航空接头锻件等温锻压成形工艺

为了提高航空锻件的综合性能,通过等温锻压工艺研究了航空接头锻件的成形过程,采用Deform3D有限元软件对高筋薄壁铝合金航空接头锻件的锻压成形工艺进行了仿真研究,在实验室油压机上开展了缩比(1∶5)锻件的成形工艺实验.研究结果表明:在坯料与模具温度均为450℃、成形速度为0.1 mm/s的等温模锻工艺下,材料变形抗力比常规热模锻降低70%,材料在模腔中的流动性提高,锻件充填完好,锻件变形均匀,应力集中降低;等温锻造工艺可使锻件获得流线顺畅、晶粒细小、力学性能优良的纤维组织,避免了热模锻易出现的涡流、折叠、穿流、充填不满等锻造缺陷;仿真与实验结果吻合,为航空接头锻件锻压成形工艺的制订提供了依据.     

差速器行星齿轮闭塞锻造成形工艺优化

运用DEFORM-3D软件对差速器行星齿轮的闭塞锻造成形过程进行有限元模拟，将其过程可视化，对成形中可能产生的缺陷进行预测，以降低工艺试验成本；通过分析模拟结果，为模具的选材、结构的优化提供依据。     

基于响应面法的铝合金筋板锻件工艺参数多目标优化

为了能获得更好的铝合金筋板类锻件锻造成形工艺参数,提出了基于响应面法(Response Surface Methodology,RSM)和有限元模拟技术(finite element simulation,FEM)的锻造成形工艺参数多目标优化策略.以铝合金筋板类锻件晶粒均匀性和锻造变形力作为评价指标,建立了有限元数值模拟与响应面法相结合的二阶分析模型,求得的回归模型拟合度达89.59%.并运用MATLAB软件求出可行设计空间中目标函数最佳工艺参数组合为始锻温度465℃、锻造速度8.7 mm/s、摩擦系数0.2.锻件的晶粒均匀性有了很大的改善,同时有效的降低了锻件变形力,并通过DEFORM-2D模拟和热加工图对其进行了验证,表明了所提出方法的有效性.     

支承架数值模拟应用

利用Pro/e对毛坯、模具进行三维造型,利用模拟软件DEFORM-3D对支承架等温锻造成形过程进行数值模拟,得到成形过程中锻件的填充情况以及成形载荷、应变场和应力场的场量分布。通过对比实际零件生产情况再次证明了该软件模拟的可行性及有效性。基于模拟结果,对锻造缺陷的成因进行了初步分析,并提出了成形工艺及模具设计的改进建议。     

一种挖掘机斗齿多向精密成形工艺研究

目的研究挖掘机斗齿多向精密锻造成形工艺。方法根据挖掘机斗齿的结构特点,设计一种多向精密成形工艺方案。使用Deform-3D有限元分析软件对提出的工艺方案进行模拟,分析锻造过程中的载荷-行程曲线和金属流动规律,最后设计模具并进行工艺试验。结果通过数值模拟与工艺试验,获得了成形过程中的工艺参数,揭示了挖掘机斗齿多向精密成形过程的变形规律。结论提出的多向精密成形工艺方案成形挖掘机斗齿没有超出模具的许用应力范围,工艺试验获得的锻件充填饱满,无锻造缺陷。     

基于DEFORM-3D大型挤压筒温度场的仿真分析

在金属静液挤压成形工艺中,挤压筒与模具的预热工艺(预热温度、加热及保温时间)对金属挤压成形过程以及挤压制品的力学性能有着重要影响。本工作采用DEFORM-3D软件对40 MN卧式静液挤压机的挤压系统的温度场进行了有限元仿真,给出了挤压系统的稳态、瞬态温度场以及挤压筒内表面的瞬态温度分布;并对挤压筒内表面的温度进行了实验验证,测试结果表明,挤压筒内表面温度分布与仿真结果非常吻合,相对误差小于5%。因此,本工作所建立的温度场仿真模型为大型挤压系统预热工艺参数的确定以及挤压系统自身结构优化提供了一个有效的理论依据。     

基于 Deform-3D 的车用下轴套零件冷挤压模具结构优化设计

目的分析挤压成形中车用下轴套零件成形表面出现的折叠缺陷,优化挤压上凹模的底部出口斜度、下凹模的入口斜度和挤压深度等主要成形工艺参数。方法采用DEFORM-3D软件,对汽车下轴套零件的冷挤压成形工艺进行了系统的有限元数值模拟试验。结果挤压成形模具结构设计不合理,导致在成形过程中模具分型面处金属出现汇流并形成折叠。结论通过优化挤压模具结构,使金属成形良好,无折叠缺陷出现,最终获得了较为合理的冷挤压模具结构。     

航空叶片模具设计参数对模具磨损影响分析

为解决航空叶片精锻模具磨损严重,设计参数确定困难等问题,本文在分析模具设计过程和锻造工艺的基础上,基于Archard摩擦理论,借助有限元分析软件对不同设计参数的叶片模具的精锻成形过程进行了模拟仿真,运用正交试验设计方法分析了模具成形角度、桥部厚度、桥部宽度对叶片成形力和模具磨损的影响,得出了有益于叶片成形和减小模具磨损的最优化组合设计参数,并对该参数的计算方法进行了改进,简化了计算过程且参数计算更加精确;最后,通过工程实例对上述过程进行了验证,其实验结果与仿真结果的一致性较好,减小了模具磨损,提高了叶片模具设计效率.     

薄壁钢筒温成形模具磨损规律及机理

目的通过对薄壁钢筒温成形过程进行数值模拟,分析其磨损规律及机理。方法采用Deform-3D对薄壁钢筒的温挤压过程进行模拟,分析在不同挤压速度和模具预热温度下,模具最大磨损量的分布规律。结果挤压速度越小,凸模顶端温度越高,磨损越严重;模具预热温度高于250℃时,模具表面氧化膜破坏,模具钢硬度急剧下降,模具磨损加剧。结论通过设置合理的工艺参数,可以减缓模具的磨损,并为模具表面修复提供了理论依据。     

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、载荷-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。     

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。     

低活化钢 U 形弯曲工艺仿真及实验研究

目的优化低活化钢的U形折弯成形工艺。方法应用DEFORM-3D仿真软件,对不同工艺参数下的U形折弯试验进行模拟,探究成形温度、凸模下行速率以及凹模圆角半径等因素对U形折弯效果的影响,对折弯工艺进行优化,最后根据优化参数结果进行实验,并将实验现象与模拟结果进行比较。结果在成形温度为600℃、凹模圆角半径为20 mm、凸模下行速率为0.5 mm/s时,U形折弯的模拟效果最优,在此工艺参数下进行折弯实验,得到的U形件满足生产需求。结论通过优化合适的工艺参数,使用折弯工艺加工U形件完全可行。     

配电柜连接器锻造工艺研究及数值模拟分析

目的 研究曲面分模工艺在配电柜连接器成形中的可行性。方法 针对配电柜连接器结构有高筋的特点,设计出一套曲面分模工艺方案。同时根据其合模过程中出现的错位现象,设计出一套带有锁扣装置的模具。另外通过增加坯料长度和圆角,解决实际生产中出现的折叠缺陷。最后通过有限元模拟软件DEFORM-3D,模拟了成形过程,获得成形过程的金属流动情况、等效应变分布以及成形载荷变化情况,并根据模拟结果进行了生产试验。结果 通过模拟结果及工艺试验结果显示,该零件的两侧高筋可以成形完全,同时未出现折叠等缺陷。结论 验证了曲面分模工艺在配电柜连接器成形中的可行性。     

热压工艺参数对TC11钛合金饼坯低高倍组织的影响EI

本文研究了常规锻、等温锻和超等温锻工艺参数对TC11钛合金饼坯高、低倍组织的影响。试验研究结果表明,采用等温锻造(锻造加热温度为930℃或860℃)或超等温锻(锻造加热温度860℃,模具温度930℃),可使饼坯获得均匀细晶的低倍组织和。α+β等轴高倍组织。     

基于正交试验的航空叶片精锻模具磨损分析

针对航空叶片模具设计效率低、磨损严重、参数修正困难等问题,在对叶片模具设计过程分析的基础上,基于UG/Open API技术开发了模具CAD系统,实现了模具参数化设计,提高了模具设计效率;基于Archard修正理论,借助Deform-3D软件就模具设计参数对叶片精锻成形的影响进行仿真模拟,通过正交试验分析了锻压速度、成形角度、桥部厚度对叶片模具磨损与寿命的影响,得出了有益于延长模具寿命的最优工艺组合参数,并对该组合参数的设计规则进行了优化,使得模具设计参数的确定更加精确、简单;通过工程实例,对模具磨损与寿命进行了分析,得出试验结果与模拟结果具有较好的一致性。研究结果对航空叶片精锻模具优化设计与磨损分析具有重要的指导意义。     

直齿圆柱齿轮温锻成形工艺参数优化

对直齿轮温锻成形过程进行数值模拟,选取不同参数和水平进行正交试验设计,将齿轮的成形力和凹模模具磨损作为2项指标,并基于该2项指标分析试验结果,得出坯料初始温度、模具预热温度、工模间摩擦系数、锻压速度等对成形过程的影响,并获得较优的工艺参数值。模拟结果与实验结果吻合,对实际生产起到了指导作用。     

Ti-47.at%Al合金的等温锻造模拟

采用热模拟压缩试验研究了粉末冶金Ti-47.at%Al合金在温度为900~1200℃、应变速率为0.001~0.02s-1范围内的高温变形特性,发现合金的流动应力应变曲线具有流变软化特性,并得出该合金的流变应力本构模型.利用有限元软件对Ti-47.at%Al合金V型件在不同工艺参数下的等温锻造过程进行模拟.结果表明,提高变形温度和减小锻造速度,都能降低锻造所需的载荷,且使温度和等效应变分布也越均匀,不易产生裂纹,而且预成型坯的形状对锻造过程也有很大影响.     

空调机用黄铜三通阀的温挤压成形数值模拟

提出一种新的精密温挤压成形工艺代替传统热锻法来制造空调用三通阀。建立了该三通阀温挤压有限元分析模型,采用非线性有限元分析软件DEFORM-3DTM对三通阀温挤压成形的过程进行了数值模拟,揭示了其塑性成形的机理,以及工艺参数对充填情况的影响规律,进一步获得了合理的温挤压工艺参数。     

一种深孔钻成形工艺设计及数值模拟

目的 根据深孔钻的结构特点,进行零件工艺分析和成形工艺方案设计,通过工艺试验结果验证深孔钻成形工艺的可行性。方法 首先,利用高温热压缩试验得到不同形变条件下深孔钻所用材料42CrMo合金钢的真应力-真应变曲线,并加以分析。其次,将试验数据导入Deform-3D材料库中,利用Deform-3D有限元模拟软件对深孔钻热挤压成形工艺方案进行数值模拟,分析成形过程中冲头的载荷-行程曲线以及形变过程中金属的流动规律、应力场分布、温度场分布和最终锻件的金属流线分布情况。最后,优化模拟结果进而得到成形工艺参数,进行深孔钻模具结构设计及工艺试验。结果 试验模拟得到的深孔钻充填饱满,金属流线分布合理,与实际金属流线分布基本一致。在成形过程中,上冲头的最大载荷为4.43×10³ kN,工艺试验得到的锻件尺寸一致性较好,没有锻造缺陷。结论 提出的深孔钻成形工艺是可行的,模具结构设计合理,可对该类型锻件的实际生产提供指导。     

基于响应面法的连杆模锻成形载荷影响因素研究

目的 解决42CrMo连杆预锻成形过程中因成形载荷较大导致的模具损坏风险较大和使用寿命低的问题。方法 构建连杆预锻成形的仿真模型,分析不同坯料温度、模具温度、模锻速度、摩擦因数对成形载荷的影响规律,基于Box–Behnken试验设计与响应面法对连杆预锻的成形载荷进行研究,并结合多岛遗传算法进行优化。结果 在多因素交互下,各工艺参数按对成形载荷显著性影响由大到小的顺序依次为：坯料温度、摩擦因数、模锻速度、模具温度。当坯料温度为1 190℃、模具温度为350.7℃、模锻速度为532.5 mm/s、摩擦因数为0.1时,成形载荷为3 226.6 kN,相比原工艺的成形载荷降低了50.74%。模锻试验后成形效果较好,说明了优化工艺参数的合理性。结论 优化后的工艺参数可使成形载荷明显降低,该研究可为连杆实际模锻成形的生产提供有效指导。