Ti–6Al–4V钛合金筋板类吊挂锻造成形工艺优化及模具磨损研究

目的 改善Ti–6Al–4V筋板类吊挂锻件成形缺陷,降低模具磨损。方法 通过对原始工艺中存在的折叠、充填不满等缺陷进行分析,揭示局部飞边高度对锻件充填的影响,进而优化终锻模具局部飞边高度;通过增加预锻件筋条等几何特征,对预锻模具结构进行优化设计,并分析塑性变形时筋条区域金属材料的流动情况。结合BP神经网络技术,分析锻造工艺参数对终锻模具磨损的影响,并对工艺参数组合进行优化设计。结果 基于局部飞边高度对锻件充填效果的影响规律,确定最佳局部飞边高度为4mm;通过增加预锻筋条优化预锻件结构,从而有效避免折叠缺陷;将BP神经网络技术与数值模拟结合,得到了最优工艺参数组合,有效降低了锻造模具的磨损量。结论 通过实际锻造生产试验对模拟分析结果进行了验证,固化了最佳模具结构与工艺参数组合,获得了变形均匀且无工艺缺陷的钛合金发动机吊挂锻件。     

航空锻件常见表观缺陷及其控制研究

目的 揭示服役寿命长、工况苛刻、锻造成本高、质量控制难度大的航空结构件与发动机盘件用钛合金、高温合金等锻件外观缺陷的产生原因及控制措施。方法 按照航空锻件锻造流程(开坯、制坯、模锻和锻后热处理),分别研究裂纹、折叠、错移等锻造缺陷产生的原因。结果 航空锻件产生表观质量缺陷的原因一般由工艺设计不合理、锻造操作不当、工装设备保障不到位等导致,需结合锻件材料、形状、变形过程等采取对应措施进行优化解决。结论 对航空锻件缺陷产生原因进行了研究,给出了行之有效的解决措施,对于航空锻件质量的提高,尤其是新材料、大尺寸、复杂结构的航空锻件研制具有重要的工程指导意义。     

数值模拟在枪机框锻件生产中质量控制的应用

为了提高某机械产品质量、尺寸稳定性,通过对枪机框锻件成形过程的分析和研究,对改进后的锻件状态采用Deform 3D有限元模拟软件进行数值模拟成形分析,确定锻件成形的最佳材料规格大小,预测锻件是否产生缺陷,为生产中质量过程控制与合格率提供指导。     

数值模拟技术及其在塑性成形缺陷预测中的应用

介绍了数值模拟技术的研究进展、优势以及其在材料塑性成形缺陷预测中的应用,分析了数值模拟技术对表面折叠、起皱、裂纹、填充不足等缺陷的预测结果,并指出了缺陷预防措施,展望了数值模拟技术在材料塑性成形缺陷预测中的发展趋势。随着数值模拟技术的快速发展,其必将成为塑性成形缺陷预测中高效实用的预测方法。     

耳轴锻件缺肉缺陷原因分析及解决措施

对耳轴锻件缺肉缺陷采取了解决措施,改进了耳轴锻件的过程控制,减少了锻件出现的氧化皮、折叠和错移等缺陷,提高了锻件质量、锻造效率和锻模使用寿命。     

连杆断裂失效分析及锻造折叠缺陷控制研究

目的 确定连杆断裂失效模式、机理和原因,找到有效预防连杆锻造缺陷的措施。方法 针对连杆断裂失效问题,在对连杆合格件和故障件进行符合性对比试验分析的基础上,对故障件进行断裂失效模式、机理和原因分析,并对连杆锻造折叠缺陷产生类型、机理、原因、条件和时段进行分析。结果 只有在连杆制坯坯料形状与尺寸不合理、制坯坯料在预锻模膛中位置不合理、预锻形状与尺寸不合理、预锻成形打击力或变形速度不合理、终锻形状与尺寸不合理、锻模导向功能失效等多种极端不利因素同时存在的条件下,才具有产生复合型锻造折叠缺陷的可能性。结论 通过连杆锻造过程控制和锻造首锻控制,可有效预防锻造折叠缺陷产生,满足锻件高优质性、高可靠性和高有效性要求。     

阀盖模锻成形模拟分析与试验验证

目的 某型号不锈钢阀盖是一种典型的长肋条内空型零件,在模锻制造过程中,阀盖锻件容易出现不同程度的折叠和裂纹缺陷,亟需改进成形工艺以提升合格率.方法 采用有限元方法分析坯料在制坯/预锻/终锻全流程的金属流动规律和终锻件成形质量,得到最佳成形工艺方案.结果 方坯在后续成形时易产生横向流动,且局部充型不饱满;六边型坯在预成形和终成形时流动均匀、横向流动小,且有效抑制了充型不饱满缺陷;预制坯在过渡区长度过短,产生了折叠缺陷;采用六边形坯料和增加过渡区长度可以获得无缺陷阀体锻件.结论 采用新工艺制备的阀盖锻件合格率达到了100％,通过全流程工艺分析,能够得到金属流线规律,进而优化模锻成形方案,改善成形质量.     

轨道交通用减震器座锻造成形工艺改进

目的针对原有锻造工艺在终锻时易出现折叠和材料利用率较低的问题,改进锻造成形工艺,消除缺陷并提高材料利用率。方法以某型号轨道交通用减震器座为研究对象,对减震器座进行工艺分析、计算和有限元模拟。在原有工艺上增加拍扁工步,并设计了两种一模两件式的锻造工艺。对改进后的工艺方案进行有限元数值模拟,对比两种方案的金属流动、载荷、应力应变的分布情况。结果改进后的成形方案在避免折叠缺陷的前提下,材料利用率分别从70%提高到82%和86%。结论锻件型腔非对称放置时,载荷较低,速度更均匀,整体等效应变较小,有利于模具寿命。一模两件锻造的方式虽然增加了设备吨位,但是改善了金属流动,避免了汇流、折叠的缺陷,提高材料利用率和生产率,对于类似形状锻件的锻造工艺开发具有指导作用。     

基于类等势场和响应面法的复杂锻件预成形优化设计

为实现复杂锻件的预成形设计,以连杆的热锻预成形设计为研究对象,建立基于类等势场和响应面分析的三维复杂锻件的预成形设计方法。在分析毛坯与终锻件间等势场分布规律与特点的基础上,采用逆向拟合法提取等势面及线面光顺处理,实现等势面的高效精确重构。针对长轴类锻件的预成形设计要求,提出沿零件的长、宽、高分别设置合理的缩放因子的非均匀缩放方法。实现了预成形件材料分布的合理调控,获得了优化的预锻件和辊锻毛坯,最终获得了充填完整、无任何成形缺陷且飞边小的连杆终锻件。数值模拟结果表明,所建立的方法能较好实现复杂锻件的预成形优化设计。     

高功率密度发动机连杆热模锻工艺模拟与优化

目的研究某高功率密度发动机连杆的锻造工艺。方法首先采用传统设计方法设计了连杆模锻工艺,再通过有限元模拟分析优化工艺。结果根据有限元模型,分析了传统设计方法下的毛坯充型效果,直观地再现了终锻成形过程中的坯料外形演变和容易出现成形缺陷,在此基础上,优化了毛坯尺寸,满足了终锻充型要求。结论通过工艺试验进一步验证了模拟结果,获得的锻件没有出现缺肉、折叠等缺陷,微观组织较均匀,能够满足技术要求。     

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。     

汽车盘体零件小飞边模锻成形工艺开发及数值分析

汽车盘体零件通常采用机加工成形或者两步锻造成形(预锻+终锻),而机加工成形的效率和材料使用率较低、两步锻造成形的设备及模具成本较高,因此对该盘体零件的一步锻造成形的可行性进行了研究。根据汽车盘体零件的结构特征,设计了3种不同形式的飞边槽结构,并通过有限元分析软件Deform-3D分别进行了建模及数值分析,对比了不同飞边槽结构对汽车盘体零件填充质量、锻造成形力及锻模磨损的影响。最终得出了采用沟式飞边槽结构更优的结论,同时从等效应力分布规律和温度分布规律两方面分析了该结构下锻后零件的质量。结果表明:采用沟式飞边槽结构能得到填充完整、质量好、无瑕疵的汽车盘体零件,并通过生产实践进行了验证,提高生产率的同时有效降低了材料成本、模具成本、设备成本。     

新能源汽车4032铝合金轴承座闭塞式背压成形工艺数值模拟和实验研究

目的新能源汽车空调压缩机轴承座有着薄壁、多阶梯、外形复杂的特点,极易在成形过程中产生充填不满、折叠和拉裂等质量问题,为提高其成形质量,对其成形工艺进行仿真和优化。方法对"T"形和"帽"形两种预锻坯料采用闭塞式背压成形工艺的成形情况进行模拟,依据所得结果对相关工艺参数和配套模具进行相应的优化。结果在有背压力的情况下,"T"形预锻坯料的最大成形载荷由无背压时的927t降低至78.2t,并且载荷上升稳定,各成形阶段过渡平滑,易于调控。"帽"形坯料在成形过程中金属的流动更加充分,模具型腔充填得更加饱满,无"T"形坯料成形过程中的充不满等情况。材料的Si颗粒偏聚也得到了改善,晶粒得到细化。结论背压力的存在和预锻坯料形状的调控,使最终的成形载荷、成形质量以及零件的微观组织有了极大的改善。     

300M钢锻件中的凹坑缺陷及其形成机理

对300M钢制锻件中的凹坑缺陷进行了观察与分析，并对凹坑缺陷的形成机理进行了分析与研究，结果表明，锻件中的凹坑缺陷是在锻造过程中产生的，它是在锻件裂纹延性开裂与扩展时，伴随锻造裂纹的产生，扩展以及微裂纹与空洞形成，连通，圆钝与氧化而形成的。     

航空接头锻件等温锻压成形工艺

为了提高航空锻件的综合性能,通过等温锻压工艺研究了航空接头锻件的成形过程,采用Deform3D有限元软件对高筋薄壁铝合金航空接头锻件的锻压成形工艺进行了仿真研究,在实验室油压机上开展了缩比(1∶5)锻件的成形工艺实验.研究结果表明:在坯料与模具温度均为450℃、成形速度为0.1 mm/s的等温模锻工艺下,材料变形抗力比常规热模锻降低70%,材料在模腔中的流动性提高,锻件充填完好,锻件变形均匀,应力集中降低;等温锻造工艺可使锻件获得流线顺畅、晶粒细小、力学性能优良的纤维组织,避免了热模锻易出现的涡流、折叠、穿流、充填不满等锻造缺陷;仿真与实验结果吻合,为航空接头锻件锻压成形工艺的制订提供了依据.