基于反向模拟的毛坯外形设计

毛坯外形设计是工艺设计的重要环节,它直接影响工件的成形质量.精确计算毛坯外形极其困难,目前尚无通用的方法.反向模拟结合了塑性形变理论和有限元技术,直接由工件反算出毛坯.文中着重指出反向模拟与一般增量正向模拟的区别,对其应用于毛坯设计的原理作了阐述,并通过标准考题验证了方法的有效性,最后将其应用于一实际生产零件的毛坯外形设计.     

高功率密度发动机连杆热模锻工艺模拟与优化

目的研究某高功率密度发动机连杆的锻造工艺。方法首先采用传统设计方法设计了连杆模锻工艺,再通过有限元模拟分析优化工艺。结果根据有限元模型,分析了传统设计方法下的毛坯充型效果,直观地再现了终锻成形过程中的坯料外形演变和容易出现成形缺陷,在此基础上,优化了毛坯尺寸,满足了终锻充型要求。结论通过工艺试验进一步验证了模拟结果,获得的锻件没有出现缺肉、折叠等缺陷,微观组织较均匀,能够满足技术要求。     

大型盘件辗轧工艺及坯料设计

合理的毛坯尺寸设计是获得精确的盘件尺寸和良好的性能的关键.本文进行了盘件辗轧试验,并根据体积不变原理和变形协调理论提出了一种非矩形截面盘件辗轧用毛坯的设计方法,给出了毛坯尺寸计算公式.试验表明辗轧出的盘件尺寸合格,坯料设计是其中的关键.根据毛坯设计方法通过对燃气轮机压气机盘进行实例设计计算,表明与辗轧成功试验用坯料相吻合,证明了本文设计方法是适用的.     

基于数值模拟的筒形件成形正交试验法优化设计

分析了筒形件成形的工艺特点,采用有限元分析软件对其压型、冲孔、拔伸成形过程进行了数值模拟。以坯料加热温度、压型与冲孔冲头工作速度、拔伸滑块工作速度、冲孔毛坯外径等因素设计了正交试验,分别对各试验方案进行了模拟。以成形力、损伤加权之和作为优化目标,分析了因素对优化目标的影响,得出了优化的工艺参数值。     

曲轴模锻成形工艺分析及模具优化

采用有限元方法对曲轴锻造成形工艺过程进行数值模拟,主要分析不同的飞边槽结构对曲轴预锻成形中坯料的充填情况及成形载荷的影响。根据模拟结果可知,在飞边槽桥部合理增设阻力沟或阻力墙,将对曲轴平衡块的充填性有很大程度的改善,并优化了毛坯尺寸。     

发动机泵体精密热模锻成形工艺研究

目的为了提高发动机泵体综合机械性能和降低制造成本,采用精密热模锻技术来实现泵体的精确成形。方法通过确定锻件分模面位置,建立了泵体精密热模锻几何实体模型;在此基础上,建立了泵体热模锻过程三维有限元模型和模拟参数,实现了精密热模锻过程有限元模拟模型。结果通过数值模拟,获得了成形过程中坯料的速度场、等效应变场和温度场及载荷-行程曲线,揭示了泵体热模锻过程中金属充填模具型腔的情况及其变形机理,获得了温度场应变分布以及载荷、打击能量随行程的变化规律,优化了预成形时拍方坯料长度等参数,为确定成形工艺参数提供了科学依据。结论经试验验证,新工艺成形的锻件非加工外形面尺寸精度达到了零件要求,数值模拟结果与实验结果一致。     

模锻坯料尺寸选择的新方法—反向成形模拟

本文应用上限单元法(UBET)对H型零件模锻的金属成形过程进行了反向流动模拟设计。本文还结合正向流动模拟分析讨论了不同飞边高,不同坯料尺寸对成形能耗的关系和最佳成形过程及最佳坯料尺寸的概念。     

复杂构件锻造预成形坯料设计综述

锻件预成形坯料设计是保证成形工艺顺利进行、获得无缺陷锻件、降低锻造载荷的关键环节。对于大型复杂构件,其预成形坯料形状影响到制坯工艺的周期、成本、预成形组织性能。分别从基于反向模拟技术的预成形坯料设计、基于优化设计方法的预成形坯料设计、基于正向过程分析的预成形坯料设计等方面,评述了复杂构件锻造预成形坯料设计的国内外研究现状,指出了大型筋板类构件的预成形坯料形状要求以及设计方法。     

轻合金热挤压模拟装置中的挤压杆改进

针对热挤压物理模拟装置在实验中坯料温度控制的难点,通过分析装置的电流及热量传递特征,对挤压杆结构进行了改进设计,解决了因挤压杆阻抗过大温升过高而坯料升温过缓的问题,确保了挤压过程物理模拟的正常进行.     

矿用液压软管接头芯子径向锻造工艺的研究

目的随着我国煤炭、钢铁业的新发展,矿用液压软管接头因更换快、使用量大,迫切需要新的成形工艺。方法针对KJ-25型液压软管接头芯子,提出了一种采用径向锻造近净成形制造毛坯的工艺。通过三维有限元软件FORGE建立了工艺的三维有限元模型,并对成形力、工件温度及应力状态进行了分析。结果有限元模拟结果表明:径向锻造生产的坯料较切削加工可节材37%,温锻时单个锤头锻造力仅为37.3 t。结论径向锻造工艺适用于同类型软管接头芯子的毛坯制造。     

网格式整体壁板增量成形有限元模拟

将机加后的平面外形的壁板毛坯成形为具有复杂曲面外形的壁板零件具有很大难度,为此,采用有限元方法进行壁板成形工艺模拟,分析壁板加工过程中的应力应变分布与失稳开裂现象.研究表明:网格式整体壁板增量成形过程中,塑性变形主要集中于筋条处,成形后的壁板主要是由于筋条发生塑性变形而导致壁板外形的改变.在成形过程中,筋条容易出现失稳与开裂现象.采用分段逐点循环模拟的方法,实现了网格式整体壁板结构件增量成形过程的数值模拟.     

多拐曲轴镦挤成形过程轴向流动模拟分析与试验验证

目的 解决多拐曲轴镦挤复合成形过程中,轴向流动导致尺寸精度低的问题。方法 从坯料加热、成形过程、成形后冷却等全流程模拟出发,以建立镦挤成形装置运动学、成形过程热力学、曲轴材料本构模型、几何模型等为基础,建立有限元模型,分析产生轴向偏差的原因。结果 有限元模拟分析表明,坯料体积、飞边厚度是镦挤成形过程产生轴向流动的关键性因素,可以通过优化台阶轴毛坯几何形状,控制轴向异常流动。结论 试验表明,多拐曲轴的轴向流动得到有效控制,单拐轴向长度偏差控制在±1 mm,成品率提高至90%以上。     

铝合金铸锻联合成形工艺毛坯冲制质量控制研究

目的提高铝合金铸锻联合成形工艺毛坯冲制良品率。方法采用优化模具设计、设备配置,增加模具保温、坯料预润滑和坯料预处理工序等综合治理方法,开展生产实验研究。结果铝合金铸锻联合成形工艺毛坯冲制良品率由原来的不足85.63%,提高到了97%的稳定水平。结论7A04铸铝坯料的冲制成形条件,比7A04挤压棒材的冲制成形条件要求高,用7A04铝合金铸造坯料代替7A04铝合金棒材冲制工件时,必须对毛坯冲制成形工艺进行细致的完善。     

摩擦对高坯料压缩稳定性的影响

采用刚塑性有限元法,对高坯料在平模间的压缩过程建立了刚塑性有限元模型并进行数值模拟,探讨数值模拟过程中横向扰动力的施加方法,对模拟结果进行了分析,最终获得了摩擦因子对坯料压缩稳定性的影响规律.     

筒形件热收口可控内形技术研究

针对筒形件毛坯热收口工艺材料损耗大,100%修内弧的现状,首次提出用内喇叭外园柱收口坯代替原内圆柱外预制槽坯的新的收口坯料设计方案,用计算机有限元模拟了筒形件热收口的变形过程,进行了工艺优化和工艺验证试验.采用可控内形技术实现了筒形件毛坯热收口不修内弧或少修内弧的目的.     

刮板锻造成形工艺的模拟研究

针对刮板锻造成形进行工艺分析,确定合适的分模面。利用有限元软件对刮板的2种制坯工艺方案模拟,确定合理的制坯工艺。选用不同尺寸的坯料,模拟分析金属流动情况、应力应变分布、成形载荷等,确定最优坯料,提高材料利用率。     

新能源汽车4032铝合金轴承座闭塞式背压成形工艺数值模拟和实验研究

目的 新能源汽车空调压缩机轴承座有着薄壁、多阶梯、外形复杂的特点,极易在成形过程中产生充填不满、折叠和拉裂等质量问题,为提高其成形质量,对其成形工艺进行仿真和优化.方法 对"T"形和"帽"形两种预锻坯料采用闭塞式背压成形工艺的成形情况进行模拟,依据所得结果对相关工艺参数和配套模具进行相应的优化.结果 在有背压力的情况下,"T"形预锻坯料的最大成形载荷由无背压时的927 t降低至78.2 t,并且载荷上升稳定,各成形阶段过渡平滑,易于调控."帽"形坯料在成形过程中金属的流动更加充分,模具型腔充填得更加饱满,无"T"形坯料成形过程中的充不满等情况.材料的Si颗粒偏聚也得到了改善,晶粒得到细化.结论 背压力的存在和预锻坯料形状的调控,使最终的成形载荷、成形质量以及零件的微观组织有了极大的改善.     

挤压速度对Ti3Al基合金包套挤压过程影响的数值模拟

目的研究挤压速度对Ti_3Al基合金包套挤压过程的影响规律。方法利用数值模拟技术在Deform-2D有限元软件中模拟Ti_3Al基合金的包套挤压过程。结果挤压速度越大,坯料及包套的温度和等效应变越高,并且坯料成形的挤压比也越大;在模拟的挤压速度范围内,挤压速度对坯料的等效应力场和模具载荷影响较小。结论选择挤压速度时应使坯料温度和应变速率有良好匹配,这样可以提高坯料成形的均匀性,降低模具载荷以及坯料所受到的应力,为Ti_3Al基合金的包套挤压开坯过程提供参考。     

摩托车超越离合器本体冷挤压毛坯的合理选择

首先简要地对超越离合器本体内孔型腔的加工方法作了对比分析,然后分别讨论了圆柱体坯料、台阶形圆柱体坯料、圆环坯料对超越离合器本体内孔型腔冷挤压成形的影响,确定了合适的毛坯形状。结果表明:采用合适的毛坯不仅能有效地降低冷挤压成形力,保证内孔异型型腔的良好成形,还能大幅度提高冲头的使用寿命,提高材料利用率,降低制造成本。     

半固态触变成形坯料感应加热的数值模拟

半固态触变成形技术以其降低宏观偏析、减少多孔性、成形力小和近终成形等优点受到广泛关注.在触变成形之前,使坯料具有均匀的固-液相分布和球状晶粒是很重要的,这就要求加热快而迅速.为满足这一要求,目前普遍采用电磁感应加热.文中对感应加热进行了有限元理论分析,采用商用有限元软件ANASYS对半固态触变成形坯料感应加热进行了数值模拟,模拟了频率、加热时间、线圈电流强度系数、坯料尺寸半径、线圈尺寸大小等参数对坯料温度的影响.