金属液滴垂直搭接成形工艺研究

通过研究铝合金熔滴的垂直搭接过程中不同工艺参数下的对成形表面形貌和内部质量的影响规律。通过对单一金属液滴沉积行为研究,建立了垂直搭接沉积数值模型,并对多个熔融液滴垂直重叠形态的进化和温度变化过程进行分析和实验验证。实验表明：数值模拟与实验结果有良好的一致性,从而得到了最优参数。该研究对实现金属微液滴垂直搭接生产的有效过程控制至关重要,为制造复杂金属提供了技术支持和参考。     

基于金属液滴水平重叠沉积工艺对表面形貌和内部质量优化研究

在铝熔滴在铝基板上沉积、凝固过程中,研究了不同工艺参数下的对成形表面形貌和内部质量的影响规律。通过对单一金属液滴沉积行为研究,建立了横向搭接沉积数值模型,并对两个,三个,四个熔融液滴重叠形态的进化和温度变化过程进行分析和实验验证。实验表明：数值模拟与实验结果有良好的一致性,从而得到了最优参数。该研究对实现金属微液滴重叠沉积生产的有效过程控制至关重要,为液滴水平重叠沉积复杂金属提供了技术支持和参考。     

金属3D打印成形工艺研究

采用数值计算与实验分析相结合的方法,深入研究了单颗金属熔滴的沉积、铺展变化,验证了当前模型的正确性。通过对单颗金属熔滴沉积行为的研究,建立了单道横向/多层及三维实体零件搭接成形数值计算模型,探索了金属熔滴在小空间、大温度梯度环境下沉积成形中熔体流动、铺展、凝固成形机理,揭示了典型特征截面上搭接成形时,熔滴沉积中的主要特征因素与成形形貌、内部质量之间的影响规律,获得了最优的工艺窗口,为后续电力金具金属件的熔滴液流沉积成形提供了技术支持和参考依据。     

不同工艺参数对金属熔滴沉积成形影响

采用数值计算与试验分析相结合的方法,深入研究了不同工艺参数(沉积距离、扫描速度、熔体温度、基板温度、喷嘴直径等),单颗金属熔滴的沉积、铺展变化,验证了当前模型的正确性.通过对单颗金属熔滴沉积行为的研究,建立了单道/多道水平搭接成形数值计算模型,探索了金属熔滴在小空间、大温度梯度环境下沉积成形中熔体流动、铺展、凝固成形机理,结果表明,在典型特征截面上搭接成形时,通过优化工艺参数,可以获得熔滴沉积中的主要特征因素与成形形貌、内部质量之间的影响规律,为后续复杂金属件的熔滴液流沉积成形提供了技术支持和参考依据.     

304不锈钢扫描激光焊接的熔池流动行为及焊缝成形研究

针对304不锈钢扫描激光焊接过程中的熔池流动行为及焊缝成形进行了实验和模拟研究.在研究中,通过考虑了小孔效应的三维瞬态模型和高速摄像平台研究熔池的流动行为,结果表明:在焊接过程中,小孔会推动熔融金属垂直于焊接方向流动,当熔融金属撞击熔池侧壁时,存在溢出熔池的现象,当扫描频率过高时,还会产生熔池飞溅的缺陷.此外,对不同扫...     

金属增材制造研究现状与问题分析

介绍了目前金属增材制造的工艺技术状况,包括:粉末床熔融、能量直接沉积、薄片叠层制造、金属熔融三维直写、粘结剂喷射成形、液体金属挤出成形及激光+热丝复合工艺等。同时,提出并分析了金属增材制造面临的主要问题,如:制件质量缺陷,可能存在致密性不高、精度较低和粗糙度值较大、产生变形和裂纹等问题,在工艺过程中可能出现球化等造成工艺不稳定的问题;效率太低,成形一个零件动辄需要十小时以上;成本太高,原材料比铸造、锻压所用的原材料价格高出10倍以上,机器设备目前还很贵,成形效率低也导致成本升高。因此,必须研发全新的金属增材制造工艺,才能更好地推广应用金属增材制造技术。     

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。     

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.     

速度等高线法优化喷射成形棒坯的形状控制参数

提出并建立了喷射成形棒坯的沉积速度等高线模型,利用计算机数值模拟技术计算了喷射成形空间质量流率分布,找到了沉积器的最佳位置zm与最佳回缩速度v的关系,分析了不同空间位置对沉积坯端面的影响.采用二维坐标跟踪计算了沉积坯的形貌,计算的结果与实际喷射成形铝硅合金棒坯进行了比较,实验结果与预测得到了较好的吻合.     

QAl9-4铜合金表面电火花沉积试验研究

在QAl9-4铜合金上进行了同种金属沉积试验,研究了电火花沉积铜及铜合金的技术特点。结果表明,利用电火花沉积技术可以实现铜合金的大厚度沉积,获得了厚度达1.67 mm的沉积层;沉积层连续均匀,由大量近纳米尺寸的柱状晶组成,与基体呈冶金结合;沉积效率和电极损失率都随沉积功率的提高呈近似线性增大趋势;沉积率随沉积功率的增大呈现先增大,再保持,后降低的趋势;电极材料的物质过渡由电火花放电飞溅、熔化材料离心飞溅、熔融熔化材料摩擦涂覆组成。     

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。     

变截面轴冷挤压成形数值模拟

借助于数值模拟技术,研究了变截面轴冷挤压成形过程,分析了零件不同部位金属流动填充特点及凸模载荷,并对零件成形过程的缺陷进行了预测.结果表明:金属流动顺利,没有成形缺陷.冷挤压工艺是合理可行的.     

基于板料冲压的压边力拉深成形数值模拟分析

压边力是板料拉延成形过程的重要工艺参数之一,合理控制压边力的大小,可避免成形件起皱或破裂等缺陷.建立了三角冲压件的有限元模型,利用DYNAFORM软件,采用数值模拟的方法研究了三角形冲压件拉深时,压边力随时间及位置变化对成形性能的影响.分析结果表明,通过控制拉深过程压边力值的大小和分布,能有效地控制金属的流动,提高板材的成形性能.     

摇臂等温精密成形工艺数值模拟及实验研究

摇臂在实际开式锻造生产过程中容易出现裂纹,并且材料的利用率低于50%。通过对摇臂三维几何模型的建立,提出了等温精密成形工艺方案,结合摇臂的形状特点,设置一定的工艺补充部分。利用有限元数值模拟软件DEFORM-3D,分析预锻件对终成形效果的影响,研究了优化后的预锻件终成形过程局部速度场及可能产生的缺陷。通过数值分析和实验,得出合理的预锻件,使成形中出现的充不满、金属折叠等问题得到解决。锻件本体流线分布合理,内部组织均匀,没有出现裂纹缺陷,并能够预测裂纹产生的趋势,材料利用率可提高到95%。     

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。     

气压式熔融沉积快速成形系统

介绍了快速成形制造技术中熔融沉积造型的基本原理及其工艺特点，对气压式熔融沉积快速成形系统的基本结构、加工工艺等做了进一步的说明，详细阐述了系统的各项工艺参数对成形精度的影响，并通过工艺实验验证了从理论角度得出的各项参数之间关系。结果表明，以气压力为挤压动力有效可行，系统工艺简单，成形材料选择范围广泛，不仅可完成传统FDM的快速设计任务，还可完成制造人工生物活性骨的模型加工。     

金属波纹管内旋压增量成形过程材料变形特性研究

将增量成形技术与管旋压成形工艺相结合,进行金属波纹管内旋压增量成形。为了获得成形区域材料的变化规律,建立基于ABAQUS/Explicit的金属波纹管内旋压增量成形有限元模型,分析了成形过程中材料的厚度减薄和扭转变化特点。搭建了管内旋压增量成形实验平台,进行增量成形金属波纹管实验,沿厚度方向测量管件成形区域管壁厚度变化分布,对获得的厚度变化进行数据分析,验证有限元数值模型和理论计算结果的正确性,并通过重复进行增量成形多个波纹实验,验证了成形工艺的可靠性。通过分析管壁变形区材料表面微观组织变化规律表明:圆弧过渡区和斜面拉伸区材料的塑性应变大,在该区域管壁容易发生过度减薄和断裂,从而影响成形质量和精度。     

止推轴承毛坯锻造成形工艺数值模拟研究

通过数值模拟技术研究了止退轴承毛坯件锻造成形工艺。采用点示踪法分析了金属分流流动情况,预测了毛坯件成形缺陷并优化了模具结构。结果表明:与坯料接触平面凸模一处斜度为2°,凹模一处倒角为2mm时,成形过程中金属塑性流动顺利,金属分流及流动较好,无锻造成形缺陷,成形工艺方案合理可行。     

超越离合器滑座冷挤压成形工艺数值模拟研究

在分析超越离合器滑座结构特点及传统加工工艺缺陷的基础上,提出了一种新型的冷挤压成形工艺。基于数值模拟方法,应用DEFORM-3D软件模拟了零件成形过程中的坯料变形、金属流动、等效应力场及成形载荷情况。结果表明,新型成形工艺的坯料形变、金属流动及成形载荷情况均较合理。根据模拟条件进行了挤压成形试验,获得了质量合格的制件,进一步验证了成形工艺的可行性。     

金属熔滴连续沉积、凝固重叠工艺及实验验证

金属熔滴均匀连续沉积是一种新型的3D打印技术和快速原型(RP)技术。本文系统研究了铝熔滴连续沉积到基板表面的瞬态传热传质现象,沉积机理主要包括金属熔体的毛细现象及固液界面的传热、凝固、搭接和重熔。采用VOF方法对连续沉积的金属熔滴在水平固定铝基板表面沉积进行3D建模。针对凝固传热过程中不同参数下熔滴在铝基板表面沉积、凝固进行了研究,通过数值计算与实验验证,各种工艺参数的影响,如喷射速度、基板温度、熔滴直径与碰撞最大铺展因子的影响,显示了很好的一致性。基于上述研究,成形形貌和内部微观结构之间的定量关系进一步验证了金属熔滴连续沉积、凝固重叠工艺的可行性。此工艺为金属微沉积制造实施有效的过程控制提供指导。