镁合金AZ31B直齿锥齿轮热锻成形研究

根据镁合金AZ31B的高温流动应力曲线,建立了包含应变的三维加工图,反映了温度、应变和应变速率对功率耗散系数和流变失稳区的影响,确定了合适的热变形范围,即温度为250-325℃、应变速率为0．1～1s^-1。在此基础上,研究了镁合金直齿锥齿轮的锻造成形,制定了无齿形预锻和终锻两步等温锻造工艺,在MSC．Marc平台上进行了锻造过程的模拟,基于模拟结果,完成了镁合金直齿锥齿轮的锻造成形实验。     

镁合金有限元与三维加工图相结合的材料驱动的可加工性模拟

基于PRASAD提出的传统的二维加工图理论,建立考虑应变的三维加工图,描述功率耗散系数和流变失稳区域随应变速率、温度和应变的变化。三维加工图说明了材料的内禀可加工性,而有限元分析方法可得到材料在特定工艺条件下应力、应变、应变速率及金属流动情况,说明了由模具形状和工艺条件决定的应力状态可加工性。基于此,提出一个新的由材料驱动的热变形可加工分析方法,联合考虑有限元和三维加工图,可以说明整个热加工过程的材料可加工性（包括应力状态可加工性和内禀的可加工性）。通过此方法,研究难变形金属镁合金的热锻过程,包括复杂热锻直齿锥齿轮的三维热力耦合有限元和三维加工图的集成模式。基于得到的研究结果,成功进行了热锻试验。试验表明新的方法用于确定最佳工艺参数是合理的。     

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。     

FGH96合金的热塑性变形行为和工艺

通过高温热压缩实验,得到了不同温度和不同应变速率条件下热等静压FGH96合金的真应力-应变曲线,在此基础上,建立了FGH96合金热塑性变形过程中的热加工图.通过对材料微观组织、应力应变响应及热加工图的对比分析,确定了优化的热塑性锻造窗口,提出了FGH96合金细晶盘坯锻造工艺.根据优化的热塑性锻造窗口,利用等温锻造工艺锻造出无开裂的细晶粒盘坯.     

商用铝合金轮毂法兰盘锻造工艺研究及参数优化

针对商用铝合金轮毂法兰盘的结构特点对锻造工艺及模具结构进行改进,将预锻过程中上、下模设计成波浪形,使材料在锻造过程中流动更加顺畅,终锻过程中材料的变形更加均匀,利用simufact软件对锻件的锻造工艺进行有限元模拟分析,并以模具温度、坯料温度、上模下压速度、摩擦因数4个工艺参数为因素,以成形载荷为目标函数,建立正交试验,确定最佳工艺参数。经验证,改进模具结构和参数优化后锻压成形力降低了20%,为实际生产加工提供参考。     

基于灰色关联分析的7050铝合金轮毂锻造工艺优化

为改善7050铝合金轮毂锻件的质量,对其锻造工艺进行研究。以模具温度、坯料温度、成形速度及摩擦系数为研究对象,以平均晶粒尺寸和平均再结晶百分数为优化目标,基于灰色关联分析将多目标优化转化为单目标优化,利用主成分分析确定平均晶粒尺寸和平均再结晶百分数对灰色关联度的影响权重,从而确定最优工艺参数;通过对试验数据的回归分析,建立灰色关联度与锻造工艺参数的二阶预测模型。结果表明,由δmax值可知,铝合金7050轮毂锻造过程最优工艺参数是模具温度为450℃、坯料温度为460℃、成形速度为8 mm·s-1、摩擦系数为0.1,并在实际生产中验证了该组工艺参数的合理性和所提方法的有效性。     

直齿圆柱齿轮的摆辗成形的可行性

摆辗成形直齿圆柱轮代替热处理前齿形加工，是一种精密锻造方法。模具设计和工艺设计必须考虑齿形参数和材料的流动性，以达到模具型腔的充满。     

曲轴热锻工艺链优化方法及其应用

根据曲轴的热锻生产,以坯料质量、锻造温度和摩擦系数为工艺优化参数,探究四缸曲轴热锻工艺链的优化方法,优化目标包括热锻能耗、生产成本和锻造时间。为了与初始方案进行对比,设计了3个优化方案。基于Deform-3D进行有限元模拟,分析了三个工艺参数对曲轴的热锻工艺的影响,结果表明:优化坯料质量和摩擦系数能够降低锻件温度和成形载荷,减少模具磨损,降低锻造温度收到相反效果。最后,基于事件驱动的模拟,分析了9个参数对热锻能耗、生产成本和时间的影响,其中坯料尺寸对三个目标值的影响最大。     

基于Deform的剥皮齿热锻过程仿真及工艺参数优化

剥皮齿作为木材剥皮机的刀具,其在高强度作业下,要求硬度高、耐腐蚀性强。提出了采用锻造成形方式加工剥皮齿,并基于Deform-3D模拟软件分析了剥皮齿热锻工艺参数对锻造成形质量的影响,揭露了剥皮齿热锻过程的成形规律,验证了设备选型、锻造方案及模具设计的合理性。通过正交试验对热锻过程中的工艺参数设置进行优化,最终制定了坯料温度为1180℃、预锻上下模间距为3.0 mm、终锻上下模间距为3.3 mm、上模运动速度为500 mm·s~(-1)、摩擦因数为0.25的优化工艺参数组合。采用优化后的工艺参数组合方案,上模载荷相对于优化前降低了4.48%,提高了锻件的内部质量与模具的使用寿命。     

弧齿锥齿轮温锻成形模具温度分析

对弧齿锥齿轮温锻成形过程中齿模温度场进行了分析,研究了摩擦因子、坯料温度、成形速度对齿模温度场的影响规律.结果表明,在成形过程中,齿模型腔齿顶处温度最高,齿根处温度最低.随坯料温度的升高及摩擦因子的增大,模具表层温度升高,成形速度对模具温度影响显著.研究结果可为弧齿锥齿轮温锻成形的模具设计、工艺方案制订提供理论依据.     

差速器锥齿轮冷模锻数值模拟及成形性能研究

论述了差速器锥齿轮冷模锻工艺设计过程及其数值模拟技术,讨论了SolidWorks三维设计软件环境下冷挤压模具的设计方法.结果表明,基于Deform的锥齿轮冷挤压成形工艺过程的有限元计算模拟能够正确、合理反映毛坯材料的塑性成形与流动规律,其结果将为优化冷锻成形工艺、模具快速设计、保证冷模锻件成形质量提供理论指导.     

悬垂线夹锻造模具的研究与应用

本文通过分析锻造模具研究现状和生产悬垂线夹锻造模具所用材料性能,提出精密模锻模具的有效设计。通过工艺实验,确定了其结构尺寸、锻造工艺流程、锻造温度以及热处理状态等因素对悬垂线夹体成形工艺与性能的影响。利用工艺实验进一步优化和改善了锻件的结构与尺寸,有效克服模锻过程中出现的夹层、充不满以及出模困难等技术难点。解决了模具性能偏低的问题,明确了脱模方式,对锻造与热处理的工艺参数与工艺流程进行了优化,最终得到具有良好外观与表面品质的产品。     

冷成形直齿锥齿轮齿形回弹分析及凹模修正

针对直齿锥齿轮冷成形工艺,采用塑性有限元法,对成形过程进行数值模拟,分析了各阶段坯料流动情况及产品卸载后的回弹规律。结果显示,在齿高方向,最小回弹在最大齿厚0.02mm处,沿齿顶或齿根逐渐增大,接近齿顶处回弹值达到最大为0.14mm。选用反补偿修正法对齿形凹模二次修正,获得满足所需精度的目标齿轮,最大偏差值为-0.025mm。研究表明,通过数值模拟回弹分析与修正,可以获得较高齿形精度的直齿锥齿轮产品,缩短了模具制造周期,降低了成本。     

高精度锥齿轮冷闭式锻造齿模修形及加工电极设计

精密成形时弹性变形是影响锻件尺寸精度的重要因素。本文采用数值模拟的方法,以锥齿轮冷闭式锻造精密成形工艺为对象,模拟了锥齿轮的冷闭式锻造成形过程,揭示了在有预应力的工况下模具弹性膨胀变形及锥齿轮锻件出模后弹性回复的变化规律。根据模拟结果,分别绘制了模具弹性膨胀和锻件出模回弹后的齿形曲线。在定量分析了两者对齿轮精度的综合影响之后,运用反补偿法预先修正齿形凹模,并进行了齿模电极的设计。研究结果对齿轮精度的提高提供了重要参考。     

直齿锥齿轮精锻模具和电极齿形设计

提出了直齿锥齿轮精锻模具和电极齿形的设计方法,从而显著地提高了模具齿形火花加工效率和加工精度。     

从动螺旋锥齿轮双锥辊辗压成形工艺参数优化

针对双锥辊辗压螺旋锥齿轮成形过程中型腔下模受力过大以及齿形充填高度不够的问题,首先,运用DEFORM-3D有限元软件对从动螺旋锥齿轮齿坯双锥辊辗压过程进行了模拟分析,研究了摩擦系数、辗压温度、凹模型腔进给速度对凹模型腔等效应力和Z方向成形齿高的影响;其次,采用正交试验设计方法,以凹模型腔等效应力和Z方向成形齿高为优化指标,得到了最佳工艺参数,并进行了数值验证;最后,通过数值计算分析以及与文献中研究结果进行比较分析,证明了从动螺旋锥齿轮双锥辊辗压成形工艺的可行性。结果表明:当摩擦系数为0.2、辗压温度为900℃、凹模型腔进给速度为2 mm·s~(-1)时,模具型腔受力最小,齿形的充填饱满,高度达到最高。     

锥齿轮精锻成形工艺及有限元分析

以锥齿轮零件为例,分析其精锻成形工艺.建立了有限元分析模型,通过锥齿轮精锻成形工艺的数值模拟,研究了锥齿轮成形过程中的材料变形行为、几何形状变化、载荷、应力和应变分布等.确定了精锻锥齿轮的成形工艺.将精密锻造理论、计算机辅助设计技术以及数值模拟技术结合起来,缩短了产品开发周期,提高了模具寿命,降低了生产成本.     

小锥角弧齿锥齿轮成形工艺分析及模具设计

对小锥角弧齿锥齿轮大端面挤压与小端面挤压成形工艺方案进行模拟分析,结果表明:小端挤压成形的工艺适合弧齿锥齿轮成形。设计了凹模旋转模具结构,并对其工作过程进行了分析。     

基于热加工图的20CrMnTiH钢热成形性能及斜齿轮热成形模拟

针对齿轮材料20Cr Mn Ti H钢的热加工工艺优化的需求,建立了其基于动态材料模型(DMM)的不同应变下的热加工图,揭示了应变对其加工性能的影响规律,得到了成形过程中的安全区和失稳区,并获得了该材料最佳热加工工艺窗口。结合有限元组织模拟和微观组织观察分析,验证了热加工图的可靠性和其热变形组织模拟的准确性。基于DEFORM-3D建立了斜齿轮变形-传热-微观组织演化耦合的有限元模型,结合热加工图所获得的优化变形温度和变形速率区间,模拟分析了斜齿轮热精密成形微观变形规律。     

弧齿锥齿轮冷锻回弹的数值模拟及数字化修形

冷锻时弹性变形是影响弧齿锥齿轮锻件尺寸精度的主要因素.利用有限元数值模拟软件DEFORM-3D模拟了弧齿锥齿轮的冷闭塞式锻造过程,并对模具弹性变形及锻件回弹的规律进行了分析.根据模拟结果,运用反补偿法及基圆修正法预先对模具型腔进行了修正,以保证弧齿锥齿轮锻件的尺寸精度.