摇臂轴精密成形工艺及模具设计

在对20CrMnTi摇臂轴的结构及工艺难点分析之后,提出了闭塞锻造的精密成形工艺方案.基于有限元软件Deform-3D对闭塞锻造成形过程的模拟,通过对载荷-行程曲线、金属流动规律等重要参数的分析,掌握了其成形特点,验证了闭塞锻造的可行性与优越性.优化设计了摇臂轴的闭塞锻造浮动凹模模具,并简单介绍了精密成形方法的优越性.     

TC4马蹄形接头等温锻造成形工艺数值模拟研究

借助于数值模拟技术研究了TC4马蹄形接头等温锻造成形过程,分析了马蹄形接头成形过程中金属流动特点和凸模载荷随时间变化的特点。结果表明:马蹄形接头A部位先于B部位成形。金属以反向流动为主成形A部位时,凸模载荷增加缓慢;以正向流动为主成形B部位时,凸模载荷迅速增加至峰值,并发生波动。整个成形过程中金属流动顺利,未预测到成形缺陷,工艺可行。     

铝合金旋转盘锻件等温精密成形工艺研究

为选择合适的等温精密成形工艺,获得综合性能优良的铝合金旋转盘锻件,采用有限元法模拟分析了两种不同坯料条件下旋转盘锻件等温精密成形时的金属流动规律,并通过镦粗、预锻制坯和终锻工艺成形出了外形完美、综合性能优良的铝合金旋转盘锻件。结果表明:采用环形坯料成形时金属主要沿径向充填模膛,易产生充不满缺陷,而采用五角形坯料则使金属材料主要沿轴向充填模膛,可以预防该类缺陷的发生。虽然环形坯料在分模面的投影面积较五角形坯料的小,成形时所需载荷却大得多。因此,五角形坯料是等温精密成形旋转盘锻件的最佳坯料方案。     

TC4钛合金等温锻造过程的数值模拟和实验研究

实验研究了TC4钛合金等温锻造的工艺过程,并采用DEFORM-3D有限元软件对其进行数值模拟.结果表明,采用等温锻造工艺成功地锻造出某钛合金复杂结构件,锻件轮廓清晰、表面光洁、尺寸精度高,金属流线分布合理,组织性能超过常规机加工件,其材料用量相对于常规机加工件提高到60%.通过软件模拟,了解锻件成形的应力、应变及金属流动等信息,为工艺的确定和设备的选取提供了理论依据.     

Ti－10V－2Fe－3Al合金摇臂热模／等温锻造成形工艺的研究

摇臂是歼七系列飞机垂直尾翼操纵机构中的一个重要零件，原设计采用高合金结构钢：３０ＣｒＭｎＳｉＡ制造，加工过程从锻造坯料开始，经过１００多道工序才能完成。改用Ｔｉ—１０Ｖ—２Ｆｅ—３Ａｌ合金热模／等温锻造成形以后，不仅有利于减轻飞机重量，而且大大减少了机加工工序，有重大的技术经济效益。本文介绍了该锻件的热模／等温成形工艺过程，并指出，正确地设计和制造预制坯料的形状，是防止产生缺陷，获得合格锻件的关键所在。最后，本文还列举了锻件金相组织和机械性能试验的结果。     

花键轮精密锻造成形的数值模拟及实验研究

花键轮不同于一般齿形件的地方在于其内外都带有花键齿,针对内外带齿花键轮的多种精密锻造成形方案进行研究.拟定了使其内、外花键齿都能良好成形的精锻工艺并设计了相应的成形模具,并采用Deform-3D软件进行了数值模拟.模拟结果表明:花键轮内外齿形充填良好,等效应力与应变分布合理,总成形力较小约为279 kN.结合模拟结果与工艺特点分析可知,花键轮内齿相对外齿较难成形,采用分流导流既能使内齿成形好,也能明显降低总成形力.实验结果进一步验证了该工艺与模具很好地改善了较难成形的齿端角隅部的充填效果.     

镁合金典型构件等温成形数值模拟及优化

运用DEFORM-3D软件对镁合金箱盖的等温成形过程进行了有限元数值模拟分析。根据箱盖结构特点,初步设计3种形状的预制坯,依据数值模拟结果,优化得到最终预制坯,并分析了等温成形过程中箱盖的等效应力、等效应变、速度、栽荷行程曲线等。研究结果,Ⅲ型预制坯金属在各个部位的流动相对较均匀,流动自然平滑,无拉伤、折叠等缺陷发生。综合分析,得出Ⅲ号预制坯的成形效果最好。     

立式磨床摇臂铸造工艺研究与数值模拟

研究了立式磨床摇臂灰铸铁件的铸造工艺,利用数值模拟法研究了铸件的凝固过程。结果表明,在铸件最大壁厚处产生了缩孔、缩松缺陷。根据数值模拟结果并结合理论分析,对铸造工艺方案进行了优化设计,采用该优化工艺消除了铸造缺陷,降低了产品废品率。     

复杂盘饼类铝合金锻件等温成形缺陷分析

以环形座锻件为例,采用实验研究和有限元数值模拟相结合的方法研究了复杂盘饼类铝合金锻件等温成形时缺陷产生的机理.结果表明:采用反挤变形方式可以控制金属的径向流动速度,能有效地防止复杂盘饼类铝合金锻件的径向折叠和穿流缺陷的发生;各区域金属分配不合理会使局部区域因缺少金属而引起充不满或对流折叠,或使局部金属过多引起折叠;增大镦粗时坯料与模具间的摩擦阻力和变形量,可使坯料获得更好的径向分布的流线,最终得到流线分布合理的锻件.     

铝合金控制臂模锻成形工艺设计及数值模拟

控制臂作为汽车悬架系统的导向和传力元件,其锻造工艺复杂,在实际锻造生产过程中容易在零件的大拐角处出现穿透性的裂纹。该文用数值模拟预测金属成形过程,首先建立了控制臂三维数值模型,根据控制臂零件的几何形状设计了锻造工艺,然后对弯曲和开式模锻成形过程进行了分析。结果表明,该成形工艺可以较好地成形此零件,为该锻件的生产提供了理论依据。     

高强铝合金复杂锻件等温可分凹模精密模锻成形工艺研究

以某高强铝合金复杂锻件为研究对象,通过锻件工艺性分析,选用了等温可分凹模模锻精密成形工艺作为其制备工艺,采用热力耦合有限元分析方法对新成形工艺的终成形、预成形、拍扁等3个工序进行了模拟分析。终成形模拟结果表明:具有基本几何特征的预制坯成形后在多个位置形成折叠。通过平面应变有限元模拟获得了这些折叠产生的机理,给出了可分凹模模锻工艺中复杂锻件预制坯设计的基本原则,并优化了预制坯几何外形。工艺试验结果表明,采用修改后的预制坯和新成形工艺制备的锻件无缺陷,其尺寸精度、表面粗糙度等质量指标优于传统开式模锻件。     

等温精密成形镁合金上机匣新工艺

针对直升机上机匣的复杂结构和其受力特点,以及加工制造中存在的问题,对此类锻件所使用的材料和加工工艺做了对比分析,建议此类锻件采用等温成形加工。确定了等温成形加工方案,设计出了所使用的模具。通过实际应用,证明该方案行之有效。     

铝合金三角臂制坯辊锻工艺与辊锻模设计

根据铝合金三角臂的特点,结合自动化生产要求进行辊锻制坯工艺设计。采用4道次辊锻椭圆—圆型槽系,合理分配延伸系数和选择前滑值。结果表明,与传统的自由锻制坯相比,辊锻制坯工艺稳定可靠,产品质量高,联线生产节拍可达3件/min。     

5A06铝合金复杂盒形件等温锻造工艺研究

针对5A06铝合金复杂盒型件,利用有限元分析软件Deform,确定了先预成形后终成形的等温锻造成形工艺方案。并通过逆向补偿方法设计了预成形及终成形模具。在20 MN锻压机上,先将铝合金板材预锻成预制坯,然后再等温终锻。等温锻造工艺中,模具温度为(450±10)℃,5A06铝合金预制坯温度为(465±10)℃,成形时最大挤压力为14000 k N。等温锻造试验表明;Deform有限元分析对等温锻造成形工艺研究具有较强的指导意义,采用先预成形后终锻成形工艺能大大提高锻件成形质量;此外,5A06铝合金等温锻造盒型件相较于机械加工盒型件,抗拉强度Rm提高到350 MPa,伸长率A提高到25%。     

TC6合金等温锻造过程中晶粒尺寸的数值模拟

通过引入一个与微观组织相关的函数对稳态流动应力模型进行修正,建立了金属材料高温变形时的稳态流动应力模型.并将该耦合微观组织参数的流动应力模型写入有限元程序中,模拟了TC6合金叶片在等温锻造过程中初生α相晶粒尺寸的变化.研究了变形工艺参数(压下量,变形温度,变形速度和摩擦因子)对零件内部初生α相晶粒尺寸的影响.     

2024铝合金航空座椅支承零件等温模锻成形研究

采用Deform-3D有限元软件及等温模锻试验对2024铝合金航空座椅支承零件的成形过程进行了模拟与试验研究,并且分别对等温模锻件和热轧板机加工零件的组织和性能进行了对比研究。结果表明,在420℃、锻压速度为1.5 mm·s-1、保压时间为1.5~2 min的锻造工艺参数条件下,2024铝合金航空座椅支承零件锻造成形的最大锻压力为12700 k N,锻件成形金属流动顺利。在本文的工艺条件下试制锻造了多件2024铝合金航空座椅支承件,测试分析结果表明,通过等温模锻制造的航空座椅支承零件较热轧板机加工零件强度提高11.4%,最高的强度为508 MPa,且不同方向力学性能的差异小于3%。     

直长轴类模锻件填充效果实验研究

以圆柱体大头位于中段和端部两种常见直长轴类模锻件为研究对象,运用数值模拟和物理实验相结合的方法,探讨了不经制坯直接终锻时坯料尺寸与填充效果的关系.结果表明:坯料截面积与锻件最大截面积之比F_0/F_1达到一定值时,按传统文献规定需要压肩的某些锻件,可直接终锻(材料利用率70%以上).卧锻较立锻易填充,中段大头较端部大头易填充.同时,验证了填充效果与变形速度有很大关系,实验结果为小尺寸模锻件工艺设计提供了参考价值.     

大型液压装载机摇臂锻造成形模拟

摇臂作为大型液压装载机关键受力构件,随着工作时间的延长和工作强度的增大,经常出现开裂现象,为了提高装载机的工作寿命与安全可靠性,基于锻件强度高的优点,将摇臂由原来的铸件改成锻件。在大型液压装载机摇臂铸改锻的基础上,根据大型液压装载机锻造摇臂的形状结构特点,制定了摇臂锻造成形工艺方案。并运用Deform-3D软件对摇臂成形过程进行模拟。研究了摇臂锻造模拟结果的应力、应变、温度场、行程-载荷曲线;并用锻锤对摇臂进行锻造生产试制。研究结果表明,生产试制结果与模拟结果基本吻合,模拟分析为成形工艺的完善与优化提供理论参考。