精密模锻件的设计要点

讨论了精密模锻件的分类密集形状的锻件、盘形锻件和长杆形锻件，以及精密模锻件的设计要点精密模锻件的机械加工余量、尺寸精度和表面粗糙度、分模面的选择、模锻斜度、圆角半径、肋的设计和腹板厚度的设计。     

转向锤臂锻件工艺与模具设计的改进

通过对转向锤臂锻件结构与工艺的改进,改变了该锻件的锻模结构,提高了该锻件的模锻工艺性和经济效益.     

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.     

TA15 支座梁模锻工艺优化

目的研究TA15支座梁锻件荒形减料及模具增设聚料仓的可行性。方法根据支座梁锻件的结构特点,并结合现模锻生产工艺,确定了减料后的荒形尺寸及模具上聚料仓的设置位置和尺寸,然后利用有限元软件对优化前后的成形过程进行了数值模拟分析,验证了优化方案的合理性。结果优化后的模锻成形载荷小于优化前的模锻成形载荷,且优化后锻件U型结构内多余材料的流动趋势较优化前也发生了较大改变。结论通过减料及设置聚料仓,支座梁模锻件不但更易打靠充满,成形火次减少,而且由于模压中间坯机加工难度及机加工周期均有所下降,锻件的交付周期也相应有效缩短。     

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.     

基于有限元模拟的四通阀体多向模锻工艺研究

针对阀体传统制造工艺效率低、锻件性能差、成本高等问题,本文提出采用先进的多向模锻工艺进行阀体制造,并以一种不等径四通阀体为典型对象,结合Deform-3D数值分析进行工艺研究.首先,根据不等径四通阀体的结构特征,确定了分模面,并依此设计了两种锻件图;其次,根据锻件图设计了 3种不同的多向模锻结构,并分别确定了模具的加载...     

隧道掘进机滚刀刀圈模锻成形工艺的模拟与实验研究

目的 提出锤上模锻的成形工艺,进行滚刀刀圈的制造,以改善和提高隧道掘进机（Tunnel Boring Machine,TBM）滚刀刀圈的模锻成形质量。方法 基于TMB滚刀刀圈的结构及特征,制定滚刀刀圈的模锻成形工艺,建立锤上模锻和液压机模锻成形的数值模拟模型,通过数值模拟分析对比2种工艺下滚刀刀圈的成形质量和温度场、模具应力等各场变量。基于数值模拟结果,采用锤上模锻的工艺进行刀圈成形实验研究,对比分析实验和数值模拟过程中的打击次数、锻件外观及尺寸、截面流线、飞边长度等特征。结果 数值模拟结果表明,采用液压机模锻成形的刀圈内部及刃部流线易出现折叠缺陷,模锻结束后锻件温降严重且模具应力较大;而采用锤上模锻成形的刀圈刃部流线分布合理,内部成形均匀性较好,模锻结束后锻件温度为992～1 170℃,成形模具应力为1 348 MPa,小于液压机模锻的模具应力,满足模具强度要求。锤上模锻成形实验结果表明,成形实验和数值模拟的打击次数较为吻合,成形外观一致,刀圈截面流线分布相似,没有明显的尺寸误差和飞边长度误差。结论 采用锤上模锻成形工艺成形滚刀刀圈具有较高的工艺可行性和较好的成形质量。     

模锻设备的选型与比较

通过对目前锻造行业的四大主力模锻设备:蒸空模锻锤、螺旋压力机、热模锻压力机、程控锻锤等各自结构性能特点的比较及选型介绍,阐述了4种模锻设备各自不同的适应性,阐明模锻设备的选型应针对锻件的形状、精度及工艺特点合理确定.     

液态模锻材料及其研究进展

液态模锻作为一种精密成型技术应用范围不断扩大,液锻件正在不断替代普通铸件和固态锻件用于各行各业。但液态模锻的材料范围不够明晰,导致铸造合金液态模锻研究与应用很多,而各种变形合金的液态模锻却鲜有报道。如果定义适于液态模锻技术成型的材料统称为液态模锻材料,并用流变充型能力、流变补缩能力以及开裂敏感性定量表征液锻材料的工艺性能,则各种合金钢、球墨铸铁、铝合金、镁合金、锌合金、铜合金、生物材料及金属基复合材料都属于液锻材料,且都具有较好的液锻工艺性能。目前只有液锻铝合金、液锻镁合金、液锻锌合金和一些液锻合金钢研究应用活跃,并取得了工业应用。建议今后加强液锻材料的工艺性能预报、变形合金特别是宽结晶温度范围合金的液态模锻以及金属基复合材料的研究开发。     

高轮毂齿轮毛坯的模锻成形工艺及模具设计

通过对高轮轮毂齿轮的结构进行分析,制定出该锻件锻造成形的工艺流程,阐述了模锻工步、型腔的设计及模锻操作方法,实现了在3150t热模锻压力机上锻造生产。     

复合轴测图的精确绘制

在制图教材的编写中,以及制图课件的制作中,轴测图的绘制占据了很大的工作量.其中某些轴测图还嵌套着正投影图或轴测图,对于这种复合轴测图,用手工或二维绘图工具软件很难精确绘制.AutoCAD是目前广泛使用的计算机辅助设计软件,可以方便地进行二维和三维工程图样的设计,借助于AutoCAD精确的三维数学建模方式,介绍了生成复合轴测图的方法和技巧,并给出了范例,这对新教材的立体插图绘制,课件制作具有很好的实用性.     

用特殊辅助面解画法几何交线问题

提出利用特殊位置辅助面截交线投影的特点(45°投影面垂直面、底角45°圆锥面及其它特殊位置垂直面)求解画法几何中的截交线与相贯线(平面立体截交线、圆柱与圆锥的截交线;圆柱与圆柱,圆柱与圆锥的相贯线)以及直线的落影、回转曲面立面阴影的作图方法。     

Ti150合金离心叶轮锻件工艺优化

目的 解决Ti150合金离心叶轮锻件低倍组织不均匀和锻件力学性能离散性较大的问题。方法 通过对锻件进行金相组织分析,再利用EBSD、DEFORM等工具分析锻件成形时应变分布及组织特点,探索低倍组织不均匀和锻件力学性能离散性较大的原因及解决方法。通过对棒材进行六方拔长、倒棱、平头和滚圆等处理,实现从圆棒到六方形再到圆棒的变形过程（改锻）,使棒材各部位的变形均匀,达到消除微织构的目的。结果 对棒材进行反复镦拔（改锻）,可有效消除棒材中的微织构并改善低倍组织的不均匀,是控制锻件力学性能离散性的重要措施。结论 中间坯组织的均匀性是影响低倍组织不均匀和锻件力学性能离散性的主要因素,通过对棒材进行改锻,Ti150合金离心叶轮锻件的组织及力学性能优异,满足相应的技术要求。     

从静态草图到参数化绘图程序自动转换

结合参数化设计和机械工程的实际,提出并深入研究了从静态草图到参数化绘图程序的自动转换问题。在建立图形转换模型的基础上,用AutoLISP编制了图形信息提取程序,用C 编制了转换程序。该转换程序能输出参数化的AutoLISP绘图程序,实现了从静态草图到参数化绘图程序的自动转换。实验结果表明:解决思路是可行的,在机械工程设计中有较大的使用价值。     

铁路车辆销类件摆辗精密成形及新型摆辗机研制

实验研究了铁路车辆销类件拔摆类件冷拔摆辗精密成形工艺，对工艺参数的确定和产品质量问题进行了分析，并研制了适合该工艺的新型摆辗机，结果表明：采用摆辗工艺生产销类件具有金属流线不易破坏，表面硬度略有升高，尺寸精度和表面粗糙度达到有关标准要求，综合机械性能有所提高等,析型摆辗轨具有液压踊跃式静压球形轴承摆，玫瑰线轨迹，大行程和圆形民轨结构，适用于销类件等法兰长杆件的加工。     

New Al–Mg–Li–C dispersion strengthened alloy Part 2 – Optimisation of material for forging applications

Abstract

This paper describes work aimed at optimising the forging process and mechanical properties of a new powder route Al–Mg–Li–C dispersion strengthened alloy, specifically for forging applications. The alloy, of the AA 5091 type, has a nominal composition of Al–1.2Li–5Mg–0.35C (wt-%), and is non-heat treatable. Materials were supplied by AMC Ltd, and evaluated in laboratory based forging trials to determine the influence of forging parameters on mechanical properties, including an investigation of using extruded bar as forging stock. The process was scaled up to produce an industrial forging, using an EH101 helicopter part, which was cut up for detailed mechanical property assessment. It was found that adequate hot working of the material is needed for good toughness, and that the balance of strength to toughness can be controlled by the forging temperature. The new alloy, in the as forged condition, meets the minimum tensile and fracture toughness levels set in the draft AECMA Specification for AA 5091 forgings.     

Effect of processing parameters on shear bands in non-isothermal hot forging of Ti -6Al -4V

Abstract

The alloy system Ti- 6Al- 4V is the prominent Ti alloy system for aerospace and biomedical applications, as a result of its mechanical property balance and biocompatibility. Since the mechanical characterisation of Ti- 6Al- 4V is strongly sensitive to processing parameters there is relationship between processing variables, i.e. strain rate and temperature, microstructure, and properties under different loading conditions. Two phase (α + β) titanium alloys undergo flow instabilities and are susceptible to shear bands or regions of localised deformation crossing many grains during hot forging under non-isothermal conditions (dies and workpiece at different temperatures). Under such conditions shear bands can be generated even in materials without flow softening attributes. This occurs if the forging parameters lead to large amounts of heat transfer between the dies and the workpiece. This study investigates the occurrence of shear bands during non-isothermal, hot forging of Ti -6Al- 4V in order to evaluate the process parameters that generally lead to shear bands in conventional hot forging of metals. Upset compression tests on cylindrical specimens were conducted in a mechanical press and lateral side pressing tests on long, round bars were performed in either a mechanical press or a hydraulic press. The tests ranged from axisymmetric to plane strain compression. In upset specimens shear bands occurred at an angle of 45° to the compression axis and bands of intense deformation separated chill zones from the deforming bulk. Observation also demonstrated that the fracture might be owing to microvoids nucleated at weak points in sections of the shear surfaces. For plane strain deformation, shear bands were found to initiate along zero extension directions in a manner analogous to the formation and propagation of shear bands in isothermal hot forging. Although the shear band features at hot forging temperatures were similar to each other, there was a difference in the hardness and thickness of the shear bands depending on deformation mode, amount, and temperature.     

锻后身管壁厚方向力学性能变化实验研究

目的 针对传统身管材料30SiMn2MoVA,研究精锻工艺和热处理工艺对身管壁厚方向力学性能的影响。方法 采用线切割方式沿身管内表层、中间层和外表层分层取样,通过拉伸实验和胀形实验,分别获取身管材料经精锻成形工艺后壁厚方向纵向力学性能和横向力学性能的变化规律,同时获得残余应力对锻后身管壁厚方向力学性能的影响。结果 身管毛坯壁厚方向各层材料力学性能基本相同,精锻后内表层材料强度性能明显高于中间层和外表层,外表层和中间层伸长率要高于内表层;去应力后,身管材料强度性能和伸长率基本得到恢复,但横向伸长率恢复不明显。结论 精锻工艺对身管材料内表层的强度性能提升最大,同时塑性消耗也最大,锻后热处理工艺能使身管强度性能得到恢复,提高身管材料的纵向伸长率。     

基于AutoCAD的圆柱面上非规则曲线三维建模方法

分析了轧制各种形状花纹板材刀具轨迹的共同特征,研究了各种形状花纹板材的平面设计图与刀具轨迹的对应关系,提出了对平面设计曲线进行二维数据处理的一般方法,对二维数据处理结果向圆柱面上非规则曲线进行变换的三维建模和数据处理方法。在AutoCAD 环境下,利用 Autolisp 语言的编程功能,针对生产实际中切削刀具平面设计图,实现了圆柱面上非规则曲线的三维建模。该模型为刀具的数控加工提供了走刀轨迹仿真依据和走刀加工三维数据。     

Torsional impact of a layer or a cylinder bonded to an elastic half-space

In this paper two torsional impact problems are considered. The first problem deals with the solution of a layer bonded to an elastic half-space when the layer is driven by the torsional impact over a bonded rigid circular disc. In the second problem sudden torsion by a rigid disc attached over the plane face of a circular cylinder is considered and the rest of the plane surface of the cylinder is stress free. The cylinder is bonded to the half-space, making use of Laplace and Hankel transforms the solution of each problem is reduced into Fredholm integral equations of the second kind. A numerical Laplace inversion technique is then used to recover the time depencence of the solution. The numerical values for the applied torque at the surface of rigid disc are calculated for each problem and then are displayed graphically.