组合形活塞销冷镦挤成形工艺方案设计

依据组合形活塞销结构特征,制定了两种多工位冷镦挤成形工艺方案,并应用DEFORM-2D软件对活塞销成形过程进行数值模拟仿真,分析比较了两种方案中金属流动规律、应力分布规律和成形力大小。模拟结果显示:采用制定的两种工艺方案成形活塞销均不会出现折叠、开裂等锻造缺陷,但"两次反挤压+挤锥"的成形工艺方案各工步成形载荷分布更合理。工艺实验结果显示,采用"两次反挤压+挤锥"生产的组合形活塞销满足设计尺寸要求、无折叠和开裂缺陷。数值模拟结果与工艺实验结果相一致,制定的工艺方案可以满足零件塑性成形的设计要求。     

弹壳打凹-平底成形微折叠缺陷分析及改进措施

以某型号弹壳为研究对象,针对初始设计方案中弹壳底部成形后底火室侧壁微折叠的问题,通过微观组织观察和数值模拟确定微折叠产生于打凹成形,而导致微折叠产生的原因为：打凹成形过程中,隔板处金属的径向和轴向流动明显快于内侧壁,导致隔板与内壁连接处圆角的曲率半径持续变小,直至出现微折叠缺陷。同时,该微折叠缺陷在平底成形时保留并随着侧壁金属的轴向流动向下移动,与实际观测到的微折叠缺陷位置相吻合。为提高弹壳成形质量和避免该缺陷问题,提出一种修改打凹成形模具尺寸以改善打凹成形金属流动的改进方案,数值模拟和工艺试验结果均表明,采用改进方案后,打凹壳、平底壳均无微折叠缺陷,其他尺寸达到设计要求,改进工艺方案能够满足实际生产需求,提高了弹壳底部成形质量。     

组合形活塞销冷镦挤成形工艺

针对组合形活塞销结构特征和工艺要求,分析该零件的成形难点为:两端圆锥孔的挤压成形和深径比大于2. 5的中心圆孔反挤压。为此,应用DEFORM-2D有限元分析软件对组合形活塞销7工位冷镦挤成形工艺进行数值模拟分析。通过数值模拟分析和工艺方案修订,确定最终的成形工艺方案为:下料-整形-压凹-反挤压-冲孔-第1次挤锥-第2次挤锥,并采用硬质合金YG15制造反挤压凸模,以避免一次反挤压成形时凸模横截面变化处的折断。采用该方案进行工艺实验,实验结果表明:组合形活塞销尺寸满足零件设计要求,无折叠、开裂等锻造缺陷,深孔反挤压凸模使用寿命大于8万件。     

A286高温合金薄壁管件镦制工艺优化北大核心CSCD

针对某型A286高温合金薄壁管件的薄壁特征镦制成形过程中,容易出现折叠、填充不完全、飞边等问题进行了研究。提出了正挤压和反挤压两种材料流动方式,并利用Deforn-3D有限元软件进行数值模拟。对比分析了两种镦制工艺成形过程中的成形效果、等效应力、等效应变、金属流线和材料流动规律,数值模拟结果表明:与反挤压相比,正挤压成形制件的应力集中明显,金属流线紊乱,且有明显缺陷,采用反挤压镦制工艺更加合理。镦制实验结果表明,采用反挤压镦制成形的制件具有良好的几何特性,无填充不完全、折叠、飞边等缺陷,实验结果与数值模拟结果一致。     

挤压缩口工艺中缺陷的研究

针对钻杆接头挤压缩口成形过程中产生连皮四周出现缺肉及折叠缺陷的现象,采用三维有限元模拟软件Derform-3D,对整个缩口过程及成形影响因素进行了模拟分析,发现缺陷的产生主要是由反挤压与缩口同时进行时成形件底部金属复杂流动引起的.通过对冲头形状、凹模型腔及摩擦系数等成形影响因素分析,确定出缩短冲头长度、适当增大冲头直径...     

双管带隔筋件隔筋形状对内外管成形的影响

为了获得综合性能良好的某铝合金双管带隔筋挤压件,对提出的整体挤压成形工艺方案进行有限元模拟,模拟结果中存在折叠、挤压力大、局部强度不足等缺陷.针对所产生缺陷进行成形工艺方案改进,并确定优化后的挤压方案为:双筒带隔筋挤压件连皮在中间,隔筋的上端面倒有呈水滴状的圆弧.通过模拟对改进后的工艺进行验证分析,结果表明:过渡圆角的大小对折叠有较大影响,增大圆角可减小材料向筋部流动的阻力,可以改善材料的流动状态,并获得了最优过渡圆角半径.利用设计的模具进行了实验验证,获得了成形质量良好的挤压件.     

基于Deform的煤机刮板锻造折叠缺陷研究

应用有限元分析软件Deform-3D分析了刮板模锻成形过程中出现折叠缺陷的原因:模具设计不合理导致终锻成形过程中U型碗处金属对流后汇流。为了解决这一问题,提出改进工艺方案:U型碗在预锻过程中完成成形。通过数值模拟分析,采用改进工艺方案生产的锻件,U型碗处未出现折叠缺陷。工艺试验证明,试验结果与数值模拟结果一致,改进工艺方案可以避免锻件折叠缺陷的产生,锻件是合格的。数值模拟结果对工艺试验有一定的指导意义。     

铝合金双筒带隔筋挤压件成形工艺研究

为了获得综合性能良好的铝合金双筒带隔筋挤压件,结合该工件形状特点,首先提出三种整体挤压成形工艺方案。对所提出的成形工艺方案进行有限元模拟,模拟结果中存在折叠、挤压力大、局部强度不够等缺陷。结合产生的缺陷对成形工艺方案进行改进,最终确定优化的挤压方案为双筒带隔筋挤压件连皮在中间,隔筋的上端面呈水滴状的圆弧。     

某同步器齿环热精锻成形工艺方案设计

提出同步器齿环两种不同的热精锻成形工艺方案,借助有限元分析软件Deform-3D,模拟了两种工艺方案下齿环的热精锻成形过程,分析比较了两种方案中的金属流动规律和应变分布规律。模拟结果显示:工艺方案1的成形末期,在定位键与侧壁结合处变形较剧烈,该处存在两个方向的金属汇流,从而导致该处产生折叠缺陷;采用方案2,定位键最后充填,充填方式为金属的径向和轴向复合流动,定位键与侧壁的结合处不存在两个方向上的金属汇流,因此不会产生折叠缺陷。工艺试验表明,采用方案1成形的齿环在定位键与侧壁的结合处有明显的折叠缺陷,采用方案2成形的齿环充填饱满、未见折叠缺陷。数值模拟结果与工艺试验结果相吻合,数值模拟可以为实际生产提供指导。     

挤压工艺参数对枝杈类锻件折叠缺陷的影响

针对枝杈类锻件挤压成形过程中枝杈根部出现折叠缺陷的问题,基于DEFORM-3D体积成形软件研究了工艺参数对金属流动及折叠缺陷的影响规律。通过数值模拟和试验研究,发现改变枝杈角度等工艺参数,可有效改变枝杈根部成形时金属的流动状态,减小或消除折叠现象。研究结果表明,最大折叠长度Llap随模具圆弧外端与冲头环形平面距离h、冲头挤压速度v的增大而减小,随枝杈角度α的增大而增大;当枝杈角度为定值时,减小冲头底锥相对直径d/D值或采用双向挤压可显著降低折叠缺陷的产生。     

十字轴闭塞式单向温挤压工艺

采用数值模拟与物理实验相结合的方法对十字轴的单向温挤压工艺进行研究。结果表明,成形过程中,锻件顶部存在5个流动死区,且枝杈入口处金属流动速度梯度导致流动沟槽的出现;进入圆角和飞边充填阶段,型腔内压急剧增加,(A_锻-A_筒)截面积差达到最大值,所需成形力、合模力均急剧增加。基于浮动凹模技术进行了模具设计和成形实验,改进连皮高度之后,所得锻件成形效果较好,表层金属流线清晰可见,不存在金属折叠、缺肉现象。     

管接头锻件的挤压成形工艺研究

对0Cr21Ni6Mn9N钢管接头锻件进行工艺分析,设计了下模镶块,解决了管接头锻件的成形。首次试制时管接头锻件出现了比较深的折叠缺陷。使用Simufact.forming锻造工艺模拟软件对锻件的成形过程进行了模拟。结果显示,在挤压力的作用下,在模具中部向内流动的金属产生折叠。进行工艺改进——在折叠位置处增加成形凸台。改进的工艺实施后消除了向内流动现象,解决了折叠缺陷。     

基于数值模拟的转向节挤压工艺优化

根据转向节的形状特点,分析并概述了其成形过程的金属流动特性和现有成形工艺存在的不足.将现有的自由锻制坯改进为挤压制坯.提出了一种新的成形方案为:下料—加热—摔杆—挤压制坯—预锻—终锻.应用三维有限元模拟软件Deform对转向节成形过程进行了数值模拟.针对杆部的折叠缺陷,分析其产生原因,提出增强法兰盘结构强度的解决方案,对挤压下模进行了改进.结果表明,所得终锻件各部位充填饱满、飞边均匀且无折叠缺陷.     

摩托车齿形链链轮成形数值分析与工艺改进

应用有限元分析软件Deform-3D分析了齿形链链轮冷挤压成形初始工艺方案中产生缺陷的原因为:金属流动不合理和最大主应力超过了材料的抗拉强度885 MPa.为解决这一问题,提出了减径挤压成形的改进工艺方案:先缩径再成形齿形.通过数值模拟分析,改进后工艺方案的冷挤压件齿形充填饱满,最大主应力小于材料的抗拉强度.经工艺试验证明,改进的冷挤压工艺方案,可以避免挤压缺陷的产生,获得质量优良的挤压件.     

法兰面焊接螺母冷镦成形孔口折叠缺陷的产生机理研究

法兰面焊接螺母在实际冷镦成形中容易出现孔口折叠缺陷,采用有限元模拟分析与试验相结合的方法对缺陷进行了研究.首先结合现有设备能力及制造成本确定工艺方案;然后通过Deform-3D有限元软件对法兰面焊接螺母冷镦成形中的金属流动过程进行了动态模拟分析,得到缺陷产生的机理,并进一步对缺陷影响因素进行分析;对缺陷产生机理及关键影响因素进行了试验验证,在此基础上提出改进措施.结果表明,孔口折叠是在镦锻成形过程中,凹穴内孔圆柱面的金属流向法兰面,同时上面金属向下流动造成金属回流而成,严重时产生折叠缺陷;无法完全避免金属孔口折叠,但可通过控制成形工艺来减少折叠程度.     

节距190 mm链轨节模锻成形研究

对节距190mm链轨节模锻成形过程进行数值模拟,获得了链轨节模锻成形过程金属流动规律;对成形过程中出现的折叠缺陷进行分析,对冲孔连皮及预锻毛坯结构进行优化,解决了折叠缺陷问题;结合生产实践设计了链轨节的锻造模具.经实践检验,生产出的锻件符合技术要求.同时,改进后的锻造模具节约了原材料,降低了生产成本.     

活塞销冲孔局部变形分析及改进

以某款内燃机活塞销为研究对象,分析其冲孔成形底部出现较大局部镦粗变形的原因并进行修正。首先,对活塞销用材料20CrH钢试样进行室温下的拉伸和压缩试验,利用DEFORM软件对拉伸过程进行数值模拟,以韧性断裂准则Normalized Cockcroft & Latham(NCL)为模型求解出其临界破坏值为0.22。其次,应用NCL模型对活塞销冲孔成形过程进行数值模拟,分析其冲孔局部镦粗变形的原因为：筒壁外侧为无径向约束状态,冲孔过程中,在与连皮对应相连接的筒壁处出现轴向与径向的复合金属流动。最后,在不改变原有模具的基础上,提出一种通过减薄连皮厚度来减弱底部局部镦粗变形的解决方法,数值模拟与工艺试验结果表明,该方法可以保证冲孔后活塞销外圆柱面的尺寸不会因为局部镦粗变形过大而超差。     

半轴套管精密挤压成形新工艺及应用

针对内部多台阶并且精度尺寸要求高的半轴套管,本文提出了镦粗、反挤压杯形、冲孔正挤压及扩孔整形的成形新工艺,并进行了实际生产.对新工艺开发过程中出现的圆角充不满、连皮无法完全冲出以及底部裂纹或折叠等缺陷产生的原因进行了分析,提出了相应的解决措施:通过增加2mm正挤压件上端尺寸,实现了圆角充满;利用有限元数值模拟确定了连皮冲不掉的原因,并通过提高反挤压工序的设备吨位解决了此问题;通过对挤压件设置追踪点反向追踪缺陷位置,完成裂纹缺陷的处理.     

基于正交试验的活塞销挤压成形工艺研究及模具磨损分析

分析了活塞销的冷挤压成形工艺及凸模的磨损状况,提出两种活塞销冷挤压成形工艺方案,设计了带有限流套的模具结构,解决传统工艺中端面不平度及保证连皮位置在中间位置问题。同时,基于正交试验采用方差分析法和极差分析法,以成形载荷及其凸模磨损量为评判指标,获得最佳工艺参数组合。利用最佳的组合参数来探寻挤压件中损伤因子、等效应变、等效应力、速度场以及折叠角云图优化前后的变化规律。结果表明,活塞销冷挤压成形的最佳工艺参数组合为:下压速度10 m/s,摩擦系数0.1,凸模材料硬度为62 HRC。     

枝杈类锻件挤压成形工艺参数对折叠缺陷的影响分析

针对枝杈类锻件挤压成形中易出现折叠缺陷的现象,通过Deform-3D软件研究了成形参数对枝杈根部金属流动及折叠缺陷的影响。结果表明,金属流速不均匀和金属的汇流是造成锻件折叠缺陷的主要原因;最大折叠长度Llap随冲头底锥相对直径d/D、冲头凸台锥度β的增大而增大;随枝杈根部圆角半径r的增大而减小。改变工艺参数可有效改变枝杈根部金属的流动状态,减小或消除折叠现象,获得无折叠缺陷的枝杈类锻件。试验结果证实了数值模拟的准确性。