连皮形状和尺寸对曲轴模锻成形的影响

针对空间曲线分模模锻曲轴在模锻过程中充形困难,提出了在预锻中的凹形、楔形、凸形三种连皮形状;利用UG建立预、终锻件三维CAD模型,并利用DEFROM-3D比较了三种连皮对曲轴预、终锻成形的影响。对比发现,凸形连皮为该种曲轴模锻成形的最优连皮,并在此基础上优化了凸形连皮的参数。     

连皮结构对曲轴模锻成形的影响

为提高材料利用率和锻件填充效果,利用Deform软件对曲轴模锻成形过程进行数值模拟,以曲轴平衡块顶部的充填能力作为考核指标,分析了不同厚度的平底连皮对曲轴平衡块顶部充填的影响。模拟结果表明,当连皮厚度为20 mm时,充填效果最好。并在此基础上,提出了一种凸形连皮的新结构,结合分析结果给出了两种优化方案,即降低连皮与曲轴连接部分的厚度和尽可能提高水平激烈流动停止时连皮处储存的可利用材料,并对优化方案进行了验证。结果表明,在降低冲除连皮压力、曲轴变形或产生裂纹风险的前提下,该结构可以确保曲轴平衡块顶部的饱满充填。     

高速列车轴装制动盘盘毂精密成形仿真分析

应用Deform-3D软件数值模拟研究连皮不同位置、最小厚度、斜度、过渡圆角等对高速列车盘毂精密成形的影响。结果表明:连皮位置h从75 mm增加到85 mm时,终锻时的变形力逐渐增加;当h=85 mm时,薄壁毂上下端面的充填效果最好。连皮最小厚度h″从8 mm增加到11 mm时,终锻时的变形力逐渐减小。连皮斜度α从3°增加到5°时,终锻时的变形力逐渐减小;连皮过渡圆角R从20 mm增加到30 mm时,终锻时的变形力才有所减小;预制坯高度从90 mm增加到96 mm时,终锻时的变形力、锻件本体的最大等效应力逐渐减小。     

锻造曲轴预制坯连皮结构优化设计

针对曲轴模锻生产中普遍存在的平衡块充填困难、材料利用率低下的问题,对常规曲轴预制坯等厚连皮结构进行了优化设计.提出了梯形、凹形、凸型三种新型的工艺连皮形式.并构建有限元模型分别对其进行仿真分析.通过对比分析发现:连皮形式对曲轴预成形效果的影响很大,其中凸形连皮具有最优的平衡块填充能力.在此基础上进一步对凸形连皮的厚度进行了优化,最终得到了较优的连皮结构和厚度取值,研究内容最终得到实验验证.     

半轴套管多工位挤压自动化生产线中冲连皮缺陷产生机理及参数优化

针对半轴套管多工位热挤压自动化生产线工艺调试过程中,正挤压工序冲连皮时,管端易出现连皮粘连缺陷的问题,探讨了有可能造成连皮粘连的原因。通过对工艺流程和现场情况进行综合分析,提出了圆柱形坯料周向温度加热不均是关键的影响因素。采用Deform有限元分析软件,模拟了不同加热温差条件下,反挤压和冲连皮时材料变形及材料剪断过程。通过对模拟结果的分析,揭示了连皮粘连机理,并可知,当坯料周向加热温差小于30℃时,连皮可顺利冲下。根据模拟得出的合理温差,进行现场试验,实际情况与模拟结果具有较高的一致性,生产出的产品锻件切口平齐、连皮撕裂带分布均匀,有效地解决了连皮粘连的问题。     

凸轮精密冷锻成形连皮结构尺寸参数的优化

针对高精度装配式凸轮轴中的凸轮件,本文研究了锻造工艺中的连皮结构尺寸对锻造质量的影响。根据凸轮的结构及尺寸拟定了4种连皮结构,并以双面平底型(Ⅰ型)连皮结构为基础,研究了连皮尺寸对锻造成形载荷的影响,确定了双面平底型连皮结构的最佳尺寸。同时,对比了不同连皮结构的金属流速。结果表明,双球面型连皮结构适合凸轮成形。     

圆柱直齿轮精锻成形工艺仿真及试验

圆柱直齿轮精锻是一种极具开发前景的新工艺、新技术,坯料经过塑性成形获得完整的齿形,且齿面无需后续加工或仅需少许精加工即可满足使用要求。以齿数为18,模数为2.5的带孔小齿轮为例,基于浮动凹模原理,试验得到了精锻成形时金属的流动规律,结合利用有限元仿真软件DEFORM-3D数值模拟的结果,分析连皮位置的改变对圆柱直齿轮精锻成形过程的影响,获得了较佳的连皮位置,认为当冲孔连皮的位置处在成形齿轮件的中上部时,齿轮充填性较好;数值模拟结果也表明,摩擦、挤压速度、冲头圆角半径等参数对成形力有较大的影响。     

多拐曲轴模锻成形毛坯精化技术

针对多拐曲轴材料利用率低的问题,采用数值模拟技术与生产试制结合的方法,对多拐曲轴毛坯精化问题进行了研究,提出了采用带阻力墙的飞边槽结构和凸形连皮形式实现曲轴毛坯精化的措施.以连皮的形状和厚度参数为指标,分析了不同结构形式的连皮对曲轴模锻成形的影响;以毛坯精化为设计指标,分析了阻力墙对不同下料尺寸毛坯的影响.研究结果表明,采用阻力墙和合理的连皮结构可以实现曲轴精密模锻毛坯的精化,此时阻力墙的斜度为10°、间隙为1～2.5min、距模具型腔的位置为10mm,连皮结构为凸连皮、厚度为18mm.生产实践表明,多拐曲轴精化毛坯后材料利用率达到了88.3%.此研究成果可推广到其他曲轴毛坯精化技术中.     

半轴套管冲孔连皮缺陷问题研究及工艺优化

半轴套管是汽车桥壳的重要零件,针对北京机电研究所开发的半轴套管热挤压成形技术在进行工艺调试过程中,穿孔及正挤压工序中管端易出现冲孔连皮粘连缺陷的问题进行了分析,探讨了造成连皮粘连的原因,确定连皮过厚和冲头偏心是造成这一缺陷的主要因素。采用Deform-3D有限元软件分别对连皮过厚和冲头偏心的冲孔情况进行模拟,模拟结果较好地反映了实际情况。运用BP神经网络结合遗传算法,对冲孔工序的工艺数据进行优化,确定了合适的连皮厚度。最后,采用优化后的连皮厚度,并对各工序凸模和凹模进行对正检查,生产出合格的半轴套管产品。     

模锻件冲孔连皮设计位置对锻件尺寸的影响

模锻件在切边、冲孔工序中引起径向尺寸拉缩现象是普遍存在的。通常的影响因素是连皮厚度、锻件材质,切边冲孔时的温度和速度。而本文阐述模锻件内孔连皮设计位置与锻件尺寸之间的相关性。监据此提出合理设计模锻件内孔连皮位置以减少和防止其径向尺寸在切边、冲孔过程中受拉缩影响的有效途径。     

用小设备锻制环形模锻件的新工艺

材质为高温合金钢或耐热不锈钢的环形模锻件(图 1,材质为 1Cr10 Co6 Mo VNb N ) ,当其内孔较大(d内 >2 .5 H或 d内 >6 0 mm) ,高度较小时 ,由于材料的变形抗力大 ,锻造温度范围窄 ,金属流动困难 ,用传统工艺在现有小模锻设备上成形难度很大。为此 ,我们提出了新的工艺方案 ,使问题得到解决。图 1　锻件图1　传统成形方案按有关工艺文献中介绍的成形方案 ,在锻件图设计时 ,冲孔连皮的设计是一个难点。通常采用预锻、后终锻的方案来实现。在预锻型槽中 ,为了避免金属折迭 ,多采用斜底连皮 ;在终锻型槽中 ,为容纳不易排出的多余金属 ,多采用…     

半轴套管精密挤压成形新工艺及应用

针对内部多台阶并且精度尺寸要求高的半轴套管,本文提出了镦粗、反挤压杯形、冲孔正挤压及扩孔整形的成形新工艺,并进行了实际生产.对新工艺开发过程中出现的圆角充不满、连皮无法完全冲出以及底部裂纹或折叠等缺陷产生的原因进行了分析,提出了相应的解决措施:通过增加2mm正挤压件上端尺寸,实现了圆角充满;利用有限元数值模拟确定了连皮冲不掉的原因,并通过提高反挤压工序的设备吨位解决了此问题;通过对挤压件设置追踪点反向追踪缺陷位置,完成裂纹缺陷的处理.     

模锻工艺参数优化设计的试验研究

以一具有“Ｈ”型截面轴对称锻件为例，采用正交试验方法对其飞边桥部尺寸、连皮位置、连皮厚度以及连皮冲孔直径等模锻工艺参数进行了试验研究，并以最大变形功和坯料体积的乘积作为优化目标，通过方差分析得到了一组优化数据。     

基于分流法的大模数半轴伞轮冷精锻工艺研究

针对半轴圆锥直齿轮冷锻载荷大、模具寿命低、齿腔难充填等技术难题,采用分流法的封闭式锻造工艺冷锻半轴圆锥齿轮。研究了型腔充填规律、载荷曲线特点等,并分析了模具运行方式、冲孔连皮位置、坯料尺寸对成形结果的影响。结果表明：分流法能大幅度地降低成形载荷;闭塞式锻造工艺对成形结果没有改善;冲孔连皮的位置及坯料直径对成形结果影响较大。     

汽车曲轴缺陷与成形因素的分析及优化

曲轴是内燃机的重要零件,成形很复杂.某曲轴锻造模具出现了筋板打弯现象以及部分平衡板难以填充等缺陷.分析了分模面、拔模斜度、连皮厚度等3个影响因素.进行了优化改进,采用了制坯、预锻、终锻阶梯渐进分模结构,使筋板部位受力均匀,从而避免了被打弯的缺陷.拔模斜度采用3°～7°或11°～15°之间,参照其他因素而定;连皮厚度应落在12～16mm之间,该区间填充性能最好.     

连皮形式和尺寸对齿轮模锻变形力的影响研究

应用Deform-3D数值模拟平底和斜底2种形式连皮及不同尺寸斜底连皮的齿轮模锻成形过程,研究连皮底部厚度h1、底部直径D1、斜角α、圆角R等参数对齿轮模锻过程中金属流动及变形力的影响,达到变形力较小、金属流动良好的目的,可为齿轮锻模的设计及模锻件的生产提供参考。     

铝合金直齿锥齿轮等温锻造数值模拟及参数优化

以直齿锥齿轮作为研究对象,以锻造铝合金作为齿轮的材料,对其等温锻造成形工艺及参数优化进行研究。利用Deform-3D软件,建立有限元分析模型,对齿轮的开式锻造过程进行模拟研究,获得锻造过程中的金属流动及成形载荷情况。并利用正交试验法对成形过程的关键参数(温度、连皮高度、连皮厚度、圆角半径、飞边厚度)进行优化,得到了不同参数对成形载荷的影响程度,其大小依次为温度、飞边厚度、圆角半径、连皮高度、连皮厚度。在此基础上对上模速度和摩擦系数进行单变量的优化,以成形结果齿形充满无折叠等缺陷的前提下成形载荷最小为优化目标,获得了最佳的工艺参数。     

行星齿轮闭塞式锻造工艺数值模拟研究

用两种方法对行星齿轮成形进行了模拟研究,采用带凸台的模具结构进行了闭塞式锻造工艺研究。分析了型腔填充规律、载荷曲线特点,分析了连皮位置、坯料尺寸对成形载荷的影响。结果表明:采用带凸台的模具以闭塞式锻造工艺生产的锻件可以节省材料和降低载荷;冲孔连皮位置和坯料直径对成形载荷有一定影响。     

长杆螺栓自动冷镦机

一种适合生产长杆螺栓的自动冷镦机,已由广州标准件研究所研制成功,并在广州标准件一厂投入生产使用。该机于1986年七月在广州通过技术鉴定。长杆螺栓系指1/d>10以上的螺栓,一般的冷敏机无法生产。而采用热锻或切削方法生产,其材料消耗大,成本高,生产效率低,不能实现自动化,产品质量不稳定,达不到国家标准要     

齿轮环类模锻件冲孔连皮的设计及应用

对汽车齿轮环类模锻件冲孔连皮形状设计的工艺合理进行了分析研究；提出了大尺寸冲孔连皮材料的综合利用方案。，