量最小。     

飞边槽结构对汽车曲轴模锻成形的影响

为研究飞边槽结构对曲轴模锻成形的影响,采用数值模拟和试验验证的方法,来确定合适的飞边槽结构。首先,对3种典型的飞边槽结构(常规飞边槽、阻力沟飞边槽、阻力墙飞边槽)及其模锻时的金属流动特性进行分析。其次,构建相应分析模型,在Deform中全面分析3种不同飞边槽结构对模具型腔的充填、锻件应力、应变分布及最大成形载荷的影响。最后,以试验的方式对分析结果进行验证。结果表明,采用阻力墙结构的飞边槽,在其他结果影响较小的情况下,能有效提高金属充填模具深腔的能力,实现精准下料,节约材料成本。     

轿车连杆热锻模具结构设计改进

基于Deform软件对轿车连杆热锻工艺进行有限元模拟,研究锻模结构对连杆折叠缺陷的影响。用原始锻模进行有限元模拟,结果表明:原始锻模的中心飞边仓深度、两模膛的中心距和旋转角均太大,导致连杆小端出现严重的折叠缺陷。通过移除连杆锻模的中心飞边仓、改变模膛中心距和旋转角的大小,对轿车发动机连杆的锻模结构设计进行改进。利用改进后的模具进行数值模拟,结果表明:锻件无折叠缺陷,金属的侧向流动更加合理,连杆的预锻成形载荷大幅降低。实际热模锻后得到了无缺陷的连杆锻件。     

CH1018转向节锤锻模具优化设计实例

针对CH1018转向节锻件,基于其形状、结构和锻造成形工艺,分析了其在模锻中的成形难点,并结合锻造工艺方案及主锻造设备吨位的计算,对预锻模型腔及其飞边槽进行了优化设计,飞边槽采用双仓结构,飞边桥间隙由4 mm优化至3 mm,桥宽由10 mm增加至12 mm,并应用到实际批量化生产制造中。优化设计后采用机械压力机并结合制坯模具,对制坯、预成形工步进行了简化,得到的锻件充填效果好、结构紧凑、材料利用率高、生产效率高,产品合格率由95. 6%提高至99. 2%。此设计实例为叉孔类复杂锻件的成形提供了一种在机械压力机上制坯与锤上模锻相结合的方法。     

阻力墙设计对转向节模锻成形工艺的影响

基于汽车转向节模锻成形工艺,给出了锻模表面三种阻力墙结构设计方案,以研究阻力墙对复杂锻件成形的影响。同时,针对不同阻力墙结构的转向节热锻模具建立有限元模型并对模拟结果进行分析。结果表明:阻力墙能够通过改变金属流动影响转向节锻件的模锻成形载荷、金属充填效果和锻造缺陷。阻力墙的存在能够有效地促进转向节叉成形,改善无阻力墙时充填不满的现象。然而,不合理的阻力墙设计则会导致成形载荷上升、折叠缺陷产生以及金属流动不协调。通过调整阻力墙高度改变其阻碍作用,得到了合理的设计方案,为生产提供了参考依据。     

汽车转向节的少飞边锻造技术

汽车转向节为典型的复杂叉形锻件,其常规开式模锻工艺的飞边金属消耗大,材料利用率低,制坯复杂,介绍了一种在热模锻压力机上采用闭式锻造预成形与开式模锻相结合的汽车围转向节少飞边锻造技术。     

34CrNiMo6钢三拐曲轴热模锻成形工艺方案设计及数值模拟分析北大核心CSCD

以某款材质为34CrNiMo6高强度结构钢的三拐曲轴为研究对象,通过数值模拟与工艺实验相结合的方法,开发热模锻成形工艺方案。首先,研究该三拐曲轴用锻态34CrNiMo6高强度结构钢的高温流变行为,建立34CrNiMo6钢在DEFORM软件中的高温流变模型。其次,对初始工艺方案进行数值模拟,分析预锻件和终锻件的成形过程、填充情况、温度分布和等效应变分布。分析初始工艺方案下三拐曲轴平衡块充填不饱满的原因为:金属不易充填“高筋薄壁”的平衡块型腔而更容易从阻力较小的桥部流出,导致形成飞边。在此基础上,提出在模具局部增加阻力墙结构的改进工艺方案,数值模拟结果显示,预锻件和终锻件的充填效果均得到了有效提升。最后,采用带阻力墙的改进工艺方案进行工艺实验,结果表明,锻件充填饱满,无锻造缺陷。