连杆无飞边锻造工艺及模具系统研究

目的研究连杆无飞边锻造工艺,以及闭模锻造过程中中间工序件的设计和所需的模具系统。方法通过建立有限元模型,分析连杆的预锻和终锻过程中金属流动长度、成形载荷和模具寿命,为模具设计提供数据支持。结果数值模拟结果表明金属充模效果良好;连杆大端主要在预锻中成形,而连杆小端和杆部主要在终锻中成形;预锻和终锻的最大成形载荷分别为437 t和850 t;连杆大端的模腔圆角为模具失效危险区。结论通过辊锻制坯、预锻分配物料和终锻精密成形,实现了连杆的无飞边锻造。     

轿车左转向节锻造工艺的模拟研究

针对轿车左转向节是带细杆的叉形件,同时兼有叉类、盘类和杆类零件的外形特点,分析其成形的工艺特点,进行工艺计算,确定工艺方案为头部镦粗—杆部拔长—预锻—终锻.利用有限元软件对成形过程进行模拟,得到飞边均匀的终锻成形件,并对模拟得到的应力场、应变场和载荷等信息进行分析.结果表明,各工序变形较为均匀,应力变化正常,没有出现破坏现象;最终锻件完全充满终锻模膛,没有出现缺料、折叠等缺陷,而且飞边均匀.     

基于类等势场的粉末高温合金盘件预成形设计

根据能量最小原理和最小阻力原理,利用塑性变形过程中坯料的流动规律与静电场等势线分布类似这一特性,提出一种能够进行预成形设计的新方法——类等势场法,并采用该方法对粉末高温合金盘件进行预成形设计,从中优选出6组预成形形状,利用MSC/Super Form商用有限元软件对上述预制坯的等温成形过程进行了数值模拟,得到了6组粉末高温合金盘件在预锻到终锻过程中的应力率参数和应变率梯度.通过对盘件轮毂、辐板和轮缘3个部位6个典型单元体应力率参数g的比较与分析,以及整体盘件应变率梯度的比较,并参考预锻变形量和终锻变形量,认为选择3号预锻模为最佳方案.     

铝合金半固态成形工艺及力学性能的研究现状

新型的成形技术--半固态成形技术(SSM)是一种近终成形(Near-net-shape)的成形工艺.和传统的成形工艺相比,具有一系列突出的优点:成形温度低;成形件力学性能好,较好的综合了固态金属模锻与液态压铸成形的优点.阐述了铝合金半固态成形技术的主要工艺方法及工艺参数与传统的液态压铸成形的差异,并阐述了半固态成形件在不同状态下的力学性能.     

阀盖模锻成形模拟分析与试验验证

目的 某型号不锈钢阀盖是一种典型的长肋条内空型零件,在模锻制造过程中,阀盖锻件容易出现不同程度的折叠和裂纹缺陷,亟需改进成形工艺以提升合格率.方法 采用有限元方法分析坯料在制坯/预锻/终锻全流程的金属流动规律和终锻件成形质量,得到最佳成形工艺方案.结果 方坯在后续成形时易产生横向流动,且局部充型不饱满;六边型坯在预成形和终成形时流动均匀、横向流动小,且有效抑制了充型不饱满缺陷;预制坯在过渡区长度过短,产生了折叠缺陷;采用六边形坯料和增加过渡区长度可以获得无缺陷阀体锻件.结论 采用新工艺制备的阀盖锻件合格率达到了100％,通过全流程工艺分析,能够得到金属流线规律,进而优化模锻成形方案,改善成形质量.     

钛合金双安装板静子叶片精锻成形工艺优化

为了缩短双安装板结构的TC4合金低压第二级静子叶片精锻工艺流程,并得到更优的金相组织、力学性能,首次将等温锻造方法引入叶片精锻工艺中,采用一火次等温预锻代替两火次普通预锻.利用刚粘塑性有限元法模拟等温预锻过程,分析了金属流动规律、应变场等的变化情况.结果表明,所成形的等温预锻件应力较低、应变分布比较均匀.经叶片成形工艺试验,得到了采用等温预锻的叶片精锻件,将采用普通预锻的叶片精锻件与之对比,发现采用等温预锻的叶片较采用普通预锻的叶片金相组织均匀性好,而两者的力学性能相当.     

新能源汽车4032铝合金涡旋件背压成形数值模拟与实验研究

目的 探究新能源汽车空调压缩机涡旋盘静盘成形技术及成形过程,解决新型涡旋盘外圈充填不满的缺陷问题。方法 采用背压挤压与闭式挤压结合的工艺方案,利用有限元技术对成形过程进行数值模拟分析,然后结合物理实验对工艺可行性进行验证。结果 获得了成形过程中金属流动规律、载荷变化曲线、应力应变分布和实际成形样件,并将终锻过程分为3个阶段：第1阶段主要是成形涡旋基底;行程到达30%时进入第2阶段,第2阶段成形外圈和涡旋部分,外圈金属流动较涡旋部分金属流动更快,外圈成形完整;行程到达84%时进入第3阶段,成形涡旋的中间部分。终锻过程中,涡旋根部由于形变量较大,存在应力集中现象。终锻快结束时,外圈已经充满,顶部应力增大。结论 成形中预锻的外圈保证了金属的充填,成形完整,成形工艺可行,“两步法”成形可以获得质量良好的涡旋盘。     

直齿圆柱齿轮冷精锻模具齿形设计

对两步成形直齿圆柱齿轮冷精锻工艺模具齿形设计方法进行了研究,分别采用修正模数法和变位法对终锻模具和预锻模具的齿形进行了设计.提出的模具齿形设计方法可靠、易行,不仅可用于冷精锻齿轮模具的齿形设计,对齿轮的热温成形模具齿形设计也同样适用.     

轴承环毛坯塔锻工艺的编制

详细阐述了轴承环毛坯塔锻成形工艺的编制方法;介绍了塔锻件公差、余量的选取,锻件图的制定、塔锻件、预成形件、镦粗件和坯料形状和尺寸的设计和计算.     

铝合金控制臂辊锻制坯模锻工艺数值模拟

针对控制臂现阶段模锻成形工艺工序多,生产率低,劳动强度大等缺点,提出辊锻制坯一模锻成形工艺,设计辊锻制坯各道次的尺寸参数,用数值模拟代替物理试验预测金属成形过程。通过对控制臂辊锻成形过程的数值模拟,并对辊锻后坯料进行弯曲、终锻成形,获得较好的锻件,为指导此锻件的生产实践提供了理论依据。     

中、小曲轴精锻件锻造新工艺的探讨

通过对中、小曲轴精锻件的结构及锻造工艺性分析,在预终锻热锻件图设计上,增加平衡板的宽度、增大预锻模平衡板的圆角;预终锻模模具结构的设计上,在模平衡板上下模桥部,特别在小头处设计了阻力墙,增大金属流向桥部的阻力;在终锻平衡板最深处作排气孔,能让金属充满型腔;严格控制热处理温度和时间;制定出合理的模锻工艺流程,达到了提高材料利用率、合格率、模具寿命和降低生产成本的目的.     

连杆断裂失效分析及锻造折叠缺陷控制研究

目的 确定连杆断裂失效模式、机理和原因,找到有效预防连杆锻造缺陷的措施。方法 针对连杆断裂失效问题,在对连杆合格件和故障件进行符合性对比试验分析的基础上,对故障件进行断裂失效模式、机理和原因分析,并对连杆锻造折叠缺陷产生类型、机理、原因、条件和时段进行分析。结果 只有在连杆制坯坯料形状与尺寸不合理、制坯坯料在预锻模膛中位置不合理、预锻形状与尺寸不合理、预锻成形打击力或变形速度不合理、终锻形状与尺寸不合理、锻模导向功能失效等多种极端不利因素同时存在的条件下,才具有产生复合型锻造折叠缺陷的可能性。结论 通过连杆锻造过程控制和锻造首锻控制,可有效预防锻造折叠缺陷产生,满足锻件高优质性、高可靠性和高有效性要求。     

基于振动点云补偿锻件尺寸在线测量系统研究

目的 针对高温锻造生产线检测任务中机械振动造成锻件热态尺寸测量误差较大的问题,提出基于加速度传感器的振动点云补偿方法。方法 振动点云补偿方法是在激光相机中内置加速度传感器获取振动信号,在检测出相机振动的加速度后,通过二次积分求解出相机在3个方向上的位移量,并通过旋转矩阵变换得到对应点的坐标值,从而对相机振动带来的点云偏差进行补偿和校正。在完成对点云偏差的修正之后,利用Halcon中的模板匹配算法对锻件点云进行匹配。结果 搭建了具有加热、镦粗、预锻等工序的汽车轮毂机器人自动化锻造生产线,根据锻造工艺要求,使用所研制方法对高温锻件产品进行了关键尺寸的在线测量。经补偿后,锻件点云尺寸平均测量误差由±0.9 mm降低至±0.1 mm,标准差由0.52 mm降低至0.056 mm。结论 采用二氧化硅气凝胶隔层降噪、增加防振结构件及隔热恒温等措施,使用蓝紫线激光3D相机,并通过基于加速度传感器的振动点云补偿算法,可以满足锻造自动化生产线的在线检测要求,能够提高锻造生产线高温锻件尺寸的检测精度、降低尺寸检测的不稳定性。     

大锻件内部疏松缺陷锻造压实过程FEM分析

通过分析大型铸钢锭内部疏松缺陷的物理性质和变形特征,将疏松缺陷视为多孔可压缩材料,利用多孔可压缩材料的刚塑性有限元方法,建立了Cr5型支承辊钢锻件内部疏松缺陷锻造压实过程的非线性有限元模型。通过数值模拟,研究了上下V型砧锻造工艺下,疏松体缺陷的初始孔隙率、砧宽比、接触摩擦系数和压下量等因素对其致密压实效果的影响。在Gl...     

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。     

汽车弯臂锻造工艺改进数值模拟及实验研究

采用理论分析、计算机数值模拟和实验研究相结合的方法对汽车弯臂锻造工艺进行了优化设计研究.用Deform软件对弯臂成形工艺中的辊锻、弯曲和模锻工艺进行了精确的数值模拟,得到了金属流动、应力应变分布规律,并通过对辊锻工艺的改进来改变金属的分布,减少飞边尺寸,达到提高材料利用率,降低成本的目的.利用工厂现有设备对弯臂成形工艺进行了实验研究,实验结果表明,改进后的锻件充填饱满,飞边较小,材料利用率得到了提高,验证了该改进工艺的可行性和优越性.     

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.     

轨道交通用减震器座锻造成形工艺改进

目的针对原有锻造工艺在终锻时易出现折叠和材料利用率较低的问题,改进锻造成形工艺,消除缺陷并提高材料利用率。方法以某型号轨道交通用减震器座为研究对象,对减震器座进行工艺分析、计算和有限元模拟。在原有工艺上增加拍扁工步,并设计了两种一模两件式的锻造工艺。对改进后的工艺方案进行有限元数值模拟,对比两种方案的金属流动、载荷、应力应变的分布情况。结果改进后的成形方案在避免折叠缺陷的前提下,材料利用率分别从70%提高到82%和86%。结论锻件型腔非对称放置时,载荷较低,速度更均匀,整体等效应变较小,有利于模具寿命。一模两件锻造的方式虽然增加了设备吨位,但是改善了金属流动,避免了汇流、折叠的缺陷,提高材料利用率和生产率,对于类似形状锻件的锻造工艺开发具有指导作用。