圆管镦锻法兰成形的试验研究

通过对圆管镦锻法兰成形过程进行有限元数值模拟,分析了圆管坯料尺寸、摩擦等因素对圆管镦锻法兰成形过程中金属流动的影响及缺陷产生的原因。根据有限元数值模拟结果,进行了圆管镦锻法兰成形试验,数值模拟结果与试验结果具有较好的一致性。     

润滑条件对圆管镦挤法兰成形的影响

对圆管镦挤法兰成形工艺进行了详细的研究 ,采用有限元数值模拟方法分析了润滑条件对成形过程中金属流动的影响及缺陷产生的原因 .给出了两种内径、三种壁厚情况下成形法兰宽度 -摩擦系数关系曲线 ,并进行了圆管镦挤法兰成形试验 ,数值模拟结果与试验结果具有较好的一致性 .     

镁合金扇形件挤压成形数值模拟

以刚塑性有限元分析为基础,对镁合金扇形零件的挤压成形工艺进行了模拟分析,制定出扇形零件的成形工艺,即镦挤-反挤压复合成形工艺.镦挤制坯工艺优化坯料结构,反挤压工艺成形零件.根据数值模拟的工艺参数进行试验研究,成形出符合要求的零件.     

花型齿冷精密成形数值模拟及工艺分析

目的研究某曲轴减震皮带轮花型成形板料增厚的可行性及花型齿轮廓度差。方法运用有限元模拟软件,建立了曲轴减震皮带轮的有限元模型,选取了不同的装模方式、凸模分流孔和坯料减压孔,对曲轴减震皮带轮精压成形过程进行了数值模拟。结果模拟获得了不同装模方式、凸模分流孔大小和坯料减压孔大小对载荷和花型齿成形质量的影响,并对结果进行了总结。结论选择合适的装模方式、凸模分流孔和坯料减压孔,不仅可以较好地满足花型齿精度要求,而且还能有效地降低成形载荷和实现薄板局部增厚,实现降本增效的效果。     

空心双拐曲轴加载路径优化与成形规律

目的研究加载路径对空心双拐曲轴成形效果的影响。方法基于有限元分析软件,对304不锈钢双拐曲轴内高压胀形工艺进行有限元仿真,分析了加载路径对双拐曲轴胀形高度与壁厚的影响,并对开裂、起皱等缺陷产生的原因进行分析,最后,根据数值模拟结果,对双拐曲轴进行实际成形试验,并将数值模拟结果与试验结果进行对比。结果成形压力小于20 MPa时,管坯产生起皱;成形压力大于60 MPa时,管坯产生开裂。通过试验获得了壁厚分布均匀的双拐曲轴零件,并且数值模拟结果和试验结果基本一致。结论轴向进给大、内压不足容易导致过渡圆角处起皱;轴向进给小、内压过大容易导致拐部顶端开裂。只有设置合理的加载路径才能成形出壁厚均匀性好,胀形高度达到要求的双拐曲轴。     

制动系统不锈钢管端部精密成形工艺研究

目的改善铁路货车制动系统管系现有的连接方式,对不锈钢管端部进行精密成形,以得到力学性能较好的锻造接头。方法根据原有管系的连接方式及钢管塑性成形特点,提出对不锈钢管端部进行多工步镦挤的工艺方法。采用Deform-3D三维有限元模拟软件对工艺过程进行数值模拟,分析成形过程中锻件成形情况,以及锻件和模具的受力、温度、金属流动情况等。结果在高温条件下采用的多工步镦挤工艺可以使钢管端部达到成形要求。结论提出的钢管端部塑性成形工艺是可行的,对铁路货车制动系统管系连接方式的改善有重要的参考意义。     

轴套镦挤成形过程的计算机模拟与工艺优化

通过计算机模拟带有锥孔大法兰套零件镦挤成形过程，研究该类零件镦挤成形中的金属流动规律及在形条件，得出在满足成形要求及耗能最小的前提下，最佳的毛坯形状和工艺，为该类零件镦挤成形工艺的制定提供了科学依据。     

法兰盘热挤压工艺设计

以法兰盘为研究对象,对法兰盘进行了结构及工艺性分析,并对变形程度进行了校核,拟定了先镦挤法兰和台阶,然后分步成形中心孔的工艺方案。 利用有限元分析软件对法兰盘成形过程进行了模拟分析,预测了法兰盘成形过程中的缺陷,缩短了试模周期。 用方案一镦挤法兰和台阶时变形量过大,无法同时成形,因此提出先成形法兰后成形台阶的方案二,但成形台阶时坯料受力不均匀且变形量很大,也无法成形。方案三先成形台阶,后成形法兰,最后反挤中心孔,并对成形过程各工步成形载荷进行了校核,结果显示,各工步成形效果良好,单工步最大载荷及总的载荷均满足设备要求。     

大规格电镦技术研究方法及研究目 标的新突破及进展

介绍了电镦研究方法及目标,就电镦研究现状,提出了从微观控制角度改进大规格电镦技术,在避免几何缺陷的同时,综合考虑电镦件的晶粒均细化。运用MSC.Marc有限元模拟分析软件平台自主开发子程序,建立了气阀件的电镦锻多物理场动态耦合有限元模型,通过构建电镦件晶粒度及不均匀度双目标函数,进行了气阀在具体方案下的有限元仿真监控,设计出了大规格气阀件的电镦电流非线性加载模式。进一步比较了该气阀件在优化前后晶粒度及不均匀度双目标函数值变化,以及其晶粒度与动态再结晶体积分数分布等色云图。结果表明:优化后的双目标函数值较优化前减小,优化前后的坯料均发生完全动态再结晶;但优化后坯料平均晶粒度为104.33μm,较优化前降低了26.29μm,优化后坯料晶粒度尺寸分布更加均匀。     

工矿及采矿用截齿温挤压精密成形工艺研究

通过有限元模拟与实验对普通轴对称类截齿、局部大尺寸类截齿和带旋转翼类截齿的温挤压精密成形工艺进行了研究,分别提出了镦挤工艺、浮动组合模具镦挤和镦挤联合径向挤压的复合挤压等新工艺.模拟和实验结果表明:新工艺解决了截齿挤压大高径比失稳、非轴对称径向旋转翼难充满等关键问题,工件成形质量良好.     

某型号十字轴精密成形工艺分析

目的研究十字轴闭塞式单向温挤压成形的可行性。方法根据十字轴的结构特点,确定了成形方案,并利用有限元技术对成形过程进行了数值模拟分析,然后结合物理实验对工艺可行性进行了验证。结果有限元分析和试验结果相吻合,锻件成形效果较好,没有出现充不满、折叠缺陷。结论采用闭塞式单向温挤压成形工艺,获得了满足尺寸要求的十字轴锻件,成形过程稳定可靠,成形工艺可行。     

空心阶梯轴温挤压成形数值模拟

目的研究空心阶梯轴温挤压成形的可行性。方法根据空心阶梯轴的结构特点,确定了成形方案,并利用Deform-3D软件进行了有限元数值模拟分析,对成形方案进行了验证。结果根据模拟结果得出,锻件的成形效果较好,没有出现充不满和折叠等缺陷,尺寸精度也较好。结论采用温挤压成形工艺成形空心阶梯轴,获得了满足尺寸要求的空心阶梯轴,成形过程稳定可靠,成形工艺可行。     

AZ31镁合金双向挤压有限元模拟与实验分析

采用有限元软件Deform-3D模拟和实验相结合的方法对AZ31镁合金双向挤压过程进行分析.研究发现,有限元模拟能真实反映镁合金挤压变形过程中的变形行为、应力应变分布状态以及不同工艺参数对挤压力的影响,并对挤压变形过程中的墩粗阶段、转角剪切阶段和挤压比变形区域的显微组织进行了分析与讨论.     

激光拼焊板拉延成形焊缝移动优化控制

针对不同材料种类、厚度、强度、镀层焊接的拼焊板存在的成形问题,采用有限元仿真技术准确预测了拼焊板拉延成形工序的金属流动,在此基础上开展了拉深筋优化工艺研究.研究结果表明:由于纵梁前端和后端变形不均匀,拼焊板焊缝在拉延过程中随着拉深筋设置的不同产生不同的流向;当纵梁后端两侧拉延筋阻力系数分别设置为0.35和0.15时,零件内部焊缝移动量最小,更有利于拼焊板的成形质量控制.     

非致密喷射沉积耐热铝合金锭坯制备φ520/φ460 mm管材过程数值模拟

采用DEFORM通用有限元软件对喷射沉积耐热铝合金非致密锭坯制备φ520φ/460 mm管材过程数值模拟,分析了镦粗、充型、反挤压过程中致密度、应变场以及挤压力的变化情况.通过挤压力和致密度大小的比较,计算机模拟结果与实验结果基本相符.     

汽车轻量化连接用自流钻螺钉挤压成形工艺研究

目的 针对自流钻螺钉现有工艺生产效率低、易产生晶粒粗大等问题,提出了一种新的多工步冷挤压成形工艺——利用模腔控制螺钉尾部形状,并验证了该工艺的可行性。方法 利用有限元软件DEFORM- 3D对提出的3种不同冷挤压方案成形过程中的金属流动规律、材料填充情况、成形力进行了数值模拟,讨论了方案一和方案二中锻造缺陷产生的原因,最后根据方案三的模拟结果设计了相应模具并进行了试验验证。结果 根据方案三成形出的自流钻螺钉充填饱满,第一道工序是将圆棒坯料一端直接挤压成螺钉特定的尾部形状,该工序所需成形力为42.4 kN。第二道工序是将螺钉头部镦粗,该工序所需成形力为58.2 kN。第三道工序是终锻成形,该工序所需成形力为287.4 kN。结论 通过有限元模拟,确定了自流钻螺钉三工步冷挤压成形工艺,提出了能够避免折叠产生的预制坯形状和模具结构,实现了自流钻螺钉尾部的可控成形。通过试验验证,形成了稳定的成形工艺窗口和可靠性较高的模具结构,实现了该产品的批量生产。     

Experimental and finite element simulation methods for rate-dependent metal forming processes

An experimental procedure and a finite element simulation method for rate-dependent metal forming processes are developed. The development includes the formulation of a tangential stiffness matrix for an axisymmetric solid finite element with four node, eight degree of freedom, quadrilateral cross-section. The formulation includes the effects of elasticity, viscoplasticity, temperature, strain rate and large strains. The solution procedure is based on a Newton-Raphson incremental-iterative method which solves the non-linear equilibrium equations and gives temperatures and incremental stresses and strains. Three examples are studied. In example 1, finite element simulation for the upsetting of a cylindrical workpiece between two perfectly rough dies is performed and the results are compared with alternative finite element solutions. In examples 2 and 3, both experimental and finite element studies are performed for the upsetting of a cylindrical billet and the forging of a ball, respectively. Annealed aluminium 1100 workpieces are used in both examples. For the finite element analysis, uniaxial compression tests are first performed to provide the material properties. The tests generate elastic moduli and two sets of stress-strain curves (quasi-static and constant strain rate), which are used to establish a rate-dependent material model for input. For both examples 2 and 3, comparisons between the experimental and finite element simulation results for the forming force vs. die displacement relations and also for the deformed configurations show good agreement. The versatility of finite element methods allows for displaying detailed knowledge of the metal forming process, such as the distributions of temperature rise, yield stress, effective stress, plastic strain, plastic strain rate, forming forces and deformed configurations, etc. at any instance during the forming process.     

汽车万向节叉热挤压成形的数值模拟分析

采用刚粘塑性有限元法对万向节叉热挤压成形过程进行数值模拟分析,综合考虑了变形、热传导、变形生热、摩擦生热等多个因素,得出了成形过程中金属流动变化的3个阶段。研究了摩擦条件和终锻温度对成形力的影响,得出良好的润滑条件和给模具进行预热,能够有效的控制成形力,有利于金属的流动及提高模具寿命。