圆环件摆辗过程中塑性铰演化与影响因素

摆辗塑性铰是摆辗过程中产生的非稳态因素之一,在材料成形中要避免是困难的,但到目前为止,对其成形机理研究很少.对圆环件进行了建模,采用DEFORM-3D软件对摆辗过程进行了模拟,获得了塑性铰的演化过程,分析了工艺参数对塑性铰演化进程的影响.研究结果将促进对塑性铰认识的深化,也是对摆辗理论的补充.     

摆辗镦挤成形的上限分析

本文应用上限法对圆柱体自由摆辗镦挤成形过程的力能参数和变形规律进行了分析研究，变形区域由接触变形区、非接触变形区和塑性铰组成，并建立了相应的动可容速度场。通过优化计算，获得了摆辗镦挤变形力、反挤压高度随着坯件高度压下量、摆头每转压下量、坯件与模具接触面上的摩擦的变化而变化的关系。     

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.     

用Abaqus分析压下量对塑性铰位置的影响

环件径向轧制的非稳态因素导致环件位置、塑性铰位置、尺寸大小动态变化.运用Abaqus软件,对环件径向轧制过程塑性铰研究表明:塑性铰的动态变化受到压下量的影响.无导向辊径向轧制时,在开始阶段没有塑性铰,随着芯辊的不断进给而出现塑性铰,而且塑性铰位于与轧制区域相对的环件直径的另一端,且偏向轧制出口区域一侧.     

基于有限元模拟的锥模局部镦粗工艺研究

以数值仿真技术为依托，建立了基于刚粘塑性有限元法的局部镦粗冷成形工艺有限元模拟模型。利用塑性成形仿真软件Deform-3D对锥模局部镦粗工艺进行模拟，分析了该工艺中锥模的角度对杆件局部镦粗成形过程的影响。建立了基于数值模拟结果的锥模角度与坯料高径比的成形规律曲线，为锥模局部镦粗角度的选择提供了理论依据，也为其他局部镦粗工艺参数的选择提供了参考。同时运用本规律曲线指导高径比为6的杆件局部镦粗工艺，得到了良好的结果。     

超大厚壁法兰锻件成形工艺的研发

针对超大厚壁法兰成形困难问题,用锻造模拟软件Forge对φ5350mm×φ3750mm×200mm环件进行了径轴向轧制有限元分析,给出了工件辗环之前环坯的最佳尺寸。采用开坯+辗环+芯轴拔长+局部镦粗+马架扩孔+粗车+辗环成形工艺,最终生产出了符合要求的产品,解决了超大厚壁法兰轧制成形困难的问题。     

摩擦系数对不同高径比坯料镦粗鼓的影响规律

在金属塑性成形过程中,摩擦广泛存在,摩擦对零件的变形均匀程度和热量产生有极其重要的影响。本文建立了热-力耦合的镦粗有限元模型,并着重分析了不同高径比下不同摩擦系数对坯料镦粗鼓的影响规律。结果表明：摩擦系数会显著影响不同高径比坯料镦粗鼓的大小。     

多孔烧结材料锻造镦粗成形致密的特性研究

粉末锻造是一种新型高性能的精密塑性成形技术，但其成形时的特殊性导致目前缺乏完善的、普遍适应的粉末锻造成形理论。通过对还原铁粉烧结多孔体预成形坯锻造镦粗成形致密实验，研究了不同初始相对密度、不同高径比、不同摩擦条件对预成形坯锻造镦粗成形、致密的影响规律。得到了粉末锻造镦粗的断裂极限准则，绘制出了断裂极限应变迹线，并着重分析了初始相对密度、高径比和摩擦因子对镦粗断裂极限的影响，确定了镦粗成形极限工艺参数曲线。实验研究结果为粉末锻造预成形坯与模具的设计、工艺参数的优化奠定了理论基础，并提供了有价值的实验数据。     

镦粗试验中鼓度与摩擦的相关性研究

建立了圆柱体镦粗的刚塑性有限元模型,模拟了高径比为1．5和1．0、当摩擦因子从0.1到1.0之间变化时圆柱体镦粗过程,给出镦粗试验中试件鼓度与接触面上摩擦因子间的定量关系,该关系可用来剔除流动应力试验中的摩擦和测量接触面上的摩擦因子。     

粉末烧结体摆辗致密的规律以及压实体的性能分析

本文利用正交实验等方法在自行设计的实验装置上对粉末烧结体的摆辗致密规律及压实体的性能进行了研究，实验结果表明，摆辗力与高径比是影响致密程度的主要因素。通过数据的回归处理，得到了摆辗力与高径比对致密程度的影响规律，通过测定摆辗后压实体的性能，发现其密度分布与硬度分布具有一致性，都表现出沿轴向梯度较大而沿径向梯度较大而沿径向梯度较小的规律。     

3D FE modeling of cold rotary forging of a ring workpiece

Cold rotary forging is an advanced but much complex incremental metal forming process with multi-factors coupling interactive effects. Previous researches concentrated mainly on studying the cold rotary forging process of the cylindrical workpiece based on the analytical and experimental methods. In the current work, in order to better investigate and understand the cold rotary forging process of the ring workpiece, a 3D elastic–plastic dynamic explicit FE model of the process is developed under the ABAQUS software environment. Some key technologies of modeling methods are dealt with reasonably and some key forming conditions are also determined properly. The reliability of the proposed 3D FE model is verified experimentally. Through simulation, the distributions and histories of different field-variables such as stress, strain and force and power parameters are investigated in detail. The research results provide valuable guidelines for better understanding the deformation characteristics of cold rotary forging of the ring workpiece. Furthermore, the modeling methods presented in this paper have the general significance to study other rotary forging processes, such as the hot rotary forging process, the rotary forging process of workpiece with complex profile and so on.     

环形件摆动辗压变形机理三维刚塑性有限元分析

本文从摆动辗压过程中坯料螺旋式送进的事实出发, 建立了符合摆动辗压实际变形条件的力学模型, 利用自行开发的刚塑性有限元软件对环形件摆动辗压变形进行了分析, 得出了环形件摆辗变形时接触区域的速度场和应力应变场, 给出了接触区域金属的流动规律, 揭示了环形件摆动辗压的变形机理。光塑性实验与模拟结果吻合较好。     

铰链座模锻成形工艺分析与模具设计

根据铰链座锻件形状特点,详细分析了锻件采用可分凹模闭式精密模锻工艺方案的可行性,采用塑性成形模拟软件Deform_3D对铰链座的成形过程进行了模拟分析,在此基础上设计了1副适用于中小批量的水平可分凹模闭式精密模锻模具。模具不仅能保证工艺稳定,而且大大提高材料利用率和生产效率。     

基于Deform-3D的后桥半轴摆辗新工艺分析

以拖拉机后桥半轴法兰盘一火摆动辗压成形新工艺为研究对象,建立了三维刚粘蝮性有限元模型,运用金属成形有限元分析软件Deform-3D对坯料成形过程及工件在加工过程中热能传递和散失进行了模拟分析.通过对工件在各变形阶段应力、应变及应变速率分布的分析,初步探讨了一火摆动辗压的成形规律及在仅加热一次的情况下温度场变化对金属成形效果的影响.温度场模拟结果表明:在法兰盘锻造成形过程中没有出现加工硬化等现象.     

摆辗滑轮形工件形成过程的数值模拟及分析

本文采用三维刚塑性有限元法对圆柱件的摆动辗压过程进行了数值模拟 ,针对具体算例进行了圆柱件摆辗滑轮形工件形成过程分析 ,得到该工件在摆辗过程中各部位的应力、应变速率状态 ,揭示了滑轮形工件的形成机理。     

环件轧制和摆动辗压精密成形技术

阐明了环件轧制和摆动辗压两种精密成形技术原理和工艺特点。基于成形原理和工艺要求,介绍了轴承环件精密冷轧成形、高压开关环件精密热轧成形、齿轮和凸轮精密冷摆辗成形等典型零件精密成形技术生产应用情况。针对环件轧制和摆动辗压精密成形现状,分析了其技术发展趋势和面临课题。     

摆动辗压成形工艺CAD系统的研制

由于摆动辗压工艺比其它塑性成形工艺更为复杂,其工艺设计的难度和工作量也较大.摆动辗压成形工艺CAD的研制主要是提高摆辗工艺的设计效率和精度.以节油器内花键套为对象,建立了预制坯的体积计算模型及其结构设计模型,确立了摆动模的设计模型和凹模的力学分析模型,给出了摆辗工艺参数和力能参数的设计模型.在此基础上对摆辗成形工艺CAD系统进行了结构分析和功能分析,实现了预制坯、摆辗模具和摆辗参数的计算机辅助设计,设计效率可以提高60%以上,废品率降低25%以上,并结合实例得到了满意的设计结果.     

国内外摆动辗压技术的研究和发展

介绍了摆动辗压成形技术在美国、英国、波兰、前苏联、瑞士、日本和德国等工业发达国家的研制和生产概况。综述了我国科技工作者在摆动辗压机的机身设计计算与制造、摆头的设计计算、摆动辗压的运动轨迹以及摆动辗压成形过程中坯料与摆头之间的接触情况等;在摆动辗压成形过程中的应力、应变分布的实验研究与数值模拟分析,缺陷形成机理分析,以及摆辗变形力的工程计算等;热摆动辗压成形工艺、温摆辗成形工艺和冷摆辗成形工艺在汽车、摩托车、五金工具和兵器工业等加工制造业的工程应用等方面所作的成形机理、数值模拟、设备和工艺研究情况。     

重型汽车新型同步环精锻成形工艺分析与试验研究

随着汽车制造技术的发展,作为汽车手动变速器关键零部件之一的同步环的锻造工艺也受到重视。锻造成形机理非常复杂,数值模拟是目前塑性成形分析中最有效的方法。介绍重型汽车新型同步环的锻造工艺,阐述精密成形工艺在生产中的运用,并对锻造成形过程进行了有限元数值模拟,模拟锻造成形过程中坯料的变形行为,同时对成形过程中的缺陷如折叠、裂纹进行预测。结果表明:模拟结果与实际生产相符。利用优化的参数来保证同步环的成形质量,可以有效地提高材料利用率,降低产品生产成本。     

基于旋转锻造工艺的航空发动机薄壁空心细长轴加工精度研究

将旋转锻造(旋锻)成形方法应用于航空发动机薄壁空心细长轴的加工制造是一种新的工艺尝试。首先,介绍了旋转锻造的原理和工艺特点,然后,根据薄壁空心细长轴阶梯内孔同轴度加工的特点,进行了试验设计,并在自主研发的旋锻机上进行了试验,结合有限元数值分析方法对试验结果进行了分析和讨论。最后,对试验结果在产品上进行了验证。研究结果表明,旋锻工艺方法对保证航空发动机薄壁空心细长轴的精度是有效的,特别是对提高内孔的同轴度精度、保证壁厚均匀性,以及在改善工件的表面粗糙度和提高零件的力学性能等方面,与现有薄壁细长轴内孔加工方法相比有显著的优势:对锻造材料,脉冲加载锻打要比连续加载锻压的工艺塑性提高2.5~3倍;圆度:±0.005~±0.1 mm;同心度:提高50%;内表面的粗糙度小于0.05μm。