长枝权喷油器体锻造工艺分析

为解决长枝权喷油器体毛坯锻造时枝权难以充满的问题,提出了一种局部镦粗—限流预锻—终锻—红切边成形工艺.采用结构分析的方法确定了原始坯料的尺寸为直径φ32 mm、长度161 mm,并采用有限元和实验方法分析了该工艺的可行性.研究结果表明,新工艺预锻时限流槽能控制坯料流动,相比于常规成形方式,可在不增加坯料尺寸的情况下,将更多的金属聚集在锻件枝权型腔处,并保证了终锻时长枝权的充填完整,成功锻造出外形实完好的产品.     

末端法兰热锻成形的数值模拟及工艺优化

针对末端法兰一次终锻成形出现的折叠缺陷问题,分析缺陷形成的原因,并基于Deform-3D有限元分析软件模拟末端法兰成形过程,结合正交试验优化工艺参数,提出制坯、预锻、终锻3步成形方法,调整坯料尺寸、摩擦系数、下压速度及终锻飞边厚度,有效地减小了锻件下模边缘、中孔和凸台的折叠角度,降低了开裂风险,最终锻出合格锻件。试验结果表明:当工艺参数满足坯料直径Φ50 mm、长190 mm、摩擦系数0.25、下压速度60 mm·s-1、预锻飞边4 mm、终锻飞边3.8 mm,并采用制坯-预锻-终锻3步成形方案时,锻件质量较优。通过实际生产验证了数值模拟结果的准确性和可靠性,获得了符合要求的产品。     

大规格复杂曲面叶片精密模锻成形工艺设计及优化

以大规格复杂曲面叶片锻件为例,介绍了复杂曲面叶片锻造模具的设计关键点——叶片旋转定位和投影面中心重合。预锻坯料采取变直径物料分配设计和定位设计,基于Deform-3D有限元模拟软件进行了精密模锻成形工艺优化,并在100 MN液压机上验证了工艺的可行性。结果表明:叶片旋转定位和投影面中心重合设计,减少了预锻坯料的偏移和滑动。预锻坯料总长度是重要尺寸,在终锻成形过程中,长度方向单边展宽不小于60 mm。预锻坯料进行了拍扁定位设计,解决了预锻坯料偏移和滑动问题。预锻坯料采取变直径物料分配并进行了尺寸优化,锻件充填完整,锻件飞边宽度均匀性标准差SD值达到最小。     

基于响应面法的喷射成形7055铝合金飞机轮毂锻造工艺优化北大核心CSCD

针对由于飞机轮毂形状复杂而导致的轮毂锻件充填不完整和模具磨损等问题,在某型号飞机起落系统的轮毂锻造中,采用喷射成形7055铝合金挤压棒,并采用热模锻方式和增加锻件预成形设计,建立以锻件的终锻充填率和终锻力为优化目标、以坯料预锻压下量、坯料加热温度、模具预热温度和模具下压速度为设计变量的响应面模型。利用二阶响应面法与Design Expert软件相结合,对轮毂锻件的工艺参数进行优化,确定最佳参数为:坯料预锻压下量为45.30 mm、坯料预热温度为430℃、模具预热温度为447℃、模具下压速度为5.00 mm·s。生产验证表明,改进后的预成形方案与工艺参数可以在较低的终锻力下,解决充填不完整的问题,生产出合格的产品。     

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%。     

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。     

直齿轮预制分流孔-终锻分流成形

为降低直齿轮精锻成形载荷,提高锻件精度和模具寿命,文章在对闭式锻造成形载荷影响因素分析的基础上,提出在保证齿形充填的同时对中心部位分流降压的成形思路。设计了直齿轮预锻预制分流孔、终锻分流成形的工艺和装置,并采用有限元软件和实验方法分析了该工艺对金属流动和成形载荷的影响。结果表明,该工艺能够通过控制坯料在模腔中的流动,在较小的成形载荷下获得充填完好的锻件。     

盘式转向节锻造工艺优化与过程模拟分析北大核心CSCD

某型汽车盘式转向节锻造过程中存在高裂纹率(10.00%)、高废品率(7.36%)的质量问题,经分析,由于原锻造工艺设计缺陷,导致易产生锻造折叠、裂纹和充不满模腔等缺陷。因此,开展锻造工艺优化,包括锻件工艺分析、绘制锻件图、选择设备吨位、锻造工艺工步优化、坯料设计和选定、热锻模模具优化设计等。设计两组工艺优化方案:方案1,下料(尺寸为Φ150 mm×280 mm)—镦粗(镦粗量为20 mm)—预锻(料段横放型腔)—终锻—切边;方案2,下料(尺寸为Φ150 mm×280 mm)—镦粗(镦粗量为50 mm)—预锻(料段立放型腔)—终锻—切边。结合有限元过程模拟,对比分析两种工艺方案的模拟质量结果,优化工艺方案。通过过程模拟结果和小批量试制验证对比证明:两组工艺优化方案得到的产品质量较原生产工艺均有所改善,其中方案2的效果更好,锻后废品率由原生产工艺的约7.36%降低至约1.01%,可优先考虑;与实际试制结果对比,过程模拟结果与实际基本吻合,具有可信性。最后,提出了一种理想工艺方案,作为未来锻造技术量产化开发和突破的研究方向。     

连杆复合型锻造折叠缺陷分析及质量控制研究

通过对连杆锻造折叠缺陷产生的类型、机理、原因、条件和时段等分析研究可知:连杆回流和汇流复合型锻造折叠缺陷是极为罕见和特殊的,是由"汇流折叠缺陷"为主和"回流折叠缺陷"为辅对接复合形成的,只有在连杆制坯坯料形状与尺寸不合理、制坯坯料在预锻模膛中放置位置不合理、预锻模膛形状与尺寸不合理、预锻模膛与终锻模膛匹配结构不合理、预锻成形打击力不合理、锻模导向功能失效等6种极端不利因素同时存在的条件下,才具有产生该缺陷的可能性。通过对连杆锻造工艺过程、锻造首锻过程、锻造尾锻过程和锻造全程管理过程等进行有效的适时化与精细化质量控制,最终可获得既满足锻造成形要求又满足高可靠性要求的大功率柴油机连杆锻件。     

汽车中间轴锻造工艺的优化

传统的汽车中间轴锻造工艺为:自由锻制坯-成形镦粗-预锻-终锻-切边,该工艺对工人操作要求较高,生产效率低。改进的工艺为:成形镦粗-两道次滚挤-终锻-切边。该工艺能降低模具成本和工人的操作难度,提高生产效率。运用数值模拟仿真软件对改进的工艺进行全工序模拟,系统地研究了滚挤模具下压间隙量和坯料规格对锻件填充性能的影响,模拟发现:下压间隙量为6mm时锻件的填充性能最好,飞边少且均匀。最优的坯料规格为准64mm×258mm。实际生产表明:改进的工艺避免了因人工操作产生的不合格件,提高了锻件质量的稳定性。     

汽车转向节精锻工艺设计与锻造主机选型

典型异形转向节的轴径细长、截面形状差异较大,由于具有负拔模角,主要采用卧锻成形方式,而现有的卧锻成形工艺产品质量难以保证,并增加了自动化生产的困难。针对该异形转向节的结构特点和成形难点,提出了由"镦粗—压扁—预锻—终锻"4个锻造工序构成的异形转向节精锻工艺,并对该工艺进行了模拟仿真。模拟结果显示:镦粗和压扁工序将材料进行了预分配,为细长的轴杆部和粗大的盘部和叉形件处提供了后续成形的材料量;预锻和终锻工序分别完成锻件的主体锻造以及圆角和局部的充填,工艺设计合理,锻件填充饱满。依据模拟分析结果,并结合锻造工序与压力机的设备特点,提出了适应该类转向节自动化锻造生产的主机类型和主机吨位。     

基于CAE的汽车铝合金控制臂锻造成形工艺

以某汽车右上控制臂为研究对象,选用6082铝合金为锻造材料,分析了产品的结构特点及成形难点,确定了其成形工艺为两道次辊锻、两工位弯曲、预锻和终锻。根据锻模设计理论,采用Solidworks软件设计各道次模具,并通过Deform软件对6082铝合金控制臂成形过程进行模拟,从温度分布、等效应力应变以及金属流动等角度分析了各工序的成形情况。针对成形方案中变形程度最大的预锻工序,采用控制单一变量的方法,分析了坯料始锻温度及摩擦因数对预锻成形的影响。结果表明：预锻时,随着始锻温度的增加,平均等效应力减小,始锻温度在450～490℃时更合理;改善润滑,减小摩擦因数使得模具载荷降低,锻件的最大等效应变减小,有利于成形且提升模具寿命。最后,基于模拟结果结合实际生产进行了试验,得到了与模拟结果相吻合的成形锻件。     

气门毛坯局部镦挤终锻成形工艺研究

根据气门毛坯楔横轧-模锻成形工艺中楔横轧和终锻工艺特点及要求,设计了不同初始直径的预成形坯料,运用DEFORM-2D软件对其终锻时的局部镦挤成形过程进行数值模拟,获得了终锻成形中头部金属将同时产生径向和轴向流动、轴向流动导致杆部增长以及工件内变形分布等规律,根据杆部增长量与预成形毛坯形状尺寸及成形条件的关系,确立了预成形毛坯的设计原则,采用终成形实验验证了预成形毛坯设计的正确性.实验表明,楔横轧-模锻工艺能获得高组织性能的气门毛坯.     

基于Deform-3D的双向法兰套管温锻工艺优化

为了解决双向法兰套管温锻一次成形件填充不满以及锻造载荷过大的问题,本文提出了采用预锻+终锻的二次成形工艺。结果表明,相比于一次成形工艺,使用二次成形工艺不仅提高了温锻的充填率,还降低了锻造载荷,预锻和终锻载荷最大值分别下降了43.0%和18.8%。     

汽车用铝合金深孔件精密锻造成形工艺研究北大核心CSCD

为解决一种汽车用深孔件在多工位热模锻试验中出现的锻不足、折叠问题,弥补工艺缺陷,采用Deform-3D软件对深孔件各工位的锻造过程依次进行了模拟分析,并比较了模锻试验与模拟分析的结果,结果显示,产生的缺陷一致且出现的时间节点相同,证明了仿真模型的可靠性。其次,根据缺陷起因改变预成形工位的零件形状,有效优化了预锻时的材料流动过程,避免了折叠缺陷,同时改进了终锻模的飞边槽结构,利用阻力墙提高了限流能力,有效防止了终锻过程中锻不足缺陷的产生。最后,对改进后的工艺通过热模锻试验进行了检验,结果表明:模拟过程准确无误,深孔件无锻不足、折叠缺陷,解决了实际问题,同时,深孔件成形饱满,外形、尺寸均满足产品加工工艺要求。     

70 MN气门专用模锻液压机及工艺分析

介绍了70 MN气门专用模锻压机的结构特点。采用DEFORM-3D模拟软件对长球形、正球形两种形状的气门预成形坯料的模锻成形过程进行模拟,确定利于终锻成形的预成形坯料形状,以及合理的锻造速度范围。     

2024铝合金件精密等温锻造工艺研究

用H13热作模具钢制作了等温锻造模具,并采用等温锻造工艺对大型2024铝合金锻件挤压成形。先将铝合金板材预锻成预制坯,然后用20 MN液压机进行等温锻造。等温锻造工艺中,模具温度为(450±10)℃,2024铝合金预制坯温度为(465±10)℃,成形时最大挤压力为11000 kN。等温锻造试验表明,等温锻造模具采用渗氧氮化热处理工艺后,可以提高模具的抗黏附性。在试制过程中,对等温锻造模具侧板圆角半径进行优化,比较R5,R10和R15 mm这3种圆角半径,测试后发现圆角半径为R15 mm的模具侧板可以更好地改善金属流动性,并减缓锻件与模具的粘结。此外,比较了两种等温锻造工艺,结果表明,通过预锻或第1道次终锻出现筋条大圆角,可以保证终锻后筋条充满。     

螺旋伞齿轮近净成形试验研究

采用Deform-3D有限元数值模拟与试验相结合的方法对螺旋伞齿轮的近净成形进行研究,提出初步的工艺优化解决方案。首先,通过有限元数值模拟分析,增设了预锻成形工序,将螺旋伞齿轮的近净成形工艺方案优化为"下料—退火—磷皂化—镦粗—退火—磷皂化—终锻"。在数值模拟基础上,对螺旋伞齿轮终锻成形进行了3水平2因素的正交试验,并在锻造试验结果基础上确定了合理的模具结构。结果表明,增加分流道能够有效减小成形压力;在优化后的模具结构中,压力机档位为1600 kN时能够实现螺旋伞齿轮的近净成形并且保证模具不被破坏。     

基于BP神经网络和遗传算法的齿轮坯预锻件多目标优化设计

在齿轮坯多工位锻造生产中,齿轮坯预锻件的设计直接影响到终锻时金属流动、锻模型腔的充满情况、锻件质量和模具寿命.本文利用BP神经网络处理高度非线性问题的特点,建立了预锻件尺寸和终锻成形力、终锻最大模具应力之间的网络模型,再结合遗传算法的全局寻优功能,确定了在终锻成形力最小以及终锻最大模具应力最小时的最佳的预锻件形状和尺寸.     

大型薄壁壳类件等温精密锻造成形研究

为了克服某雷达用关键大型薄壁壳类件传统加工方法中存在的材料利用率低,生产效率低,零件强度低等缺陷,提出采用等温精密模锻工艺成形,设计了预、终两步成形工艺方案。有限元模拟结果表明：预锻能够合理分配坯料体积,使得终锻充填均匀;终锻成形载荷大,采用分流思想使成形载荷下降了20.4%。