气门毛坯局部镦挤终锻成形工艺研究

根据气门毛坯楔横轧-模锻成形工艺中楔横轧和终锻工艺特点及要求,设计了不同初始直径的预成形坯料,运用DEFORM-2D软件对其终锻时的局部镦挤成形过程进行数值模拟,获得了终锻成形中头部金属将同时产生径向和轴向流动、轴向流动导致杆部增长以及工件内变形分布等规律,根据杆部增长量与预成形毛坯形状尺寸及成形条件的关系,确立了预成形毛坯的设计原则,采用终成形实验验证了预成形毛坯设计的正确性.实验表明,楔横轧-模锻工艺能获得高组织性能的气门毛坯.     

轮毂轴管终锻成形模具设计技术

根据某规格汽车轮彀轴管零件的形状尺寸特点,设计了预锻毛坯和终锻成形方案,并对成形方案进行了工艺和模拟分析.模拟结果显示,金属变形仅局限于端部,金属能正确成形锻件形状,杆部不再发生变形,其内孔的斜面形状保持不变,冲头的长度可适当减短.设计了终锻成形模具,模具采用楔块结构,使凹模能左右开启,从而使锻件脱模容易.该模具结构使锻件的外形略去拔模斜度,材料利用率提高约12.5％.该成形方案合理可行,对生产有一定的指导意义.     

异形法兰盘预锻成形研究

花键轴锻件带有3个凸耳且法兰盘厚度很薄。根据其特点,采用理论分析和有限元模拟的方法设计了合理的预锻件。预锻件的法兰上下两面成楔形,预锻时具有聚料作用(在凸耳部位聚集较多的金属)。预锻模设计为半闭型,这样能使预锻件准确地放到终锻模腔内。对预锻和终锻成形过程进行了数值模拟,结果证明模锻工艺是可行的。最后,通过工艺实验得到了合格锻件。设计的带有楔形法兰的预锻件不仅解决了预锻聚料问题,而且也有利于终锻成形。     

高筋薄腹板类锻件三维预成形设计及优化

高筋薄腹板类锻件通常具有较大的尺寸和较复杂的内腔,需要在锻造成形过程中进行合理的预成形设计。提出了一种三维预成形设计方法,以一个典型的高筋薄腹板类锻件为例,根据静电场与锻造速度场分布的相似性,用静电场等势面模拟获得其预锻形状;然后利用Deform-3D进行锻造模拟,对预锻形状进行验证和评估;最后通过构建神经网络,建立了毛坯尺寸、等势面电势值和等效应变差值、锻件填充率的映射关系,并结合遗传算法搜索最优解,实现了毛坯和预锻件的联合优化设计。结果表明,本方法可以快速而准确地设计出预成形件,可靠性较高。     

奔驰重卡转向节挤压锻造复合工艺的有限元分析

奔驰重型卡车的转向节挤压锻造工艺，分为镦粗、挤压、预锻和终锻4个工步。针对汽车转向节的挤压锻造进行的有限元分析。模拟软件采用Deform 3D，锻件采用刚塑性材料模型，成形过程看作为等温成形。报告给出了毛坯形状和尺寸、锻件形状变化，成形等效应变分布以及载荷——行程曲线等。实验表明，模拟结果和实际成形过程吻合良好。     

花键轴法兰盘模锻成形技术

根据花键轴法兰盘锻件的外形结构特点,采用理论分析和有限元模拟相结合的方法,制定了3步模锻成形工艺。法兰3个凸耳部位需要较多的金属,利用楔形模面的聚料作用,预锻工步在3个耳部聚集了较多的金属,使终锻变形成为可能。在法兰中部凸台部位设置余料腔,可有效降低终锻成形力。通过数值模拟,证明模锻工艺的可行性。通过工艺实验,得到合格锻件。设计的带有楔形法兰的预锻件,不仅可解决预锻聚料问题,而且有利于终锻成形。     

航空用ZK61M镁合金锻件成形工艺模拟及试验验证

基于Deform对某航天器X部件毛坯成形过程进行模拟分析,结果表明不同预锻毛坯形状对最终产品成形性有着很大影响,另外通过模拟可以预判锻件易产生裂纹等风险部位。最终依据模拟工艺确定了预锻毛坯形状,并成功实现了模锻生产,产品尺寸以及各项性能均满足技术要求。     

大变形法兰轴镦锻成形技术研究

分析了某型号法兰轴的形状尺寸特点,制定了预锻、终锻两步成形工艺方案.分析了法兰及相邻台阶轴镦粗过程及金属流动规律,并给出了解决毛坯稳定性和正确成形台阶轴的措施.正确设计了预锻毛坯；预锻时法兰两端的圆锥面可有效阻止材料向外流出及提高材料的塑性,并且在终锻时使法兰容易成形.     

中空气门毛坯的终锻过程研究

对中空气门楔横轧-模锻成形工艺中的终锻成形过程进行研究。根据管坯轧制成形和气门终锻工艺的要求,设计不同初始尺寸的中空气门毛坯,借助有限元软件Deform-2D对其在不同成形条件下的终锻过程进行模拟。模拟结果表明:终锻成形过程中毛坯头部金属主要沿径向流动并伴有少许轴向流动;金属轴向流动将使得毛坯头部材料减少,可能导致模具型腔充填不满,需要对头部进行适当的体积补偿;摩擦系数对杆部伸长量影响可以忽略。依据中空气门毛坯形状尺寸及成形条件的关系,获得了合理的毛坯形状尺寸,借助试验验证模拟结果的可靠性。试验结果表明,采用楔横轧-模锻工艺成形的中空气门产品具有良好内部流线,且组织性能高。     

末端法兰热锻成形的数值模拟及工艺优化

针对末端法兰一次终锻成形出现的折叠缺陷问题,分析缺陷形成的原因,并基于Deform-3D有限元分析软件模拟末端法兰成形过程,结合正交试验优化工艺参数,提出制坯、预锻、终锻3步成形方法,调整坯料尺寸、摩擦系数、下压速度及终锻飞边厚度,有效地减小了锻件下模边缘、中孔和凸台的折叠角度,降低了开裂风险,最终锻出合格锻件。试验结果表明:当工艺参数满足坯料直径Φ50 mm、长190 mm、摩擦系数0.25、下压速度60 mm·s-1、预锻飞边4 mm、终锻飞边3.8 mm,并采用制坯-预锻-终锻3步成形方案时,锻件质量较优。通过实际生产验证了数值模拟结果的准确性和可靠性,获得了符合要求的产品。     

约束分流精锻成形直齿圆柱齿轮

基于约束分流原理,以某厂生产的减速小齿轮为例,采用数值模拟和物理试验相结合的方法,对直齿圆柱齿轮精锻成形工艺进行了深入研究。通过分析小芯棒约束分流和凸缘分流两种方案下坯料孔径的大小对直齿圆柱齿轮成形过程的影响,确定出可以改善充填性与降低工作载荷的最佳工艺方案:浮动凹模下坯料尺寸为直径38 mm、孔径16 mm、高度27.3 mm的小芯棒约束分流与固定凹模下坯料尺寸为直径38 mm、孔径18 mm、高度25.5 mm的凸缘分流。由小芯棒约束分流浮动凹模形式下的力-行程曲线可知,试验结果与有限元数值模拟结果能很好地吻合。     

高速磁浮车辆摇枕锻件优化的数值模拟与实验研究

高速磁浮车辆的摇枕形状复杂,在列车高速运行(500km.h-1)中承受强烈的振动和交变载荷,若坯料设计不合理,在锻造过程中经常会产生缺料、折叠等缺陷。本文提出利用计算机仿真优化坯料形状的方法,通过De-form-3D软件对摇枕锻造过程进行数值模拟。再对模拟结果反复分析,克服了由于金属流动不合理而产生的缺陷。逐步优化坯料的形状,并结合数值模拟中出现的体积损失等问题,进行实验对比,最终成形出合格锻件。锻件计算结果与实验基本一致,该方法可用于复杂锻件预制坯料的优化设计。     

机匣体多向模锻的热力耦合数值模拟

机匣体是枪械上的一个关键零件,其质量对枪械的整体性能有着非常重要的影响.机匣体的材料为LC4超硬铝合金,该合金的塑性差,变形流动阻力大,且具有速度敏感性.对机匣体锻件的结构特点及相对尺寸关系进行了分析,指出多向模锻是成形该锻件的优选工艺方案.制定了多向模锻工艺方案,设计了辊锻毛坯和多向模锻模具,并采用DEFORM-3D对终锻成形过程进行了数值模拟,分析了变形过程及温度场的变化规律.根据模拟结果进行了工艺试验,最后得到了合格的样件.证明了采用该工艺方案可以很好地保证成形温度,提高材料塑性,解决其成形困难的问题,同时也证明数值模拟的正确性.     

芯轴交换对直齿圆柱齿轮精锻成形的影响

为了降低直齿圆柱齿轮精锻成形载荷并防止终锻载荷急剧上升,在分析了圆柱体镦粗接触面上的压力分布规律的基础上,提出了芯轴交换技术,使坯料在镦挤时始终有自由流动的空间,并设计了实验模具和实验方案,通过Deform-3D对芯轴交换的模拟和实验研究,证明了芯轴交换技术在直齿圆柱齿轮精锻成形中对降低成形载荷的有效性.     

基于正交试验的某齿轮轴工艺参数优化

齿轮轴成形属于精密成形过程,其预制坯形状对终锻成形质量有至关重要的影响。本文以影响预制坯成形过程中的4个工艺参数——凸模速度、摩擦因数、预锻凸模拐角斜度、预锻凹模斜度为设计变量,终锻成形载荷与坯料充填情况为目标函数,利用正交试验,选用了4因素3水平进行试验方案设计,利用Deform-3d软件分别模拟分析了各个不同试验方案,得到了最佳工艺参数组合,并通过模拟验证该优化方案的正确性。试验结果对生产实际具有一定指导意义。     

半轴套管锻造折迭问题的有限元模拟研究

采用商用有限元软件DEFORM3D对半轴套管胎模锻成形过程进行了计算机模拟。再现了半轴套管锻造成形中折迭产生的全过程，分析半轴套管成形过程的应力场和速度场分布，模拟结果表明，半轴套管在成形过程中首先产生失稳弯曲，随后在芯轴的作用下两股金属汇合而形成折迭。为解决该问题，采用带有凸起的凸模，并适当加大圆角，利用模具形状的限制，来避免坯料产生失稳弯曲，从而可以有效的防止半轴套管成形过程中折迭的形成。     

环形毛坯模锻成形过程的实验研究

选择了两种典型的环形零件，利用上限单元法数值模拟得到优化的初始毛坯尺寸．重点对其模锻变形过程进行分析实验研究，以此来验证：数值模拟得到的金属流动过程是否正确；数值模拟程序优化出的初始毛坯尺寸是否合理；实验所得的变形力与模拟程序所计算出的变形力的吻合程度。通过对比认定：实验结果与模拟结果基本吻合，证实了数值模拟方法在环形件模锻成形过程分析中的可靠性和准确性。     

前挡板支架弯曲翻边成形模拟及模具设计简

结合前挡板支架形状特点及工艺分析，设计了凸凹模结构，并基于DYNAFORM软件反求得到准确的坯料尺寸，通过对坯料的弯曲翻边仿真模拟，预测了成形中易出现的拉裂、起皱、回弹等缺陷，据此优化了工艺参数，改进了凸凹模结构。最后采用CATIA软件设计了前挡板支架弯曲翻边整体模具，实践证明，该模具能生产出良好制件。     

多台阶轴头短流程冷精锻成形工艺

针对某型号多台阶轴头形状尺寸及冷精锻工艺特点,采取挤压、镦粗、缩径等不同工艺在工序内结合应用的方法,制定了多台阶轴头短流程冷精锻成形工艺。通过数值模拟和实验研究相结合的方法,对所制定的工艺进行分析研究,最终获得了两道工序成形8个台阶尺寸的多台阶轴头短流程冷精锻成形工艺,并在实验过程中采用了高分子润滑剂,进一步缩短了从下料到最终成形的整个工艺流程。结果表明:通过合理分配各工序变形量、工序内多种冷锻工艺结合应用的方法,可有效减少台阶轴冷精锻成形工序总数,实现在普通压力机上的高效率生产;Deform-3D模拟软件对工艺的模拟结果与实验结果相一致,说明有限元模拟对成形效果、压力大小的预测是可行的。     

摩托车连杆粉末热锻工艺及模具设计

采用粉末热锻方法生产摩托车发动机连杆 ,通过开式模锻实验 ,确定了合理的粉末压制坯形状和尺寸 ,给出了闭式模锻摩托车连杆的锻造工艺 ,并设计了在摩擦压力机上成形热锻粉末烧结预制坯的闭式模具