钛合金复杂件等温锻造研究

针对TC4钛合金非对称变截面复杂件在加工过程中锻造温度范围窄、充型能力差、容易产生皱褶等问题,研究了TC4钛合金等温锻造的工艺过程,并采用DEFORM 3D有限元软件进行了数值模拟。结果表明:采用等温锻造工艺,成功的锻造出了某钛合金复杂件,且该锻件轮廓清晰,表面光洁,尺寸精度高;该锻件金属流线分布合理,组织性能超过了常规锻件;该锻件材料用量相对普通锻件材料用量可减少60%。通过软件模拟,了解锻件成形的应力应变及行程载荷等情况。     

汽车转向臂成形工艺模拟优化(上)

正汽车转向弯臂是汽车转向系统中的重要零件,起连接车轮与车身的作用,在汽车行驶过程中,转向弯臂要承受频繁而复杂的多变应力的作用,一旦零件损坏可能造成重大的事故,是重要的安全构件,为此对其工艺性能及使用要求都比较高。该零件主要通过锻造成形获得,而国内生产此类锻件仍然存在加工余量大、成形不易充满及模具设计困难等问题,通过有限元数值模拟技术探索该类锻件的合理锻造方     

汽车转向节的锤上锻造

汽车转向节是汽车转向机构的主要零件,它工作条件恶劣,受力情况复杂,其寿命直接影响汽车的工作效率。该件一般均采用模锻的方法生产。转向节锻件(如图1所示),几何形状复杂,是典型的复杂件,锻造难度大,为保证锻件的质量达到产品标准,提高材料的利用率,应选用合理的锻造工艺和模具结构。     

工艺条件对径向锻造中圆坯端部的影响

针对径向锻造使圆坯锻件的端部受到拉缩而产生的内凹现象,利用有限元分析软件,对圆坯径向锻造的成形过程进行数值模拟,对引起端面内凹现象的主要因素进行定量分析,以便改进成形锻造的工艺条件,提高金属利用率及锻件心部的锻造质量。     

重型轴类锻件径向锻造工艺研究

根据当前重型轴类锻件在自由锻造中存在锻造精度低,锻造表面质量差,加工余量大,锻造火次多等问题,以支承辊锻件的拔长工序为例设计径向锻造工艺替代自由锻造,以减少拔长工序的锻造火次。再通过数值模拟验证径向锻造工艺应用的可行性,并确定了60 MN液压机配合使用径向锻造工具的锻造力和锻造直径等主要技术参数,为径向锻造工具的设计提供工艺数据。     

三维扫描和数值模拟在现代锻造企业的结合应用

通过三维扫描技术与锻造数值模拟技术相结合为公司产品提供数值分析、技术应用,提升产品质量,降低锻造产品的质量风险、质量成本及优化制造成本,在产品开发与制造等各个环节起到温故知新的作用,而且为锻件精细化、轻量化开发提供可靠的数字化分析。     

铝合金汽车差速器外壳等温锻造成型研究

基于汽车差速器外壳常规铸造成型及铸钢材料等生产现状,为了解决新型轻量化铝合金汽车差速器外壳外形复杂、锻压成型较难等问题,以某型7075铝合金汽车差速器外壳为研究对象,运用有限仿真软件Deform对其等温锻造成型进行数值仿真,并运用试验的方法验证仿真分析的准确性。数值仿真计算及试验验证表明:差速器外壳等温锻造过程中,坯料在运动上模锻压的作用下,逐渐成型为固定下模形状的差速器壳体锻件;等效应力最大值主要出现在差速器外壳形状复杂及突变过渡部位;在不同位置其抗拉强度及屈服强度不同,但是变化幅度较小;随着等温锻造温度增加,差速器外壳锻件抗拉强度及屈服强度都呈现先增加后减小的趋势,最佳等温锻造为425℃。该研究为差速器外壳等温锻造模具优化设计及寿命改善,轻量化铝合金差速器外壳生产应用提供了重要的参考。     

基于变形均匀性的锻造预成形优化系统集成

预成形优化设计在锻造工艺设计中得到了广泛的应用,锻件的变形均匀性是衡量锻件质量的一个重要指标,提高锻件的变形均匀性以提高锻件的综合质量。本文以提高锻件变形均匀性为优化设计目标,采用基于灵敏度分析的正向模拟优化法对锻造过程的预成形模具形状优化系统集成进行了研究,给出了目标函数、设计变量及其灵敏度的表达形式,解决了优化模拟过程中的网格再划分问题,给出了优化系统的流程图并编制了相应的程序,最后,给出了一个优化设计的数值算例,取得了较好的优化效果。     

汽车前轴精密辊锻成形过程的数值模拟

汽车前轴的精辊-模锻工艺是一种用小成形力锻造设备成形较大型前轴锻件的塑性加工技术,其工艺关键在于精密辊锻。前轴的精密辊锻分4个道次,是典型的局部成形工艺。辊锻工艺由于旋转的模具与辊锻件之间的接触区域在不断变化,一直以来成为数值模拟的难点。对4个道次的模具建立了模型,采用三维刚塑性有限元程序DEFORM-3D模拟了前轴精密辊锻工艺,分析了辊锻过程中金属变形的规律,研究了模具参数对成形质量的影响以及辊锻力矩的变化规律。模拟结果对于改进辊锻工艺设计、提高模具设计水平具有指导作用。     

径向锻造718镍铬合金的数值模拟

数值模拟对轧制、锻造及挤压：等体积成形过程的研究具有重要作用,我们模拟常用材料的成形过程是为了还原材料，并且找到可能的缺陷。在近来的研究课题中，几种变形材料如镍基合金引起了我们极大的兴趣,为了采用尽可能少的成形道次得到坯料形状,必须优化成形条件,由于径向锻造机不能过载，718合金的成形性能受到，限制。就径向锻造而论,该设备的工艺参数，例如温度、锤头速度、坯料进给速度、锻件旋转角度、锤头形状及摩擦等必须精确协调。变形过程的结果随设备工艺参数而变化，本文利用DEFORM 3D COGGING（tm）模拟718合金的径向锻造。坯料经过4道次从大约280mm的原始直径锻造成最终直径224mm。由于坯料在第一道次后弯曲,使得数值模拟很复杂。弯曲的原因主要由锤头、操作机与坯料的接触情况引起。于是，一些合适的参数如单元数、网格对称性、操作机的位置及移动距离需要精确设定。此外，还需要改变锤头的运动性能。在成形过程中，需要研究成形力、温度和金属流动。     

刚性粒子流法模拟自由锻造工艺的探索

基于网格的数值计算方法在处理自由锻造、冲压成形、高速碰撞、裂纹动态扩展等大塑性变形问题时,往往会因网格畸变和网格重构困难使得计算精度丢失甚至无法计算。针对该问题,基于连续介质力学理论和分子动力学基本原理,采用一种求解金属大塑性变形的数值模拟方法--刚性粒子流法,建立了刚性粒子流法的数学模型并探讨了初始粒子配置、粒子搜索算法、数值积分和边界条件等关键数值技术。将该方法应用到核电饼类锻件高温镦粗和大型核电封头终锻成形两个数值算例中,计算结果表明：模拟大塑性变形问题时,刚性粒子流法与实验结果能够较好地吻合,有效地解释了大型饼类锻件夹层裂纹和封头锻件层状撕裂的形成机制。研究结果为进一步采用该方法模拟变形更加复杂的自由锻造工艺提供了参考。     

Study on Modeling Technique and Internal Quality Control for Heavy Forgings

模拟技术是研究大型锻件控制锻造理论的有效方法,在缩短试验周期等方面具有无可比拟的优越性,为此研制了以高温云纹法为代表的物理和数值模拟技术。针对大型锻件中存在的质量问题,研究了内部缺陷的形成过程及影响因素,发现了变形体中存在剪切带、夹杂性裂纹聚合、损伤与修复等新现象,并对其规律进行了深入研究。制定了大型锻件锻造工艺规范,对提高产品质量起到了重要的作用。     

径向锻造工艺参数对锻透性的影响

将轴类锻件径向锻造过程的锤迹投影到单位圆柱面上,分析了径向压下率、轴向送进率等工艺参数应满足的约束条件,推导了判断径向锻造锻透性的经验三角形法则与锻造工艺参数的关系,分析了锻造工艺参数对锻透率的影响;为了验证经验法则的有效性,对轴类锻件径向锻造过程进行了数值模拟,以等效应变应大于临界值以及不出现轴向拉应力作为锻透性的判断准则,分析了工艺参数对锻透率的影响。经验准则计算结果与数值模拟结果的比较表明:采用经验准则能够有效地判断轴类锻件径向锻造过程中的锻透性,其结果偏于安全。     

锻件CAD及其在连杆精锻毛坯上的应用

本文叙述了锻件计算机辅助设计（锻件ＣＡＤ）的原理和运用该软件对汽车发动机连杆精锻毛坯进行了锻造工艺和模具设计，取得较好效果。该软件适用于所有锻件，对锻造工艺人员具有参考价值。     

汽车前轴热模锻工艺的研究与应用

汽车前轴是汽车上的重要保安件,其质量的好坏直接关系着汽车的安全性,以及行驶、转向的稳定性。前轴锻件毛坯的锻造工艺对于其内在质量（如抗疲劳性、刚性等）起着重要的作用。本文结合汽车前轴的锻造工艺特点,对目前前轴主要的热模锻工艺的方法进行分析比较,并对大型低地板前轴锻件的锻造的工艺特点进行了探讨,最后从前轴的选材、余热利用等方面对如何节能降耗提出一些看法。     

机械工业出版社期刊读者服务部推荐书目

正《锻压手册(修订本)第1卷锻造》(第3版)本卷共分9篇,其内容包括锻造的分类与锻造前的准备、自由锻造、锤上模锻、各种压力机上模锻和精密模锻、特种成形、回转成形、锻件的精整、热处理及质量控制、锻造环境保护及安全、锻造过程的数值模拟与优化及锻模的CAD/CAM等内容。16开精装本,定价178.00元。     

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基于数据模拟的锻造预成形优化设计系统集成

净形和近净形制造要求锻造成形设计不权要实现产品的形状，而且要实现材料，能耗，锻件质量等目标优化，仅仅依靠经验已不可能达到优化设计的要求，必须借助于数值模拟中包含的丰富的信息来指导设计，本文提出了基于数据模拟的锻造预成形优化设计系统框架，针对现有的设计和分析工具功能强大却相对独立的特点，提出了可实现预成殂优化设计的设计和分析工具集成的方法。     

中心楔块精锻工艺及数值模拟

在分析中心楔块锻造工艺的基础上，结合成形过程的数值模拟，优化精锻模具和工艺参数，解决了锻件表面质量和尺寸精度要求高的难点，成功开发出中心楔块精锻成形生产工艺。