基于Forge的带轮锻压成形有限元仿真

分析了某型带轮的锻压工艺,运用锻压有限元分析软件Forge建立了带轮镦粗、冲孔、环轧等仿真模型。对其在不同工序不同锻压时间下的成形形状、温度分布进行了有限元仿真,分析了带轮锻压成形形状及温度变化规律。     

基于有限元的转轴多级锻造成形仿真及试验研究

针对高精度、高强度、高刚度、高疲劳性的转轴成形较难的问题,提出了一种多级锻造工艺方法。对转轴成形工艺进行了分析,建立了锻方、镦粗、模锻等多级锻造有限元仿真模型。运用专业数值仿真软件对其等效应力及形状进行仿真分析;在同样的条件下进行了相应的成形试验。有限元仿真及试验结果表明:在转轴多级锻造成形过程中,锻方、镦粗、模锻不同成形工序的等效应力分布不同;锻方、镦粗、模锻不同工序成形的锻件仿真形状与试验形状基本一致。     

基于COLDFORM的汽车万向节接头多级冷锻成形数值仿真

针对高精度汽车万向节接头力学性能高、表面质量优和形状复杂的情况,先对其原有成形工艺进行分析,再对其成形工艺进行改进。针对改进后的成形工艺,建立了有限元仿真模型。运用专业有限元软件COLDFORM对其成形过程进行数值仿真,得到了汽车万向节接头在多级冷锻成形过程中的锻压力、锻压温度及等效应力等。结果表明:多级冷锻成形过程中镦头工序压力最大,冷锻成形工序压力最小。结果能为高精度、高强度汽车万向节接头成形及工艺优化提供参考。     

H62合金法兰镦挤成形工艺研究

为了得到法兰类零件成形过程中坯料尺寸对成形结果的影响规律,采用有限元模拟和实验验证的方法,对H62合金典型法兰零件镦挤成形过程进行了研究。研究表明:以法兰镦粗为主的成形方式,必须保证坯料自由端的高度小于3倍坯料壁厚,才能实现;而镦挤复合成形方式,只有当法兰部分增大所需体积与筒部成形时被挤出的体积接近时才能实现。坯料外径为Φ170 mm时,两者的体积最接近,故该坯料成形效果较好。法兰镦粗成形过程中主要是法兰部位变形,最大等效应变在法兰中心部位。镦挤复合成形过程,主要是零件外侧变形,最大等效应变在法兰与筒部圆弧过渡区域。     

齿圈齿轮套锻工艺应用

齿圈齿轮套锻工艺应用在模锻齿圈、法兰类环状锻件时，常规的锻造工艺为：镦粗─模锻─切边、冲孔。其中切边、冲孔用两套模具分两序进行，也可使用复合模─序完成。我厂在模锻某齿圈时，采用了套锻工艺，即于锻造齿圈的同时，在齿圈里面同时再锻出一个小齿轮，工艺过程为...     

基于多场耦合的电镦成形工艺有限元模拟

结合实际生产经验在DEFORM软件平台中建立电-热-结构多场耦合的电热镦粗有限元模型,并采用多组工艺参数进行模拟计算,分析不同电流密度和镦粗压力对成形尺寸、温度场和等效应变速率场的影响。结果表明:电镦初期,由于砧座与工件之间接触电阻的存在,温度迅速升高,之后通过工件自身电阻产热,温度基本趋于稳定;等效应变速率最大值存在于工件脖颈段;工件蒜头最大半径和最高温度随电流密度增大而增大;镦粗压力增大使得蒜头最大半径增大而工件最大温度下降。对电镦过程中产生的缺陷进行模拟分析,得到相对优化的工艺参数,模拟结果与试验结果吻合较好。     

800MN模锻液压机主缸缸底锻件关键成形技术的研究

利用数值模拟的技术,研究了采用平面、球面、锥形砧型时,800 MN模锻液压机主缸缸底锻件镦粗过程中锻件内部的应变、静水应力以及心部孔洞尺寸的变化情况。通过对不同砧型时锻件内部等效应变、静水应力、孔洞闭合程度以及镦粗工艺力的考察,得到了球面砧优于另外两种砧型的结论。     

大型铝镁合金法兰盘镦冲成形超声探伤缺陷分析及控制

针对大型5083铝镁合金法兰盘自由锻镦粗与冲孔成形过程中近内孔区域超声探伤出现的质量问题，建立了镦粗后饼坯冲孔有限元分析模型，模拟获得了冲孔过程法兰坯近内孔区域材料的流动规律，分析得出，法兰坯近内孔区域超声探伤质量缺陷为反面压平过程中近内孔区域材料流动存在径向分流所致。基于上述分析，提出对现行的正向冲孔-反面压平-连皮冲除工艺流程中的反面压平工序进行调整，即在反面压平工序中留存正向冲孔的冲子以约束近内孔区域材料的内流。进一步模拟表明，改进后的冲孔工艺能够显著改善近内孔区域材料的流动状态，规避了导致近内孔区域质量缺陷的径向分流不利因素。生产实际表明，调整后的工艺方案使得大型法兰盘镦冲成形过程中近内孔区域缺陷问题得到了有效解决。     

气门电镦成形数值模拟及工艺优化

利用DEFORM-3D建立汽车发动机气门电镦工艺的有限元模型,对气门电镦成形过程进行数值模拟,分析变形过程中的金属流动规律以及坯料温度、等效应变和晶粒尺寸的分布情况。结果表明,电镦件的平均晶粒尺寸大且分布不均匀,"蒜头"高温区与杆部冷料区过渡部分的金属流动变化大,等效应变分布不均匀。通过响应曲面法和遗传算法优化,获得当电镦温度为1053℃、电镦速度为1. 2 mm·s~(-1)和夹持长度为7. 25 mm时,电镦件的平均晶粒尺寸最小,约为7. 3μm。对优化前、后的气门电镦及模锻过程进行模拟分析。最终,气门锻件的最大晶粒尺寸由27. 0μm降至14. 4μm,平均晶粒尺寸也由12. 1μm减小至7. 76μm,晶粒细化效果显著。同时,模拟预测结果与气门锻件的金相实验观察结果基本一致,从而验证有限元模型及优化过程的合理性与可靠性,为气门锻件的实际生产提供指导。     

精锻齿轮坯缺陷分析及工艺改进

分析了高速镦锻机生产的齿轮坯的折叠缺陷。利用DEFORM-3D软件对原始热锻工艺进行了数值模拟,分析了镦粗、预锻的折叠角、温度和等效应变。结果表明:折叠缺陷是坯料高径比太大、锻压速度过低引起的。通过改进工艺参数,模拟和实验均获得了无缺陷齿轮坯。     

基于Forge的连接阀闭式模锻数值模拟

运用锻压有限元分析软件Forge建立了KTZ450-06可锻铸铁连接阀闭式模锻数值模拟模型,对其在不同闭式模锻中的应力和应变变化规律进行了分析。结果表明:连接阀在闭式模锻成形过程中,不同锻压时间下的应力及应变分布区域存在差异,但应力应变变化趋势基本一致;闭式模锻件存在一定的纵向飞刺。结果能为类似连接阀闭式模锻成形工艺的研究提供参考。     

1Cr13环锻件热加工工艺优化

1Cr13钢热加工过程中容易开裂,根据钢的合金相图,制定了加热工艺规范及选择锻造温度区间为900～1180℃.采用有限元模拟分析比较了预镦粗十扭压镦粗工艺对1Cr13环锻件的鼓形、等效应变和等效应力的影响.结果表明,预镦粗十扭压镦粗的相对直径比K=0.71,小于普通墩粗的数值.针对1Cr13辗环变形抗力大、组织不均匀的缺点,提出了两火辗环工艺.生产实践证明,采用优化后的热加工工艺可减少锻造裂纹、细化锻件晶粒、提高环件尺寸精度,从而提高了产品的合格率.     

高速列车用A286高温合金六角头螺栓头部热镦成形参数优化

为提高六角头螺栓头部热镦成形工序的合格率,选取影响成形质量较大的加热温度、热镦速度、摩擦系数3个因素设计了正交试验,并利用有限元分析软件Deform-3D建立了热镦过程的热力耦合数值模型,用数值模拟的方法对热镦后坯料的等效应力、等效应变、损伤值和成形载荷这4个目标参数进行多目标优化分析,优化设计了A286高温合金六角头螺栓头部热镦成形的工艺参数。数值模拟结果表明:与厂家原有方案相比,当工艺参数优化为加热温度为1050℃、热镦速度为60 mm·s-1、摩擦系数为0.3时,各目标参数均有所改善,可大大提高工件的合格率及生产效率。采用经优化的热镦工艺参数组合进行生产试验,结果显示:螺栓头部成形效果好,满足该工序质量要求。本研究为实际生产提供了理论依据。     

含夹杂坯料镦粗的有限元分析

采用有限元数值模拟方法分析不同镦粗工艺对夹杂物的弥散作用。建立了常用的平砧镦粗、锥形砧镦粗和凹面砧镦粗等3种计算模型,通过对镦粗过程中夹杂物的应力应变集中程度、基体损伤值、夹杂物间距的结果分析,认为锥形砧镦粗工艺最好。     

半轴套管热挤压成形数值模拟与实验

根据半轴套管零件的特点,确定了热挤压成形工艺方案,采用DEFORM-3D有限元软件对成形过程进行数值模拟,分析坯料在制坯、正挤压和镦粗法兰3个工序中的应变分布、温度场分布和金属流动规律,得到了凸模载荷-行程曲线图;预测成形过程中缺陷产生的可能性,并分析坯料加热温度、凸模挤压速度、模具预热温度3个主要因素对正挤压成形效果的影响。生产验证了该热挤压工艺的可行性,为半轴套管的实际生产工艺的制定提供了参考依据。     

大锻件用25Cr2Ni4MoV钢镦粗与拔长工艺分析

以25Cr2Ni4MoV钢大锻件的镦粗与拔长过程为研究对象,采用圆柱体单轴压缩试验得到了材料的真实应力-真实应变曲线,构建了材料的高温流变应力模型和加工图,并基于弹塑性有限元法建立了用于镦粗与拔长过程分析的有限元模型。通过对镦粗和拔长过程的数值仿真分析,获取了不同工艺条件下锻件内部典型节点的温度、应变和应变速率的工艺参数变化,确定了典型节点在加工图中的工艺参数位置,分析了镦粗和拔长过程的工艺稳定性,确定了合理的开坯锻造工艺。结果表明,镦粗过程采用1200℃的初始温度、50 mm·s^-1的压下速率,拔长过程采用方案2(3道次拔长+摔圆)有利于改善工件变形后的温度和变形均匀性,获得更大的耗散值,进而改善锻件组织,使材料表现出较好的塑性加工能力。     

In718合金高温锻造数值模拟与试验研究

利用MSC．SuperForm有限元分析软件对In718合金镦粗过程进行三维数值模拟和试验研究．分析了不同温度、摩擦和变形速率条件下等效应力-应变分布和载荷曲线。通过热模拟试验研究了In718合金不同条件下的真应力-应变曲线和微观组织。结果表明：镦粗变形分为三个变形区域，摩擦增加了变形的不均匀性和塑性变形抗力：高温锻造过程中，In718合金在基体边界上发生了动态再结晶，再结晶晶粒细小，动态再结晶进行程度随着工艺条件的不同而不同；In718合金比较合适的锻造温度为1010-1040℃之间，变形速率为0．05～0．5s^-1之间,最大变形程度可以达到70％以上。     

690合金铸锭和锻件的镦粗过程数值模拟

利用单向压缩实验分别获得了以柱状晶和等轴晶为初始组织的690合金高温流变曲线,并将其导入Deform有限软件中,模拟了两种状态下合金的锻造镦粗工艺过程,重点对比了原始组织对镦粗峰值载荷的影响。结果表明:铸态和锻态690合金在热压缩过程中均发生了动态再结晶,在相同变形条件下,锻态合金再结晶比例大。镦粗过程中的峰值载荷随锻压速度的增大和坯料预热温度的减小而升高,且一般情况下铸态合金的峰值载荷更大。两种合金不同温度下应变速率敏感因子的差别导致了二者镦粗峰值载荷随工艺参数变化的规律不同。     

粉末盘预制坯两次镦粗成形工艺的有限元模拟与分析

采用商用有限元软件，对FGH96合金盘坯的两次镦粗成形工艺进行了有限元数值模拟。通过对丕同圆弧半径模具镦粗成形过程的模拟，分析研究了模具圆弧半径对预制坯相对直径比以及镦粗后盘坯变形均匀程度的影响规律，同时对镦粗过程中等效应变速率的变化规律进行了分析，得到了合理的模具圆弧半径的取值范围，从而为粉末盘件预制坯的工艺制定提供了一种新的选择。     

带轮轮毂锥度凸台冲锻增厚工艺及影响因素研究

针对某带轮轮毂带有锥度凸台的结构特点,对其凸台增厚展开冲锻成形工艺研究,制定出两道次镦粗成形方案。利用有限元分析软件Deform-2D分析了锥度凸台在预镦粗及终镦粗过程中的等效应变分布及成形载荷,并研究了凹模圆角及阻力墙对成形的影响规律。研究结果表明:在镦粗成形过程中,坯料在压板圆角处产生折叠及破裂的趋势较大,最大成形载荷为1000 kN左右,对压力机吨位要求较低;当凹模圆角半径R为10 mm时,成形结果良好,没有产生折叠缺陷;当阻力墙的斜角θ为45°时,阻力墙阻流效果最好。最终通过物理试验得到了合格的成形零件,验证了成形工艺及参数选择的可靠性。