滑动叉无飞边锻造工艺有限元模拟研究

滑动叉传统上采用开式模锻工艺生产,飞边大,材料浪费严重且尺寸精度差。为了降低锻件成本,针对滑动叉的形状特征,提出一种少无飞边模锻的新工艺,使预制毛坯在封闭的模膛内成形,实现锻件近净成形。根据体积不变原则对计算毛坯进行处理得到预制毛坯。应用DEFORM 3D软件模拟研究了滑动叉无飞边和小飞边锻造工艺过程,模拟验证结果表明,新工艺显著地提高了材料利用率和成形质量,降低了锻造载荷。     

GH4169合金低压涡轮机匣异形环锻件胀形工艺

为了解决低压涡轮机匣异形环锻件轧制成形精度低、余量大、材料利用率低、周期长等问题,采用数值模拟与工艺试验试制相结合的方法,研究了GH4169合金低压涡轮机匣异形环锻件胀形工艺。模拟研究阐明了胀形变形量对低压涡轮机匣轧制成形锻件的应力、应变、温度分布及均匀性的影响规律,综合考虑建议胀形变形量取1.5%较为合理;胀形过程的工艺试制研究表明,通过胀形工艺对轧制成形的GH4169合金低压涡轮机匣异形环锻件进行整形,可显著降低锻件的椭圆度、提高锻件的尺寸精度,减小锻件余量并提高余量均匀性,提高材料利用率,同时可有效提高锻件的力学性能及其均匀性。锻件余量均匀性的提高也可有效减小低压涡轮机匣零件的机加工变形。     

滑动叉无飞边锻造工艺研究

滑动叉传统上采用开式模锻工艺生产,飞边大,材料浪费严重而且尺寸精度差。为了降低锻件成本,针对滑动叉的形状特征,提出一种无飞边模锻的新工艺,使预制毛坯在封闭的模腔内成形,实现净成形或近净成形。应用Deform 3D模拟研究了滑动叉无飞边锻造工艺过程,模拟验证结果表明,新工艺显著地提高了材料利用率和成形质量,降低了锻造载荷。     

滑动叉模锻成形技术北大核心CSCD

叉类锻件的工艺难点是劈叉,其材料利用率一般较低。通过分析某一型号短空心轴滑动叉的外形和金属分布规律,提出了弯曲成形U形叉、挤压成形空心杆的模锻思路,制定了5步模锻工艺方案。预锻成形时进行弯曲和挤压复合变形,毛坯在凸模作用下弯曲为U形,并挤压成形部分杆部;终锻成形时,利用预锻件的外形定位,挤压成形空心杆部,并对U形叉进行整形。模拟了预锻和终锻成形过程,验证了理论分析的正确性。根据制定的成形方案,设计制造了锻模,并模锻成形出合格的锻件。该方案避免了开式挤压劈叉工艺造成的材料流动不均匀的问题,同时成形了空心杆部、降低了金属消耗和机械加工量,而模锻成形产生的飞边和冲孔连皮可利用模具切除。相对于坯料水平分模开式模锻,该方案材料利用率提高约15%,对生产具有一定的指导意义。     

基于柔性滑动分体式型腔模具的环形件内高压胀形研究

针对具有小半径圆角的薄壁环形件的内高压胀形工艺存在所需内压过大和零件贴模程度差的问题，提出了传统内高压胀形以及基于柔性滑动分体式型腔模具的内高压胀形两种成形工艺。分析了在相同加载路径下两种成形工艺的有限元模拟结果，确定了基于滑动分体式型腔模具的内高压胀形工艺方案为较优方案。采用正交试验探究了进给量、最大内压和保压时间对成形件的胀形高度和最大壁厚减薄率的影响，并对试验结果进行了极差分析，结果表明，进给量和最大内压分别是胀形高度以及最大壁厚减薄率的最大影响因素。对试验结果进行综合分析得到了最优方案，即进给量19 mm、最大内压80 MPa和保压时间1 s。采用最优方案进行了试验，结果显示该方案可成形出合格的零件，测量成形件的壁厚分布并与有限元模拟结果进行了对比，有限元模拟结果与试验结果的壁厚减薄趋势基本相符。     

水龙头内高压水胀成形工艺分析及生产实践

针对水龙头传统生产工艺产能低、成本高、污染严重、节能低且尺寸不稳定等缺点,本文提出采用内高压水胀成形技术成形此类产品的方法,并进行工艺分析及模具设计来实践生产。结果证明采用三次内高压水胀成形,便可得到此类复杂形状的产品,极大提高材料利用率及产品生产效率。     

汽车滑动叉闭式模锻工艺研究

针对某型号汽车滑动叉锻件的形状特点,对其进行了闭式模锻工艺分析,金属的主要成形方式为正挤压、镦粗复合成形;根据金属流动规律,在合理的位置设计了余料腔。建立了滑动叉三维数值模型,进行了数值模拟,验证了工艺分析的合理性。根据模拟结果设计了平锻模具,并进行了工艺实验,得到了优质锻件。实验结果表明,相对于开式模锻成形,用平锻一次挤压成形,工步少、材料消耗低,经济效益好。     

一种大负角敞口零件成形工艺的研究

本文对一种大负角敞口零件成形工艺进行研究,讨论了拉深成形、管式内高压成形和弯曲胀形三种工艺方法在典型零件上的应用。通过讨论最终采用弯曲胀形工艺方法对此典型零件进行CAE分析和零件试制,试制结果满足预定要求。弯曲胀形工艺可作为该典型零件和其他类似零件的成形工艺。     

T形不锈钢阀体多轴联动成形工艺北大核心CSCD

T形不锈钢阀体通常采用板材或棒材切削加工的方式生产,其材料利用率及生产效率低下。针对该问题,提出了一种新的T形不锈钢阀体多轴联动成形工艺,并利用有限元模拟软件Deform-3D,对T形不锈钢阀体的多轴联动成形工艺进行了数值模拟,分析了零件的工艺难点及成形过程中的载荷-时间曲线、等效应力场分布和温度场分布等,最后设计了相应模具并进行了试验验证。研究结果表明:该T形不锈钢阀体多轴联动成形工艺具有可行性,模拟得到的锻件充填饱满,金属流线基本沿锻件轮廓方向,成形过程中的最大载荷为6620 kN,工艺试验得到的锻件的尺寸一致性较好,说明工艺可靠性高,对该类零件的多轴联动成形工艺具有一定的指导意义。     

基于滑动模具的某车后桥壳内高压成形的仿真分析

针对某车后桥壳内高压成形技术,为了研究其成形规律,降低实验成本,选用与后桥壳具有相同形状特征的三通管进行内高压成形实验并借助有限元软件DYNAFORM对其成形过程进行数值模拟,通过与实验结果对比验证了模型建立及仿真分析的正确性。基于此,根据某车后桥壳成形工艺要求设计成形模具,并利用有限元软件对其成形过程进行仿真,对比模具静止与滑动条件下所得管件的壁厚分布及成形情况。结果表明,模具滑动带动材料进入胀形部分,有效提高了成形质量。在此基础上,进一步研究了模具的不同滑动方式对管件成形的影响规律,为工程应用提供必要的参考。     

汽车前梁内高压成形工艺分析

传统汽车前梁的制造一般是板料冲压成形,它的缺点是成形工序多,模具结构复杂。内高压成形汽车前梁具有工艺简单,生产费用低,成形零件强度与刚度高的优点。采用有限元分析方法对汽车前梁内高压成形过程进行了模拟分析,研究了预弯曲形状和内高压压力对零件成形质量的影响。结果表明:坯料形状对零件胀形质量有重要影响,完全预弯成形后零件胀形质量较好;内高压压力过大会使零件破裂,过小会造成胀形不足;当内高压压力为70 MPa时,可成形出质量较好的零件。     

弹、塑性传力介质下三通管轴压胀形工艺分析

填充在初始管件内部的传力介质是三通管轴压胀形工艺中的重要因素。内高压充液胀形具有工装结构复杂、成本高、密封条件苛刻的缺点;为寻求结构简单、成本低廉的工装结构需要选用其他成形传力介质。文章采用聚氨酯橡胶弹性材料和石蜡、石墨混合塑性材料为传力介质,分别以紫铜三通管和硬铝三通管轴压胀形为例,在自行研制的30t轴压胀形试验平台上进行了工艺试验,分析了不同传力介质对胀形工艺的影响,获得了合格成形件和较理想的传力介质。结果表明,聚氨酯橡胶弹性材料不适合成形高径比大于1的支管,塑性传力介质中石蜡石墨以4∶1混合时,三通管成形质量比较理想。     

液压复合成形技术在三通件上的应用

利用液压复合成形技术,对数控铣削加工三通件进行工艺改进,针对充液拉深和内高压胀形阶段建立了力学模型,分析了摩擦系数、拉深比、压边力和胀形力等工艺参数对零件成形的影响。通过对液室压力的数值模拟,得到在40 MPa液压下,充液拉深后零件的壁厚减薄率最小,为27.5%,壁厚最薄处位于凸模圆角区域;并通过液压复合成形工艺,试制出内径为SR90 mm的三通件,成形的三通件翻边处最小壁厚为1.59 mm,通过了液压强度、气密性能等可靠性考核,实现了1Cr18Ni9Ti不锈钢球形三通件的整体成形。研究表明,采用液压复合成形技术,三通件的研制周期缩短了8天,材料利用率提高了60%以上。     

CH1018转向节锤锻模具优化设计实例

针对CH1018转向节锻件,基于其形状、结构和锻造成形工艺,分析了其在模锻中的成形难点,并结合锻造工艺方案及主锻造设备吨位的计算,对预锻模型腔及其飞边槽进行了优化设计,飞边槽采用双仓结构,飞边桥间隙由4 mm优化至3 mm,桥宽由10 mm增加至12 mm,并应用到实际批量化生产制造中。优化设计后采用机械压力机并结合制坯模具,对制坯、预成形工步进行了简化,得到的锻件充填效果好、结构紧凑、材料利用率高、生产效率高,产品合格率由95. 6%提高至99. 2%。此设计实例为叉孔类复杂锻件的成形提供了一种在机械压力机上制坯与锤上模锻相结合的方法。     

大型变壁厚TC4半球超塑胀形工艺研究

对大型TC4钛合金变壁厚半球壳体的超塑胀形工艺进行了研究。采用数值模拟手段先后分析了单向胀形和正反胀形后半球毛坯的壁厚分布规律,指出了正反胀形工艺在壁厚分布上的优势,并给出了反胀模具型面曲线优化的关键参数及其对成形壁厚分布的影响规律。用优化后的模拟数据结果指导实际实验参数设计,在理论分析基础上进行了实验验证。结果表明,数值模拟数据较好地预测了超塑成形后的半球壁厚分布,利用优化后的正反胀模具实现了半球实验件的壁厚按需分配。成形后材料强度略有下降,延伸率得到提升。正反胀形方法能够明显提高钛合金板材的材料利用率和后续毛坯的车加工效率,降低制造成本。     

铝闸叉锻造工艺的改进

自行车铝合金钳形闸的主要零件,为左右闸叉,村科为LDs。该零件形状不规则,但又具有一定精度要求,除金切加工外,主要工作量为锻造成形。按我厂以往常规生产,该类工件加工工艺首先板料落料,然后再上压床,加热锻造。由此,我们初步拟定落料排样图。经过计算,发现这样制订工艺,材料利用率极低。锻件重0.03124kg,但坯料消耗确高达0.1787kg,材料利用率仅为17.48％。     

基于响应面法的柱形壳内高压胀形工艺优化

针对柱形壳在制造过程中的厚度均匀性和成形性能差等问题，提出采用橡胶内高压胀形工艺进行柱形壳的成形，并通过优化肩部传力区域的工艺参数来提高柱形壳的成形性能。基于响应面法中的Box-Behnken Design进行试验方案的设计，建立并优化了以模具结构中肩部传力区域的内圆角半径、外圆角半径、斜边角度和摩擦因数为设计变量，以最大减薄率为响应值的响应面模型，并通过对响应面模型进行方差分析和相关性分析，确定了柱形壳内高压胀形的最佳工艺参数组合为：内圆角半径为9.89 mm,外圆角半径为1 mm,斜边角度为10.13°,摩擦因数为0.104。采用最佳的工艺参数进行柱形壳内高压胀形模拟分析和试验，验证了响应面模型优化的可靠性和模拟分析的准确性。     

异形截面管弯曲与内高压复合成形工艺计算机模拟

利用有限元仿真软件ABAQUS/Explicit,建立了圆管弯曲成形过程和内高压复合成形的三维有限元模型,提出了利用圆形管件先绕弯后采用内高压胀形复合成形工艺成形弯曲异型管的方法.分析了管件成形过程中变化较大的点的成形过程,内压加载方式等对成形结果的影响.     

镁合金摩托车手把管超塑胀形工艺研究

设计了一套镁合金管材胀形成形装置,对镁合金摩托车手把管的超塑性胀形成形进行了实验研究,并通过实验确定了镁合金管超塑胀形的成形工艺.其主要工艺参数为:成形温度340～370 ℃,胀形初始压力2.0～2.2 MPa,轴向压力1.0～1.5 MPa,随着胀形的进行,胀形压力分阶段逐步加载到10MPa.在此工艺条件下,成形出的管子尺寸精度高,壁厚均匀,无减薄现象.用超塑性胀形技术提高了镁合金的塑性成形能力,并实现了摩托车手把管的精密成形,提高了材料利用率,降低了成本.     

TC4半环超塑正反胀形工艺研究

本文对钛合金半环的超塑成形技术进行了工艺研究。采用正反胀形方法来控制成形后半环的壁厚,并通过数值模拟手段,对壁厚控制的关键即正反胀形模具型面进行了优化设计,同时进行了试验验证。结果表明数值模拟数据较好的预测了超塑成形后的半环壁厚分布,利用优化后的正反胀模具实现了半环试验件的壁厚均匀化。该方法能够明显提高材料利用率和后续车加工效率,并降低制造成本。