汽车飞轮盘温冲锻成形工艺研究

飞轮盘为大尺寸、变壁厚零件,采用先切割后焊接组装的加工方式,工序多,周期长,成本较高.采用冲锻成形新工艺成形该零件,并借助有限元模拟软件DEFORM-2D,对成形过程和模具关键尺寸进行了优化分析.为成形零件R5 mm内圆角,采用两步成形,即预成形时采用大半径圆角凸模拉深并利用镦粗凸模镦粗侧壁,终成形时将拉深凸模换为R5 mm圆角的凸模并将零件镦粗到要求尺寸.优化后的模拟结果显示成形良好,为实际生产提供了一定的参考依据.     

带轮轮毂锥度凸台冲锻增厚工艺及影响因素研究

针对某带轮轮毂带有锥度凸台的结构特点,对其凸台增厚展开冲锻成形工艺研究,制定出两道次镦粗成形方案。利用有限元分析软件Deform-2D分析了锥度凸台在预镦粗及终镦粗过程中的等效应变分布及成形载荷,并研究了凹模圆角及阻力墙对成形的影响规律。研究结果表明:在镦粗成形过程中,坯料在压板圆角处产生折叠及破裂的趋势较大,最大成形载荷为1000 kN左右,对压力机吨位要求较低;当凹模圆角半径R为10 mm时,成形结果良好,没有产生折叠缺陷;当阻力墙的斜角θ为45°时,阻力墙阻流效果最好。最终通过物理试验得到了合格的成形零件,验证了成形工艺及参数选择的可靠性。     

基于Deform的换向器座冷镦挤模具优化

利用Deform软件模拟不同模具圆角半径的冷镦挤成形,分析不同模具圆角半径在镦挤过程的载荷-行程曲线、等效应力、等效应变及金属流动速度的影响规律.通过64组镦挤过程的模拟数据表明,对于换向器座类零件冷挤压成形,当凸模圆角R1取3mn、R2取0mm,凹模工作区域顶端圆角半径R3取3 mm时,镦挤成形所需的载荷达最小值.     

多楔轮轮毂冲锻成形工艺及影响因素研究

针对某筒形多楔轮轮毂零件的结构特点，基于板料近净成形原理，对其轮毂成形制定了多道次冲锻工艺方案。基于DEFORM-3D软件平台建立了多道次冲锻成形全流程三维有限元模型，通过数值模拟研究了模具结构参数对缩径翻边和镦锻工序中成形缺陷的影响，并分析了成形过程中的等效应变分布与轮毂筒壁壁厚变化情况。结果表明，当两道次缩径翻边步长l₁和l₂的取值范围为12.8～15.6 mm、第1道次缩径翻边圆角半径r₁不小于16 mm时，轮毂筒壁成形结果良好，没有产生失稳和削料。当整形上模圆角半径R为3.5 mm时，镦锻末期在筒壁与凸缘交接处不会产生折叠缺陷。根据模拟结果进行实验验证，成功试制出多楔轮轮毂，验证了工艺制定及参数选择的可靠性，并最终在此基础上制得合格的多楔轮零件。     

带法兰盘的盲孔轴零件镦挤工艺分析

针对法兰盘盲孔轴零件一次镦挤成形困难的问题,结合数值模拟分析对该零件镦挤成形工艺进行多次改进,确定了两次镦挤工艺方案。基于正交试验对改进工艺进行优化,综合折叠角大小、模具载荷及应力分布等因素,确定了最佳的工艺方案。结果表明:采用挤孔-法兰盘一次镦挤-法兰盘二次镦挤成形工艺可有效减小法兰盘拐角处的折叠角度,降低法兰盘开裂的风险;当压力机工作速度为2 mm·s-1,模具圆角R1=5 mm,模具圆角R2=2.5 mm,摩擦因子为0.05时,工件成形质量较优;最后进行实际生产并获得了表面质量良好的法兰盘盲孔轴零件。     

轨道交通用工业AA5083铝合金快速超塑性成形技术研究

采用快速超塑成形技术对高铁车辆侧壁外板进行成形试验,结果表明,其生产效率高、成本低,能够成功解决传统冲压工艺无法实现复杂空间曲面铝合金零件以及传统超塑成形工艺成形周期长、效率低的难题。通过系列试验研究,确定了热冲压工艺与超塑成形工艺相结合的快速超塑成形技术,成功使用厚度为4 mm的工业用铝合金薄板制造了圆角极小(R≤4 mm)的高铁边缘蒙皮和直壁拉深成形的大型地铁门框零件(h≈80 mm),该成形件具有尺寸精度高、壁厚分布均匀、形状稳定性高等优点,同时其力学性能满足使用要求。     

H62合金法兰镦挤成形工艺研究

为了得到法兰类零件成形过程中坯料尺寸对成形结果的影响规律,采用有限元模拟和实验验证的方法,对H62合金典型法兰零件镦挤成形过程进行了研究。研究表明:以法兰镦粗为主的成形方式,必须保证坯料自由端的高度小于3倍坯料壁厚,才能实现;而镦挤复合成形方式,只有当法兰部分增大所需体积与筒部成形时被挤出的体积接近时才能实现。坯料外径为Φ170 mm时,两者的体积最接近,故该坯料成形效果较好。法兰镦粗成形过程中主要是法兰部位变形,最大等效应变在法兰中心部位。镦挤复合成形过程,主要是零件外侧变形,最大等效应变在法兰与筒部圆弧过渡区域。     

铝合金管材侧壁增厚成形极限与失稳研究

薄壁管材在增厚变形时容易向外鼓凸并导致折叠缺陷,因此,起皱失稳是主要的成形缺陷。提出了侧壁内、外增厚成形工艺,分别对管材的内(外)表面进行模具限制,使管材侧壁向外(内)增厚成形。通过有限元数值模拟与实验相结合的方法,对两者的成形稳定性进行对比分析,探究侧壁增厚时产生失稳现象的原因,并研究在两种增厚成形方法下,管材的侧壁增厚规律及成形极限。结果表明:与外增厚及传统镦粗成形工艺相比,侧壁内增厚时成形稳定性明显提高。通过对增厚过程进行追踪,可以发现,侧壁的失稳现象与侧壁的增厚方向以及轴向应力分布有关。通过有限元数值模拟及理论分析,得到了侧壁内增厚成形的无失稳条件,内增厚成形的增厚极限受高度的影响小,受高径比的影响大。     

工艺参数对双筒形件冲锻成形质量的影响

在双筒形件的冲锻成形过程中,由于板料壁厚较薄,在镦粗增厚过程中容易产生折叠和回弹缺陷.本文研究了不同的弹性模量、初始屈服应力、应变硬化指数等材料参数对回弹角度的影响,研究了不同壁厚对冲锻成形过程中材料折叠的影响.结果 表明,冲锻过程中双筒形件的侧面处容易产生材料回弹缺陷.增大材料的弹性模量可以减小侧壁的回弹角度;增大材...     

锥鼓形冷镦成形球头的工艺参数优化

针对球头销类零件球头冷锻成形过程中的镦粗失稳极限问题,基于金属塑性变形理论,分析了球头冷镦过程中的受力状态,根据受力分析提出采用锥鼓形冷镦成形工艺。通过Deform-3D进行有限元数值模拟,引入4因素3水平正交试验,考察锥形角度、凹模入口处圆角、摩擦因子、冲压速度对球头成形质量的影响,以模具承受成形载荷最小为目标获得最优的工艺参数组合,即锥形角度为15°、凹模入口处圆角为R4 mm、摩擦因子为0.10、冲压速度为2 mm·s~(-1)时模具成形载荷最小。研究结果表明:在多因素交互影响下,摩擦因子对成形载荷的影响最大,其次为冲压速度和锥形角度,凹模入口处圆角的影响最小。     

超超临界高中压转子钢锻造工艺实验与数值模拟

针对高中压转子钢X12CrMoNbN10-1-1,设计并进行了5种高温镦拔实验,获得了每种工艺锻后的金相组织和平均晶粒尺寸。通过热模拟压缩实验,测得该材料的高温流动应力曲线,并对每种工艺过程进行了数值模拟。综合分析实验结果和数值模拟结果,两镦两拔、三镦三拔和三拔两镦均具有良好的细化晶粒效果。     

微细电解铣槽加工参数对微槽加工精度的影响

采用微细电解加工方法在3J21合金横梁上进行微槽的铣削加工,主要研究了脉冲幅值、脉冲频率、脉冲宽度等加工参数对微槽的侧壁间隙波动误差、底部间隙波动误差、侧壁角度、底部圆角尺寸的影响规律。通过优化加工参数,可将微槽的宽度误差和槽底厚度误差控制在3μm以内,侧壁角度在90~96°之间,底部圆角半径小于17μm。     

纵弧棱U型梁的冲压变形行为分析

针对高强钢纵弧棱U型梁类件的冲压成形问题,分析了纵弧棱U型梁成形件各个区域的冲压变形特点,再通过有限元分析总结了其成形过程的应力、应变分布情况和厚度变化规律,并结合模拟结果与物理试验探讨了该类零件在成形过程的减薄和增厚行为.验证结果表明:该梁类件的主要变形区为翼板区,且厚度从端部至中部逐渐减小;主要危险部位处于中部侧壁...     

汽车悬架球头拉杆冷成形技术

为提高生产效率、改变原来通过车削加工汽车悬架球头拉杆的方式,提出了一种球头拉杆的多工位冷镦成形工艺。基于DEFORM-3D软件建立了有限元模型,对球头拉杆的塑性成形过程进行了仿真,研究了预成形凸模入模角α、预成形凹模圆角R1、终成形凹模圆角R2以及终成形凹模入模角β等工艺参数对球头拉杆成形的影响,并进行了正交试验,以模具在球头拉杆成形过程中所受载荷及工件损伤值为优化目标,获得了合理的工艺参数组合。结果表明:在保证工件成形质量及模具寿命的前提下,当预成形凸模入模角α为30°、预成形凹模圆角R1为12 mm、终成形凹模圆角R2为3 mm、终成形凹模入模角β为60°时,模具载荷及工件损伤有显著的降低。采用优化后的参数进行试模生产,工件成形质量较好,验证了模拟结果的可信性,能够有效地指导工艺设计人员的设计工作。     

大直径薄壁铝合金封头剪切旋压成形研究

应用ABAQUS/Explicit软件平台建立了大直径薄壁铝合金封头剪切旋压成形过程的有限元数值模型,通过数值模拟对大直径薄壁铝合金封头在剪切旋压过程中的应力应变分布进行了分析,获得了工艺参数对成形质量的影响规律为:随旋轮圆角半径R、旋轮进给比f及芯模转速n的增大,旋压件的不均匀变形度呈增大趋势;随旋轮圆角半径、旋轮进给比的增大,旋压件壁厚极小值逐渐减小;随芯模转速提高,壁厚极小值增大,旋压件壁厚极大值对工艺参数的变化不敏感。在此基础上确定了优化工艺参数为:R=12 mm,f=1 mm·r~(-1),n=40 r·min~(-1),并进行剪切旋压成形试验,获得了质量合格的Ф2600 mm大直径薄壁铝合金封头样件。     

铝合金叶片热挤压工艺设计

针对传统模锻方法制造大榫头叶片工艺流程长、废品率高、尺寸精度低等弊端,提出挤压法制造叶片的工艺:挤压叶身和镦挤榫头形成叶片毛坯,后续机加工得到叶片产品。采用Deform-3D软件对挤压过程进行了数值模拟,优化了坯料形状、尺寸,分析了应力、应变分布,将叶身局部最薄处由R1 mm补偿为R6 mm,并采用偏心凹模法改变压力中心,解决了叶片成形过程中金属流动不均匀、开裂、弯曲等问题,并设计了挤压模具和镦挤模具结构。优化后的模拟结果表明:叶片挤压过程中金属流动性良好,成形精度高。     

顶端板拉深回弹控制与影响因素分析

针对某轨道客车顶端板拉深成形存在的缺陷,运用塑性力学理论进行应力分析,提出优化补充造型和翼边反向拉深的控制方法,并运用数值模拟分析不同因素对板料拉深回弹和翘曲的影响规律。结果表明,进行板料工艺补充、增加翼边拉深工序能有效地减小端壁翘曲和拱顶外张。增大板料大曲率半径段外扩量、增大压边力和减小凹模圆角半径能有效减小端壁翘曲回弹量。控制翼边顶料板圆角半径在R4~R8mm,凸、凹模间隙在1.6~2mm,翼边压边力小于3000kN都能有效地控制板料拉深回弹。