铝合金口盖近净成形关键技术研究

对铝合金口盖的等温成形过程进行了试验研究和有限元模拟,分析了不同加载方案对金属变形流动的影响规律.研究结果表明,局部加载等温精密模压工艺可以有效地控制金属的变形流动和提高金属充填模具型腔的能力,避免充不满、折迭和穿筋等缺陷,获得了成形质量良好的筋板类构件.     

轮毂轴管终锻成形模拟研究

根据某规格汽车轮毂轴管零件的形状尺寸特点,设计了预锻毛坯和2种终锻成形方案,并对所制定的2种终锻方案进行了工艺和模拟分析。2种方案的模拟结果显示,顺序成形过程稳定,变形只局限于端部;一次镦粗变形不局限于变形的端部,在变形结束时有少量金属流入杆部,这将会使端部缺料和杆部出现折叠和缩径缺陷。顺序成形可改善模具的受力状况,成形力有所降低,提高了模具寿命。根据力-行程曲线,应严格控制变形部位金属的体积,实现小飞边精密锻造,避免成形力在成形最后阶段急剧增大,以致损坏模具和设备。     

曲轴轮毂中间齿精压成形工艺研究

目的为了解决某型号曲轴轮毂中间齿形充填困难的问题。方法对齿形精压过程进行了数值模拟,分析了不同摩擦因数、减压孔尺寸对金属流动分布、等效应变及成形载荷的影响,并进行了试验验证。结果摩擦因数影响变形金属轴向和径向的流动分布,减压孔尺寸影响分流面位置及金属的流动速度;根据模拟结果,生产出了合格的产品。结论摩擦因数过小,径向流动阻力减小,不利于金属轴向流动充填齿形,较大的摩擦因数有利于齿形充填,但是摩擦因数过大会导致成形载荷过大;随着减压孔直径增大,金属的分流面外移,对大直径处齿形充填不利。模拟结果对实际生产具有重要的指导意义。     

基于预锻成形腔的直齿圆柱齿轮冷挤压数值模拟分析

直齿圆柱齿轮冷挤压坯料在塑性成形过程中属于三维变形,由于变形复杂,带来成形压力大,填充困难及模具寿命低等问题.建立了基于流曲线和等截面理论的流线型预锻成形腔,通过刚塑性有限元软件对挤压过程进行了数值模拟.结果表明,流线型挤压腔符合金属流动规律,可有效提高金属坯料在角隅的填充能力,减少变形突变和成形压力.     

盘类锻件成形过程变形模式的模块化分析

针对塑性体积成形过程复杂且金属流动行为难于分析的现状,从塑性加工力学角度,首次将复杂盘类锻件模锻成形过程的不同阶段和区域抽象分解为圆柱压缩、圆环压缩和类挤压3个基本变形模式,使盘类锻件模锻问题的分析模块化.抽象构造出三维复杂构件模型,针对模锻成形过程的不同阶段和区域,利用基本变形模式的成形规律对其进行深入分析,给出了耦合成形过程中金属变形及流动的规律,及不同模腔内金属流动分界面的形状和塑性区的分布特征.通过深入分析不同变形模式及互相耦合流动行为,揭示了盘类构件模锻成形过程中金属的变形流动规律,为盘类锻件精确塑性成形的变形流动控制提供理论据.     

模具在工件反挤压过程中的变形模拟研究

模具在金属塑性成形过程中起着十分重要的作用.就一般而言,模具在金属成形过程中的变形被忽略,将之视为刚性体.然而在金属精密成形中,模具的变形对成形件的尺寸精度将产生较大的影响.利用SuperForm软件针对模具在工件挤压过程中的变形进行了有限元数值模拟,对这一问题作了初步分析与探讨,为工厂实际生产的工艺制定、模具设计提供理论参考与依据.     

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.     

带径向扭曲叶片转子精密塑性成形技术的研究

设计了一套带有组合凹模的等温闭塞式成形试验模具，利用模拟试验方法研究了模具形状、坯料形状和成形力等对金属变性流动规律的影响。研究结果表明；采用等温成形和闭塞式成形复合技术可以整体精密成形带径向扭曲叶片的转子锻件；利用组合凹模结构能够解决转子锻后的顺利脱模问题，等温变形条件使薄而长的铝合金叶片的成形性大大提高，而锥底凸模和分流原理可以有效地降低模压力和提高金属充填模腔能力，所成形的锻件的叶片部分接近零件的形状和尺寸，金属的流线方向完全沿零件的几何外形分布，可以有效地提高构件的强度。     

内沟槽环件辗压成形工艺模拟研究

针对异形截面环件壁薄、断面形状较复杂的特点,可用辗压工艺成形内沟槽环件。利用有限元数值模拟技术,研究了辗压过程中金属变形流动特点、成形规律等,并分析了轧制孔型、摩擦因数、进给速度对成形效果的影响。结果表明:采用辗压成形内沟槽环件,工艺过程简单;轧制孔型、摩擦因数对成形效果影响较大。     

复杂变断面锻件辊锻成形的金属流动

本文针对复杂变断面锻件在辊锻成形过程中的变形特征及金属流动规律,通过辊锻成形理论并结合实例进行了分析,对不均匀变形:变形过程中断面各部分金属相互牵制及相互转移,断面各部位变形的导前与滞后、辊锻件在变形过程中的稳定条件、影响金属填充的各因素等问题进行了理论分析与探讨,并提出了相应的技术措施。     

铝/钢薄板无铆连接接头成形过程及形貌控制

目的 研究铝/钢薄板无铆连接过程中接头形貌的影响因素。方法 采用有限元模拟方法分析了铝/钢薄板在平底模具下接头形貌的成形过程。结合变形区域的金属流动情况,解释了互锁结构的形成机理,并分析了不同工艺参数对接头形貌的影响。结果 接头互锁结构主要是依靠铝板填充钢板的凹陷部位而形成的,抑制钢板与模具接触一侧的金属流动有助于接头底部和侧壁的钢板拉薄,进而形成内部凹陷,促进互锁结构的形成。摩擦因数对接头形貌参数影响较大,增大摩擦因数可显著提高接头的互锁量。结论 冲头半径、冲头圆角、凹模深度以及摩擦因数对颈厚值和互锁量均有显著影响。通过控制这些影响因素,可以得到良好的接头。此外,接头的失效形式以铝板颈厚较薄处的剪断失效为主,因此对于采用铝上钢下的无铆连接,保证颈厚值相对于互锁量更加重要。     

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。     

基于 DEFORM-3D 的压料油缸闭塞成形工艺可行性研究

目的研究剪板机压料油缸缸体闭塞热精锻成形工艺的可行性。方法制定闭塞热精锻成形工艺,运用DEFORM-3D软件对缸体单元成形过程进行有限元模拟分析,得到了金属流动规律、金属流线、挤压力载荷、合模力载荷随挤压行程变化的结果。结果模拟结果表明,锻件金属流线分布合理,无明显交叉、断裂情况,整个过程中挤压力与合模力载荷也维持在一个较低水平。对合模力大小进行了计算,计算结果与模拟的误差为8.4%,最后结合工艺进行了工业性试制。结论成形后的锻件无飞边,尺寸精度高,力学性能良好,无明显缺陷。     

阀盖模锻成形模拟分析与试验验证

目的 某型号不锈钢阀盖是一种典型的长肋条内空型零件,在模锻制造过程中,阀盖锻件容易出现不同程度的折叠和裂纹缺陷,亟需改进成形工艺以提升合格率.方法 采用有限元方法分析坯料在制坯/预锻/终锻全流程的金属流动规律和终锻件成形质量,得到最佳成形工艺方案.结果 方坯在后续成形时易产生横向流动,且局部充型不饱满;六边型坯在预成形和终成形时流动均匀、横向流动小,且有效抑制了充型不饱满缺陷;预制坯在过渡区长度过短,产生了折叠缺陷;采用六边形坯料和增加过渡区长度可以获得无缺陷阀体锻件.结论 采用新工艺制备的阀盖锻件合格率达到了100％,通过全流程工艺分析,能够得到金属流线规律,进而优化模锻成形方案,改善成形质量.     

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。     

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.     

行星齿轮冷闭塞式锻造工艺数值模拟和试验研究

针对行星齿轮,研究了基于液压模架的行星齿轮冷闭塞式锻造工艺。应用Deform-3D软件对闭塞式锻造过程进行数值模拟,分析了该工艺的成形效果和载荷情况;引入分流型腔结构,降低了成形载荷。试验验证了该工艺的合理可行性。     

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。     

The analysis of lock forming mechanism in the clinching joint

In this study, the effect of the process parameters of the clinching process on the joinability of advanced high-strength steel was investigated using finite element analysis (FEA). The effect of die geometrical parameters on the achieved joint lock size and maximum forming force has been determined. It has been determined that the die groove width is the most important parameter affecting the material flow effect and energy consumption of the joining process. From the result, the die radius, die depth, and die groove shape were mainly affected by the joinability of advanced high-strength steel H320LA.     

模具寿命延长技术研究

在锻压力的大小与内在因素——材料屈服强度及加工硬化和外界因素——加压接触面积等有关的基础上,提出了局部成形、坯料形状改进、工序改进和塑性流动控制等4条提高模具寿命的设计方法,并提出了相应的延长模具寿命的工艺措施,这些措施已用于锻压工艺设计中,有效地延长了模具寿命,增加了企业效益.