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。     

基于正交试验与响应面法汽车转向节模具结构优化北大核心CSCD

以某汽车转向节为研究对象,使用Deform-3D有限元软件进行热锻成形数值模拟,通过分析金属填充效果发现转向节在长枝叉处出现塌角缺陷。针对此缺陷设计阻力墙结构,利用正交试验筛选出对于转向节的预锻成形载荷与飞边长度影响显著的结构因素,依次为阻力墙斜度D、阻力墙间隙C和阻力墙宽度G,确定了桥边宽度为15 mm,阻力墙高度为25 mm,阻力墙圆角半径为15 mm,再利用响应面法,建立了阻力墙间隙C、阻力墙斜度D和阻力墙宽度G与预锻成形载荷Z_(1)和飞边长度Z_(2)的二阶响应面模型,从而获得最优阻力墙参数组合为:阻力墙间隙为2.5 mm、阻力墙斜度为13°、阻力墙宽度为44 mm,实际生产结果表明,该阻力墙结构设计合理,锻件充填完整,未出现塌角缺陷。     

一种车用法兰盘零件的锻造工艺研究及模具结构优化北大核心CSCD

为解决一种车用法兰盘零件传统制造工艺效率低、材料利用率低、生产成本高、产品使用性能差等问题,设计了一种3工位热模锻成形工艺,依次经预成形、预锻、终锻成形。为保证工艺质量,利用Deform-3D软件对法兰盘零件的成形过程进行了模拟,根据金属变形过程确定了工艺中的隐藏缺陷;对预锻模具结构进行了优化,提出了两种改进方案,同时依次进行了成形检验,并对比了改进后两种方案的终锻件的温度分布、预锻和终锻工位的锻造力及模具磨损情况。结果表明,改进后工艺可解决锻造缺陷,并且采用改进方案2,对法兰盘锻件质量的提高和模具寿命的延长更有帮助。最后,进行了法兰盘零件的热模锻试验,得到了符合预期的法兰盘零件,有效解决了目前面临的难题。     

基于FEA的齿坯锻造模具寿命的提高北大核心CSCD

为了节省耗材、减少工序、提高产品的精度和性能,齿坯的制造方式正逐渐由开式锻造转变为闭式锻造,但闭式锻造通常需要更大的成形力,易引起模具开裂、加剧模具磨损。针对该问题,对某齿坯的两种闭式锻造结构进行了分析,确定了合适的锻模结构,解决了模具开裂的问题,模具寿命从2600件提升至4120件。在此基础上,采用有限元分析(FEA)和正交试验相结合的方法,获得了不同组合的坯料加热温度、模具预热温度、上模底角、上模圆角等工艺参数对上模单次磨损深度的影响,并以降低上模单次磨损为最终目的,通过极差分析法确定了各参数的最优水平值。而后采用最优参数,以累计磨损方式连续进行24次锻造模拟,并拟合获得了上模总磨损深度与锻造次数的函数模型,依此推测出上模寿命。工艺参数改进后,模具寿命从4120件提升至7860件。     

大型锻件内部孔隙性缺陷修复效果对疲劳性能的影响北大核心CSCD

大型锻件在内部孔隙性缺陷锻合后,其疲劳强度等动态载荷力学性能恢复效果是决定锻件质量水平的重要因素之一。采用圆柱试件高温锻合模拟实验,研究了不同的塑性变形工艺下锻件内部孔隙性缺陷修复结合面的组织变化效果,以及对疲劳强度修复的影响。结果表明:仅通过一次镦粗,虽然锻件的内部孔隙性缺陷基本消失,但是由于结合面上组织不均匀、存在细小析出物等,其疲劳性能仅能部分恢复。通过高温条件下两次镦粗加两次拔长工艺,其结合面的疲劳强度基本恢复至初始组织状态对应的性能指标。研究结果为制定合理的锻造工艺、保证锻后疲劳等力学性能恢复至初始状态提供了理论依据。     

一种制作发电机护环热锻环坯的方法及模具

一种制作发电机护环热锻环坯的方法及模具，涉及一种发电机护环零件的锻造工艺及其装置。现有技术的护环热锻工艺为自由锻造，由于变形不均匀，应力状态不好，锻造过程很容易产生裂纹。本发明由于将自由锻改为模内约束成形，改善了应力状态，有效地防止了裂纹的产生。在扩孔阶段采用球面冲头轴对称扩挤成形，细化、均化了晶粒，为冷变形强化提供了良好的条件。     

基于HyperXtrude的挤压工艺参数对模具力学行为的影响北大核心CSCD

以7004铝合金空心型材为研究对象,根据初始设计方案利用三维建模软件UG建立分流组合模的几何模型,运用基于ALE算法的HyperXtrude虚拟试模软件对铝型材挤压成形过程进行数值模拟,分析了挤压模具的力学行为,并通过实验验证了仿真结果的准确性。以挤压速度、棒料加热温度、挤压筒预热温度、模具预热温度为研究对象,探索各挤压工艺参数对模具力学行为的影响,以达到降低模具受力,进而提高模具寿命的目的。结果表明:随着挤压速度的升高、棒料加热温度的降低以及挤压筒预热温度的降低,模具的最大等效应力逐渐升高;模具预热温度对模具的最大等效应力影响较小。最终,在改进后的挤压工艺参数组合下,上模的最大等效应力为998.4 MPa,下模的最大等效应力为582.7 MPa,均低于H13模具钢的屈服强度,通过挤压实验证明了改进后挤压工艺参数的合理性,可为同类型的铝型材挤压成形提供参考。     

提高汽车拉延模具与零件贴合率的型面补偿方法及应用北大核心CSCD

针对汽车覆盖件拉延模具开发中研配周期长的问题,提出一种基于零件厚度变化和凸、凹模变形的模具型面补偿方法,以提高拉延模具试模中模面和零件的贴合率。首先,采用冲压成形软件对拉延工艺进行数值模拟,得到成形载荷和成形后零件的厚度变化情况;然后,将拉延成形分析得到的最大载荷信息映射到划分网格的三维实体模型中对模具进行静力分析,得到模具的变形位移;最后,借助ThinkDesign软件的GSM模块,依次用模具变形位移和厚度变化位移对模具型面进行补偿。并以汽车前隔板拉延模具为研究对象,进行模具型面补偿和实验验证,结果表明该方法可有效地提高拉延模具首次试模的贴合率。     

一种提高半崮态锻件质量的模具设计方法及成形工艺

本发明属于半固态成形技术领域,涉及一种提高半固态锻件质量的模具设计方法及成形工艺。其特征是以圆形法兰为研究对象,对10°～20°倾斜角度梯形截面的法兰,成形时坯料在法兰各个半径处的流量保持恒定,假设坯料的径向充填速度为阶,法兰的最大外径为尺,     

一种快速的绝对相位求解算法及其在高温锻件自动化测量中的应用北大核心CSCD

为提高基于结构光的高温锻件在线自动化测量的光栅投影与相位计算速度、减小零件热辐射对测量精度的影响、降低环境振动造成的精度损失,提出了一种只需要4幅不同频率光栅投影的、不需要相移的快速相位求解算法。在分析传统多频4步相移的相位求解对高温锻件测量效率与精度影响的基础上,首先,从余弦光栅图像中分离出交流分量,对其利用离散信号的希尔伯特变换代替多步相移来计算相位;然后,根据多频外差法的频率混合得到合成频率的合成相位图;最后,根据相应的反三角函数的值域区间,对合成相位进行平移计算展开相位。仿真结果表明,该方法可以显著提高计算效率,有效减少测量过程停留,降低热辐射和振动对测量精度的影响。现场测量结果表明,该方法可以满足锻件全尺寸数据的测量需求,为锻造过程实时监控、及时消除异常波动、提高和控制锻件精度提供了保障。