辊轮飞边槽开口角度对辊式成形筒体质量的影响

利用Pro-Engineer 3D构建了飞边槽开口角度为50°～110°的辊式成形模型,采用Deform-3D软件对辊式成形纯铝坯料的变形行为进行了有限元数值模拟。结果表明,当飞边槽开口角度从50°增大到110°时,飞边槽内金属变形均匀系数呈现先降低后升高的趋势;当飞边槽开口角度为50°时,产生的飞边最高,飞边槽内金属变形均匀系数最大,即变形最不均匀,第2道次整形后飞边处产生了折叠;随着飞边槽开口角度的增大,飞边的高度逐渐降低,第2道次整形后飞边处的折叠逐渐减少,飞边槽开口角度大于90°后折叠消失;当飞边槽开口角度为100°和110°时,由于飞边槽较宽,第2道次整形过程中部分金属流入整形辊轮飞边槽,造成整形后坯料壁厚不均匀。因此,飞边槽开口角度为90°左右时成形质量最好。     

辊轮飞边槽圆角半径对筒形件辊挤成形质量的影响

为了改善筒形件辊挤成形时的变形均匀性,避免辊挤缺陷的产生,建立了三维实体模型,对纯铝筒体毛坯辊挤成形进行了数值模拟,研究了不同飞边槽圆角半径时辊挤成形的变形行为.模拟结果表明,经过第1道次辊挤成形,随飞边槽圆角半径增大,坯料的变形均匀性因子呈现先减小后增大的趋势,当圆角半径为5 mm时变形均匀性因子最小,变形最均匀;第...     

摩擦因数及坯料壁厚对筒体件辊挤成形质量的影响

运用Deform-3D软件对辊挤成形进行数值模拟,分析了不同摩擦因数和坯料壁厚对半成品飞边高度的影响,并研究了成形过程中模具的受力情况。研究结果表明:飞边高度随着摩擦因数和坯料壁厚的增加而增大;径向载荷同样随摩擦因数的增加而增大,但随坯料壁厚的增加而减小。当摩擦因数为0.4、坯料壁厚为17.0 mm时,冲头径向载荷最大,达到868 kN。最后进行成形试验,有限元模拟和成形试验得到的飞边高度偏差仅为10%,在消除飞边后筒体件表面无折叠缺陷,试验结果验证了模拟结果的可信性。     

辊轮数量对辊挤成形筒体件质量的影响

为研究辊轮数量对曲线回转外形筒体件辊挤成形表面质量的影响,利用Deform-3D软件,对二辊、三辊和四辊辊挤成形进行了数值模拟。模拟结果表明,随辊轮数量增加,在同一平面内,辊边距型槽圆弧中心距离变短,辊边与型槽圆弧中心线速度更接近,金属变形更同步,变形更均匀。第1道次辊挤成形后,二辊辊挤工件口部极不平整,金属充满飞边槽后流入辊缝形成薄飞边,整形时出现折叠;三辊和四辊辊挤件口部较为平整,金属没有充满型槽,也没有流入辊缝。第2道次辊挤整形后,三辊、四辊辊挤工件未出现折叠、裂纹等缺陷。三辊辊挤时,金属流入飞边槽体积最少,故辊挤后工件长度最长。随着辊轮数量的增加,辊轮所受径向力呈减小的趋势,四辊受力最小。     

封严圈锻造应力裂纹分析与预防

采用金相分析、断口分析、有限元模拟、试验验证相结合的方法,对某航空发动机封严圈锻件分模面位置裂纹产生的原因进行了分析和验证。结果表明:分模面转接R处裂纹的产生主要与预锻坯尺寸有关,如环形坯料局部厚度偏大,则模锻成形过程中局部多余金属形成飞边时,R处流动速度差异增大,附加应力也随之增大,当附加应力与外界作用的应力之和超出材料的强度极限时即产生裂纹。此外,模具飞边槽圆角半径r值和桥部高度尺寸偏小,会增大裂纹出现的倾向。改进环形坯料壁厚控制的工艺方法,最大壁厚不大于21 mm;模具飞边槽桥部高度增加至8 mm,圆角半径增大至5 mm,同时控制锻坯的加热过程、模具温度和润滑等可有效预防此锻造裂纹。     

带阻力坎结构销轨锻模的设计及数值模拟分析

热模锻压力机上采用两工位模锻工艺成形的销轨锻件,金属变形均匀、充填性好。对126型销轨热模锻压力机上模锻工艺进行理论设计,在预锻模的设计中采用了阻力坎形式的飞边结构,并对该飞边结构下的销轨成形质量、锻造载荷以及模具磨损情况进行了数值分析。通过数值模拟分析发现,在预锻模上采用阻力坎结构的飞边槽,能够大幅提高坯料金属充填型腔的能力,获得优质锻件,但容易导致成形载荷明显增大,需要进一步对阻力坎各部位进行尺寸优化,降低预锻模载荷。     

工艺参数对高温合金薄壁异型曲面件旋压成形质量的影响

研究了进给比、芯模转速、旋压温度和坯料直径对GH3128高温合金薄壁异型曲面构件热旋成形质量的影响。结果表明，在给定参数内，随着进给比的增大，壁厚减薄量减小，但起皱程度增大。随着芯模转速的增加，壁厚减薄量增大，但起皱程度减小。随着旋压温度的升高，壁厚减薄量呈现先增大后减小的趋势，而起皱程度呈现先减小后增大的趋势。随着坯料直径的增大，壁厚减薄量和起皱程度都呈现出逐渐增大的趋势。综上，在给定参数内，进给比、芯模转速和旋压温度3种参数对壁厚减薄量和起皱程度的影响规律均呈现相反的变化趋势，而坯料直径对起皱程度和壁厚减薄量的影响变化趋势一致，因此为了得到较小的壁厚减薄量和起皱程度，进给比、芯模转速和旋压温度应该取参数范围的中间值，而坯料直径可在满足成形要求的前提下取较小值，据此确定了最优的旋压参数组合。     

扩张形飞边槽在薄叶片类锻件中的应用

目前,开式模锻在模锻件生产中占有很重要的地位,其飞边槽结构及尺寸参数的设计和选用,对改善金属毛坯成形条件、提高锻件精度、节约金属材料、减少设备吨位,对提高模具使用寿命及降低锻件成本均具有较大意义。最常用的飞边槽结构形式如图1所示。它包括桥口和仓部。桥口的主要作用是阻止金属外流,迫使金属充满型腔,并使飞边厚度减薄,以便于切除。仓部的作用是调节坯料体积,     

Effect of Sheath Structure on Molybdenum Billet Forging Process

运用DEFORM-2D软件对钼坯料近等温包套镦粗成形过程进行了数值模拟,研究了壁厚、包套底厚对成形效果的影响。结果显示:相同变形量下,坯料的密度分布均匀性随包套壁厚的增大得以改善,随包套底厚的增加逐渐变差。包套壁厚不同时,随变形量的增加,密度分布均匀性都呈现先变差后变好的趋势,变形量达到80%时,坯料的密度分布最均匀。包套底厚不同时,当变形量小于62%,坯料的密度分布均匀性随变形量的增加先变差后变好,变形量大于62%,坯料密度分布随包套底厚的增加越来越均匀。     

包套结构参数对钼坯料锻造成形的影响(英文)

运用DEFORM-2D软件对钼坯料近等温包套镦粗成形过程进行了数值模拟,研究了壁厚、包套底厚对成形效果的影响。结果显示:相同变形量下,坯料的密度分布均匀性随包套壁厚的增大得以改善,随包套底厚的增加逐渐变差。包套壁厚不同时,随变形量的增加,密度分布均匀性都呈现先变差后变好的趋势,变形量达到80%时,坯料的密度分布最均匀。包套底厚不同时,当变形量小于62%,坯料的密度分布均匀性随变形量的增加先变差后变好,变形量大于62%,坯料密度分布随包套底厚的增加越来越均匀。     

三旋轮缩旋变形实验研究

实验研究了三旋轮缩旋的变形规律,研究结果表明,缩旋时坯料壁厚减薄,轴向长度增加,壁厚减薄量与总的缩径量成正比。     

薄壁小弯曲弯头弹性介质挤胀成形实验研究

采用弹性填料作为传力介质对薄壁小弯曲弯头进行挤胀成形,研究了薄壁小弯曲弯头弹性介质挤胀成形机理和主要影响因素,分析了弹性介质下的薄壁小弯曲弯头挤胀成形过程和壁厚分布规律.结果表明:弹性介质在冲头轴向推力与球形芯轴反推力的双向挤压下发生弹性变形并形成连续的弹性体以产生胀力,弯曲时将管坯紧贴于凹模,同时推动管坯沿凹模型腔变形流动;此外,球形芯轴的进给量是弹性介质挤胀成形工艺的关键,在进给量不足时使成形件出现截面畸变及出口端塌陷变形等缺陷;以管径Φ32 mm×1 mm的LF2M铝合金弯头成形为例,球形芯轴的进给量控制在75°时,成形件整体壁厚分布相对均匀,外侧最大壁厚减薄率为16％.     

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。     

双辊夹持板料旋压成形过程塑性变形行为的研究

双辊夹持式板料旋压成形是用来加工薄壁回转体法兰零件的新工艺。为了研究其旋压成形过程中的塑性变形行为,利用ABAQUS软件建立了双辊夹持旋压成形过程的三维有限元模型,并进行了薄壁回转体法兰零件的旋压成形过程的数值模拟,获得了成形过程中等效应力、应变及壁厚的分布。研究了翻边长度对成形件应力应变及壁厚减薄率的影响规律。结果表明等效应力、应变及最大壁厚减薄率均随着翻边长度的增大而增大,由此根据不同的毛坯材料可以确定相应的最大翻边长度。     

曲线回转外形筒体零件无飞边辊轮引伸新技术

为解决曲线回转外形筒体零件辊挤成形过程中产生飞边的难题,开发出一种该类零件的两道次无飞边辊轮引伸新技术。对辊轮的结构参数(飞边槽开口角度、飞边槽转角圆角半径)进行优化,在分析各参数自变化条件下去飞边工序的变形均匀性及辊轮所受径向载荷的基础上,结合模拟的充填情况确定了最优的辊轮关键结构参数;对比新旧两种成形工艺,新工艺下辊轮所受径向载荷降低28.66%,为曲线回转外形筒体零件无飞边成形工艺提供了理论依据。     

芯轴参数对薄壁管数控绕弯成形壁厚的影响研究

薄壁管绕弯成形中,芯轴参数是影响管坯成形质量的重要因素。本文建立了薄壁管数控绕弯成形有限元模型,分析了芯轴直径、芯头间距、芯头宽度等工艺参数对管坯壁厚变化的影响规律。结果表明,随着芯轴直径的增大,弯管外弧壁厚减薄率增加,而内弧壁厚增厚率几乎不变;球头间距和球头宽度对管坯壁厚减薄的影响比较显著,外弧壁厚减薄率随着芯头间距和芯头宽度的增加而增大,当芯头间距增加2 mm时,外弧壁厚减薄率增加3%。在相同芯轴参数的成形条件下,管坯外弧壁厚减薄率比内弧壁厚增厚率更敏感。     

反胀对双相钢复杂曲面件充液拉深变形的影响

采用包含反胀、压平和拉深成形三个阶段的反胀充液拉深成形方法,得到不同反胀预变形时双相钢DP590的反胀预成形件和终成形件,研究了反胀对充液拉深成形件壁厚、应变的影响。结果表明:对于复杂曲面件反胀充液拉深,反胀高度存在极限值,当超过极限值时,试件出现折叠缺陷,限制了反胀量的提高;相对于普通充液拉深,反胀充液拉深对复杂曲面件底部有一定的强化效果,当相对反胀高度为16%时,可使底部壁厚减薄率增加2%、等效应变增大0.03,并且底部变形量随着反胀高度的增大而增加,而对直壁处变形基本无影响。     

推进剂贮箱零件侧翻孔电磁成形数值模拟

基于ANSYS多物理场耦合模块,采用松散耦合法,建立了推进剂贮箱零件侧翻孔电磁成形的有限元模型,揭示了坯料电磁力、应力、应变和厚度等的分布规律及其随时间变化规律,并优化了放电电压和成形线圈内径等工艺参数。分析结果表明:坯料在圆角区域应力和应变较大,且厚度减薄量较大;坯料圆角处残余应力较大。放电电压增大,坯料变形量增加,但厚度减薄量相应增加;线圈内径增大,坯料与模具最大间隙、最大夹角以及坯料最小厚度均先减小后增大。得到的放电电压和成形线圈内径优化值分别为40 kV和40 mm。     

变壁厚筒形件辊挤成形数值模拟分析

筒形件的辊挤成形工艺是一种用小锻造设备成形变壁厚筒形锻件的塑性加工新技术。采用热力耦合刚塑性有限元软件Deform-3D对辊挤成形进行了数值模拟,分析了辊挤过程中辊轮受力的变化规律,研究了飞边的形成以及辊挤件口部形貌对成形质量的影响。结果能为筒形件辊挤成形工艺的制定提供参考。     

工艺参数对高强钢管单道次缩径旋压成形质量的影响

基于ABAQUS/Explicit平台建立了高强钢管形件双旋轮无芯模缩径旋压成形有限元模型,对其单道次缩径旋压成形过程进行了数值模拟,获得了旋压成形的应力、应变分布规律及工艺参数对成形质量的影响规律,并通过试验验证了数值模拟的可靠性。结果表明:最大残余应力出现在直壁段和开口端外表面,最大等效应变出现在锥形缩口与直壁过渡部分、直壁段和开口端外表面,应力、应变集中区在旋压过程中容易产生过度减薄;随着压下量Δ的增加,壁厚最大减薄量增加、圆柱度增大,在Δ=3 mm时圆度最小;随着进给比f的增加,壁厚最大减薄量减小、圆柱度减小,但平均外径与理想值偏差较大,f=1.0 mm·r-1时综合成形质量较好;随着旋轮圆角半径rρ增加,壁厚最大减薄量减小、圆柱度减小,但在rρ=10 mm时沿轴向截面圆度最小。