新能源汽车4032铝合金涡旋件背压成形数值模拟与实验研究

目的 探究新能源汽车空调压缩机涡旋盘静盘成形技术及成形过程,解决新型涡旋盘外圈充填不满的缺陷问题。方法 采用背压挤压与闭式挤压结合的工艺方案,利用有限元技术对成形过程进行数值模拟分析,然后结合物理实验对工艺可行性进行验证。结果 获得了成形过程中金属流动规律、载荷变化曲线、应力应变分布和实际成形样件,并将终锻过程分为3个阶段：第1阶段主要是成形涡旋基底;行程到达30%时进入第2阶段,第2阶段成形外圈和涡旋部分,外圈金属流动较涡旋部分金属流动更快,外圈成形完整;行程到达84%时进入第3阶段,成形涡旋的中间部分。终锻过程中,涡旋根部由于形变量较大,存在应力集中现象。终锻快结束时,外圈已经充满,顶部应力增大。结论 成形中预锻的外圈保证了金属的充填,成形完整,成形工艺可行,“两步法”成形可以获得质量良好的涡旋盘。     

行星齿轮冷闭塞式锻造工艺数值模拟和试验研究

针对行星齿轮,研究了基于液压模架的行星齿轮冷闭塞式锻造工艺。应用Deform-3D软件对闭塞式锻造过程进行数值模拟,分析了该工艺的成形效果和载荷情况;引入分流型腔结构,降低了成形载荷。试验验证了该工艺的合理可行性。     

差速器行星齿轮闭塞锻造成形工艺优化

运用DEFORM-3D软件对差速器行星齿轮的闭塞锻造成形过程进行有限元模拟，将其过程可视化，对成形中可能产生的缺陷进行预测，以降低工艺试验成本；通过分析模拟结果，为模具的选材、结构的优化提供依据。     

铝合金汽车顶盖充液成形的数值模拟

目的研究铝合金汽车顶盖拉延工序的充液成形工艺。方法基于有限元分析软件Dynaform,利用带局部刚性凹模整形的被动式充液成形工艺,通过建立有限元分析模型,优化成形过程中的关键工艺参数,分析变形规律并进行质量控制。结果成形过程中的液室压力加载路径、压边力、拉延筋,以及坯料形状等工艺参数对成形影响较大。液室压力不宜过早加载。液室压力过大或压边力过小不利于顶部产生充分塑性变形。压边力过大极易造成顶盖圆角处的破裂。结论该成形工艺可行,且数值模拟的准确性及适用性较高,采用该成形工艺可得到表面质量良好,未出现起皱、破裂缺陷的合格零件。     

等速万向节星形套闭塞式精锻成形工艺研究

目的研究等速万向节星形套的精密成形方法,提高其材料利用率。方法基于对冷态闭塞式精锻工艺的理论研究,根据星形套的零件结构,选择确定了其工艺流程,并利用有限元分析软件对其进行了一次性冷精锻成形的数值模拟。结果通过有限元分析,得到了成形过程中的应力应变分布、材料流动趋势及载荷变化情况等。结论根据工艺分析及模拟结果,进行了相关试验,并得到了满足尺寸要求的精锻件,提高了生产效率和材料利用率,对实际生产具有一定的指导作用。     

离合器盘毂闭塞精密成形工艺研究

运用数值模拟技术和闭塞成形工艺对零件进行了变形规律的研究与分析。通过理论研究与实践证明,采用闭塞成形技术完全可以实现零件的精密径向挤压成形。在成形过程中工件流动性好,挤压力低,尺寸精度高,产品质量好,同时生产效率也大大提高。与传统方法相比具有显著的技术优势和制造成本优势。     

星形套冷态闭塞式精锻成形分析

目的提出星形套冷精锻成形工艺优化方案,提高模具使用寿命,对生产操作进行规范。方法分析零件结构,确定了合理的分模面;运用数值模拟方法,选取不同的冲头进给速度和冲头形状,对星形套冷精锻成形过程进行了模拟分析。结果获得了冷精锻成形过程中冲头进给速度和冲头形状对温度场、应力场、金属速度场、工作载荷和模具寿命的影响。结论通过分析冲头进给速度和冲头形状对星形套成形的影响,并对其进行控制和优化,得出了最优工艺参数区间,为实际生产提供了参考依据和理论指导。     

柴油机铝合金活塞铸造工艺数值模拟研究

目的优化柴油机铝合金活塞的砂型重力铸造工艺。方法采用MAGMASOFT铸造仿真软件对ZL109铝合金活塞铸造工艺进行了仿真预测,分析了铸件充型凝固过程的速度场和温度场,并预测了缩孔、缩松等铸造缺陷,在此基础上优化了浇注系统和铸造工艺参数。结果铸件充型过程中内浇道金属液流速最高,液面沿铸件外壁平稳上升,整体充型过程平稳有序,铸件整体温度分布为从下到上依次降低;凝固过程铸件自下而上顺序凝固,但冒口部分凝固速度过快,导致铸件顶部和右上部出现缩松、缩孔缺陷;通过增设冒口、降低浇注速度等工艺措施后,实现了铸件的顺序凝固,补缩效果明显,铸件可能发生缩孔、缩松缺陷的位置已由顶部转至顶冒口和侧冒口等区域。结论利用铸造仿真软件预测铸件工艺上的缺陷,对铸造工艺进行优化及改进,能有效预防铸件缺陷的产生,提高铸件的工艺出品率,降低生产成本。     

板料渐进成形数值模拟与实验研究

为提高渐进成形的成形效率和成形质量,了解板料渐进成形的变形规律及工艺参数对成形的影响,采用有限元方法对板料渐进成形过程进行了数值模拟研究,分析了斜壁盒形件渐进成形过程应力分布和厚度变化趋势,通过对不同进给量和不同成形路径进行数值模拟,分析了工艺参数对成形的影响.结果表明,斜壁盒形件最大应力和最大厚度减薄发生在底面拐角处;成形过程中工具头运动轨迹应尽量采用走螺旋线的方式,可以提高成形件的成形能力和成形质量.渐进成形实验表明,数值模拟结果与实验结果基本吻合.     

气动控制单元支架背压成形工艺研究及数值模拟分析

目的背压成形工艺是一种能够控制材料塑性流动的流动控制技术,研究背压工艺在气动控制单元支架零件成形中的可行性。方法针对支架零件特殊结构设计工艺方案,结合有限元数值模拟技术,利用DEFORM-3D软件,模拟分析了支架零件的背压成形过程,获得了成形过程中的等效应力分布状态及成形载荷的变化情况。结果通过模拟结果及工艺试验结果显示,零件下端薄壁状支脚充填效果较好,两端高度一致,端面平整。结论验证了背压工艺在支架零件成形中的可行性。     

高纯铝多向锻造大塑性变形过程的数值模拟及实验研究

采用多向锻造的方法研究室温下锻造道次对高纯铝组织的影响,并用三维DEFORM软件对实验过程进行模拟。结果表明:经3次多向锻造后,高纯铝试样横截面上形成1个X形的细晶区及4个粗晶区,随锻造道次增至9,细晶区的面积不断扩大,粗晶区的面积不断缩小,但细晶区与粗晶区的晶粒尺寸差异并未消除。当高纯铝试样心部的等效应变量达到2.5时,心部再结晶晶粒尺寸达到70μm,继续增加心部的等效应变至6.0,心部的晶粒不再随等效应变量的增加而细化,达到晶粒细化的极限。而当试样边部难变形区和自由变形区的等效应变量增至4.0时,其再结晶晶粒仍随等效应变量的增加而细化,未达到晶粒细化极限。这表明局部等效应变量及局部变形方式均是影响高纯铝晶粒细化的重要因素。     

隧道掘进机滚刀刀圈模锻成形工艺的模拟与实验研究

目的 提出锤上模锻的成形工艺,进行滚刀刀圈的制造,以改善和提高隧道掘进机（Tunnel Boring Machine,TBM）滚刀刀圈的模锻成形质量。方法 基于TMB滚刀刀圈的结构及特征,制定滚刀刀圈的模锻成形工艺,建立锤上模锻和液压机模锻成形的数值模拟模型,通过数值模拟分析对比2种工艺下滚刀刀圈的成形质量和温度场、模具应力等各场变量。基于数值模拟结果,采用锤上模锻的工艺进行刀圈成形实验研究,对比分析实验和数值模拟过程中的打击次数、锻件外观及尺寸、截面流线、飞边长度等特征。结果 数值模拟结果表明,采用液压机模锻成形的刀圈内部及刃部流线易出现折叠缺陷,模锻结束后锻件温降严重且模具应力较大;而采用锤上模锻成形的刀圈刃部流线分布合理,内部成形均匀性较好,模锻结束后锻件温度为992～1 170℃,成形模具应力为1 348 MPa,小于液压机模锻的模具应力,满足模具强度要求。锤上模锻成形实验结果表明,成形实验和数值模拟的打击次数较为吻合,成形外观一致,刀圈截面流线分布相似,没有明显的尺寸误差和飞边长度误差。结论 采用锤上模锻成形工艺成形滚刀刀圈具有较高的工艺可行性和较好的成形质量。     

丁字臂锻件工艺改进数值模拟

以丁字臂锻件为研究对象,分析其工艺性,基于DEFORM有限元数值模拟软件进行有限元仿真,找出丁字臂成形存在的问题,改进传统工艺方案,优化毛坯.由模拟结果知,只用平砧拔长杆部,拍扁大头部的方案不能得到满意的结果,而在平砧拔长拍扁后增加一道用胎膜拔长中间部分的工序可以获得很好的模拟结果.     

模锻过程模拟及锻模优化设计与研究

本文采用上限元法通过对模锻过程的模拟和研究提出了依据金属塑性成形理论设计最佳锻模参数的方法。解决了锻模设计必须多次试验和不能进行最优化设计的问题,减小了锻造力,提高了材料利用率.实验室验证和生产验证表明了理论结果的正确性和锻模优化设计方法的可行性、优越性和良好的应用前景。     

TA15 支座梁模锻工艺优化

目的研究TA15支座梁锻件荒形减料及模具增设聚料仓的可行性。方法根据支座梁锻件的结构特点,并结合现模锻生产工艺,确定了减料后的荒形尺寸及模具上聚料仓的设置位置和尺寸,然后利用有限元软件对优化前后的成形过程进行了数值模拟分析,验证了优化方案的合理性。结果优化后的模锻成形载荷小于优化前的模锻成形载荷,且优化后锻件U型结构内多余材料的流动趋势较优化前也发生了较大改变。结论通过减料及设置聚料仓,支座梁模锻件不但更易打靠充满,成形火次减少,而且由于模压中间坯机加工难度及机加工周期均有所下降,锻件的交付周期也相应有效缩短。     

低压铸造铝合金轮毂模具热变形的数值模拟

目的 针对模具高温变形影响低压铸造铝合金轮毂尺寸精度的问题,通过数值模拟和实验相结合的方式,揭示低压铸造过程中模具的变形规律。方法 建立了低压铸造过程中描述模具热力学行为的数学模型以及铸造多循环计算方法,进行了轮毂低压铸造实时蓝光扫描验证,通过模拟与实验结果的对比验证,研究了轮毂低压铸造过程中的模具温度、应力及变形规律。结果 模拟与实测温度对比结果表明,两者变化趋势基本一致,侧模和下模在开模时刻的最高温度分别为486 ℃和512 ℃。侧模的模拟与实测温度峰值的相对误差为2%,下模模拟与实测温度最大相差23 ℃。变形模拟与实时扫描结果均表明,侧模热变形呈曲率减小趋势,按变形大小划分,侧模型腔表面存在小变形(−0.04~0.16 mm)、过渡(0.16~0.48 mm)和大变形(0.48~ 0.89 mm)3个变形区域,侧模变形的模拟精度约80%;下模平面沿轮毂轴向下沉0.4 mm,变形模拟精度约75%。结论 所建立的热变形模拟方法可以较好地计算铝合金铸造模具热变形,阐明铝轮毂低压铸造模具变形规律,为后续模具反变形设计、提高轮毂尺寸精度提供研究基础。     

曲轴模锻成形工艺分析及模具优化

采用有限元方法对曲轴锻造成形工艺过程进行数值模拟,主要分析不同的飞边槽结构对曲轴预锻成形中坯料的充填情况及成形载荷的影响。根据模拟结果可知,在飞边槽桥部合理增设阻力沟或阻力墙,将对曲轴平衡块的充填性有很大程度的改善,并优化了毛坯尺寸。