伞形筒热挤压工艺及模具设计

利用数值模拟技术对伞形筒挤压工艺参数和挤压模具进行设计。建立有限元模型,采用DEFORM软件对其成形过程进行数值模拟,分析了挤压温度和挤压速度对挤压力的影响,并从模具寿命方面考虑设计了模具预热温度等成形工艺参数。结果表明,采用热挤压模具在300 T液压机上能够生产出合格的伞形筒工件;毛坯加热温度为930±10℃,模具预热温度为250±10℃,挤压速度为30 mm/s,挤压性能较好,挤压件符合设计要求。     

P-ECAP挤压ZK60镁合金空心壁板工艺参数优化

为了确定合理的工艺参数可行域,利用有限元法模拟了ZK60镁合金空心壁板挤压成形宏观场变量分布,并通过实验验证了模拟结果。研究分三个步骤,首先通过等温热压缩实验获得ZK60镁合金应力应变关系,其工艺参数覆盖典型的加工工艺状态;其次,建立不同工艺参数的有限元模型;最后,根据等效应变、温度场、速度场分析确定工艺参数可行域。结果表明:坯料温度度400~420℃时,等效应变和温度场分布不均匀;480℃时,等效应变分布均匀,但出口温度太高,超过520℃。在挤压速度为5~7.5 mm/s时,温升小,温度均匀性好;挤压速度大于10 mm/s,温升大,温度不均匀;挤压速度越大,流速场越不均匀。因此,合适的温度为440~460℃,挤压速度小于7.5 mm/s。     

深孔筒形件挤压成形有限元分析

深孔筒形件的成形在挤压成形工艺中是一大难点,成形过程中的温度不易控制,使得模具强度降低,成形后的工件容易产生较大的壁厚差.本文在分析深孔筒形件的挤压工艺的基础上,利用非线性有限元软件MSC/Superform对深孔筒形件的挤压全过程进行了模拟,分29、39、82、91、103这5个时间步进行分析,得出挤压过程中的金属流动趋势;并且对成形过程中挤压件的各个部位的温度场进行分析,模拟出实际挤压过程中模具各个部位的温度,另外还得出了各个挤压工步的载荷--行程曲线,以便对模具及各种成形参数进行优化.最后按照模拟的工艺参数进行了试验,得出符合要求的工件.     

一种新型四代镍基粉末高温合金挤压过程数值模拟及试验验证

采用正交设计与有限元模拟相结合的方法对热等静压态的一种新型四代镍基粉末高温合金包覆挤压工艺进行了优化设计,分析了坯料初始温度、挤压速度、模具模角等关键参数对挤压棒材的应变、温度分布及成形载荷的影响.结果表明:随着挤压速度、模角的增大,挤压棒材的温度、应变及挤压载荷升高;随坯料初始温度的升高,挤压棒材温度升高,挤压载荷降低;坯料初始温度、挤压速度对应变分布无影响.基于模拟结果给出的优化热挤压参数为:坯料初始温度1090-1100℃,挤压速度30～40 mm/s,模角40°.采用优化的工艺参数组合进行热挤压试验,获得了晶粒度10级以上的热挤压细晶棒材.     

大口径厚壁管均匀性热挤压工艺研究

通过虚拟正交试验研究不同热挤压工艺参数对厚壁管平均晶粒尺寸、组织均匀性及最大挤压力的显著性影响规律,确定其主要影响因素;利用数值模拟分析,研究主要影响因素对挤压管晶粒尺寸及动态再结晶率的影响,制定最优工艺参数;基于最优工艺参数分别进行数值模拟和工厂试验,采集数据进行对比分析。结果表明,铸坯预热温度、挤压速度和挤压比是影响管件晶粒大小及其均匀性的主要因素,当铸坯预热温度为1200℃、挤压比为9、挤压速度为40 mm·s~(-1)时,厚壁管晶粒细小且分布均匀;数值模拟和试验结果在误差允许范围内,表明热挤压数值模拟模型可靠性高,可用于指导大口径厚壁管热挤压工艺的实际生产。     

铜合金六通接头体热挤压刚粘塑性有限元模拟

本文利用刚粘塑性有限元法,对六通接头的热挤压成形进行了热力耦合的数值模拟,获得了热挤压成形的载荷和行程的关系曲线,应力、应变和温度的分布信息.模拟结果表明,在工件挤压温度为730℃和模具预热温度为400℃时,挤压速度范围是70mm/s～80mm/s.这一模拟结果对后期的工艺制定和模具设计提供了参考.     

圆形工件等通道转角挤压应变分布和塑性变形区的三维有限元分析

利用三维有限元方法模拟了圆形工件的等通道转角挤压过程,分析了工件上应变分布情况,其与理论值和二维模拟的结果符合较好.通过对稳定变形阶段塑性变形区的分析,探讨了应变分布不均匀的原因,所得结果有利于理解工件变形过程和优化工艺设计.     

丝锥头数对内螺纹冷挤压成形质量的影响

为了研究大导程内螺纹的挤压成形过程及挤压丝锥的结构参数对其成形质量的影响,建立了3种头数的挤压丝锥模型,通过数值模拟得到了内螺纹冷挤压过程中的应力分布、金属流动规律以及挤压温度和挤压扭矩,获得了内螺纹成形质量,并通过内螺纹冷挤压试验验证了仿真结果。研究结果表明:内螺纹冷挤压过程中应力主要集中在工件与挤压棱齿接触区域,金属沿挤压棱齿表面流动,逐渐形成螺纹廓形;单头挤压丝锥加工的内螺纹质量最好,挤压温度与挤压扭矩最高;三头挤压丝锥加工的内螺纹质量最差,挤压温度与挤压扭矩最低;双头挤压丝锥兼有单头和三头丝锥的优点,内螺纹加工过程中的挤压温度和挤压扭矩较低,同时内螺纹的成形质量较好,试验结果与数值模拟结果基本吻合。     

Design of RT Equal Channel Angular Pressing Pure Titanium Workpiece by Finite Element Simulation

为了优化室温下等通道转角挤压纯钛工件的几何形状,采用三维有限元软件模拟了纯钛工件的变形行为。通过对比分析工件形状和尺寸对损伤因子、挤压力以及剪切带处应变速率分布等参数的影响,获得了工件最佳几何形状。仿真结果表明,方条形工件的损伤因子大于圆棒型工件,且高于纯钛材料的临界损伤因子,表明方条形工件不利于变形,易产生表面裂纹。3D模拟结果表明,直径为15 mm的圆棒型工件具有最小的损伤因子,适中的挤压载荷以及相对均匀的应变分布。依据仿真结果提供的最佳工件,即直径为15 mm的圆棒型工件,室温下成功挤压出直径15 mm的纯钛圆棒。挤压后样品截面上硬度分布均匀,与3D仿真所预示的均匀应变分布相一致。     

轴承端盖的挤压成形工艺及有限元分析

针对轴承端盖零件的结构特点,分析了其挤压成形工艺,并利用有限元模拟对挤压工艺参数的优化进行了探索。获得了挤压温度、挤压速度、摩擦系数对轴承端盖成形的影响规律,对比分析了不同加工条件下的应力、应变,以及挤压力分布情况,最终确定出较优的挤压工艺参数。     

挤压温度对温挤压模具早期失效的影响的模拟分析与探讨

针对某壳体零件温挤压模具出现严重的热磨损、热疲劳和压塌等早期失效现象,利用DEFORM有限元模拟软件进行模拟.结果表明,不同挤压温度下模具温度场的分布是不均匀的,模具载荷、等效应力以及模具硬度随着挤压温度一的提高而减小,而磨损系数随着挤压温度的提高而增大,因此挤压温度应控制在700～800℃之间.     

内燃机用保护螺母温挤压成形模具设计及ANSYS分析

研究了DF7C型内燃机车中的气缸螺栓保护螺母的温挤压成形工艺,确定了其成形毛坯、挤压温度、模具预热温度、模具的冷却与润滑方式等.设计了温挤压成形时阶梯轴型凸模和组合式凹模的模具结构,并利用ANSYS软件对其强度进行了有限元分析.结果表明,所设计的气缸螺栓保护螺母的模具结构是合理的,满足生产要求.经实际生产证明,该零件的下料重量由原来自由锻生产的3.85 kg下降为现在的1.3 kg,材料的利用率由原来的22.7%提高到现在的83.6%,每年可节省钢材4t多.这为生产相似零件提供了有益的依据和成功的经验.     

杯形件温挤成形工艺参数的模拟与试验分析

通过模拟软件分析和试验验证,定量地分析了杯形件温挤成形时挤压温度、摩擦条件、坯料形状与尺寸等工艺参数对挤压力、模具寿命以及零件质量等方面的影响,从而为温挤成形工艺参数的合理制定提供了一定的参考依据。     

Bending of extruded profiles during extrusion process

Direct bending of extruded aluminium profiles during the extrusion process has numerous advantages in comparison to the conventional cold bending process. Since the workpiece is still warm during the bending process, the spring-back phenomenon can be avoided. Smaller bending radii can be produced in a single step. There are several basic differences among the existing methods. Some methods influence the material flow during the extrusion, so that a curved profile leaves the extrusion die. Other methods use a bending apparatus, which is placed directly behind the extrusion die. Based on the FEM-simulation results experimental investigations were performed on 8MN extrusion press.     

活塞头挤压工艺模具设计与数值模拟优化

分析DFL350型活塞头的成形工艺，设计活塞头的温挤压模具。并以Deform-3D为平台，建立活塞头温挤压成形的三维塑性有限元模型，对其成形过程进行了数值模拟，主要分析温度、摩擦因子、拔模斜度以及型腔结构对成形力和模具充填情况的影响，优化成形工艺和模具结构，得出变形过程中挤压件破坏因子分布图和行程载荷曲线，给出了DFL350型活塞头的温挤压工艺参数的选择、模具设计以及设备选择。     

影响温挤压模具的寿命因素及对策探讨

针对温挤压模具在高温高压下产生失效的现象,从模具设计、模具材料、热处理、机械加工和模具摩擦等5个方面探讨和剖析了影响模具寿命的因素,提出了延长模具寿命的对策,对温挤压技术、工艺的应用具有一定的参考价值.     

法兰轴温挤压成形工艺分析与挤压凸、凹模参数优化

在分析法兰轴温挤压工艺的基础上,制定了法兰轴的温挤压工艺流程,采用正交试验法对挤压凸、凹模结构参数进行了优化,将优化的凸、凹模结构参数对法兰轴进行温挤压成形试制与验证,得到了合格零件,证明了法兰轴成形工艺方案的正确性。     

小规格TiNiNb管材的反向挤压成形工艺参数

针对44 mm×10.5 mm小规格Ti Ni Nb管材反挤压成形试验的工艺参数确定和模具设计问题,采用有限元热力耦合数值模拟和单因素轮换法,分析在满足制件成形质量(挤出温度低于共晶熔点)的前提下,挤压力与凹模模角和定径带长度、凹模和挤压筒温度、毛坯初始温度、挤压速度及摩擦因子等工艺参数和模具结构参数之间的关系,确定影响挤压力的主要工艺参数和模具结构参数分别为凹模模角、初始坯料温度、挤压速度和摩擦因子,并给出上述参数的取值范围。通过基于数值模拟的正交试验方法,得到了主要工艺参数和模具结构参数的最佳组合,即在保证润滑效果的前提下,取凹模模角110°、毛坯初始温度为950℃、挤压速度为50 mm/s。利用铅和45号钢毛坯在6.5 MN多向模锻挤压液压机上进行了验证实验。     

往复挤压变形ZK60镁合金应变分布的有限元数值模拟

利用有限元法研究ZK60镁合金在多道次往复挤压过程中的应变分布。为优化往复挤压工艺,研究摩擦条件和模具结构尺寸对ZK60合金总等效塑性应变分布的影响。结果表明：ZK60合金试样经往复挤压后内应变分布不均匀。试样两个端部的应变量低于试样中间部位的应变量。工艺参数对应变分布的影响很大。试样和模具间的摩擦不利于试样内应变量的均匀分布,因而应尽量降低摩擦。为了提高应变量的均匀分布,应该使用较大的过渡圆角半径和较低的挤压角度。     

温挤压模具冷热疲劳早期失效模拟分析与探讨

生产某壳体零件的模具存在严重的冷热疲劳早期失效现象,结合生产实际利用Deform有限元模拟软件对其温挤压过程进行模拟。通过对比模拟分析可得到凸模在工作时不同时刻的温度值,不同模具预热温度和坯料温度下模具的最高温度分布以及急冷急热温度差范围。为了减缓模具的冷热疲劳,模具预热温度最好控制在200～300℃之间,坯料加热温度控制在800℃内。