锥筒形件剪切-拉深复合旋压成形可旋性表征方法研究

针对锥筒形件剪切-拉深复合旋压时可旋性表征困难的问题,提出采用可旋性表征曲线对其进行表征。基于Abaqus软件建立了镍基高温合金锥筒形件全流程复合旋压成形有限元模型,分析了不同半锥角锥筒形件的破裂及起皱情况,进而获得其极限拉深系数;在此基础上,构建了锥筒形件剪切-拉深复合旋压成形的可旋性表征曲线,获得了锥筒形件复合旋压成形时的安全区以及破裂起皱区,并通过复合旋压工艺试验验证了有限元模型的可靠性。结果表明:采用剪切旋压时的半锥角为横坐标、拉深旋压时的极限旋压系数为纵坐标所构建的可旋性表征曲线,可实现对锥筒形件剪切-拉深复合旋压成形可旋性的有效表征。     

镍基高温合金锥筒形件拉深旋压时成形质量及组织性能研究

针对镍基高温合金因严重的加工硬化而导致塑性成形时质量控制困难的问题,以应用于燃烧室的锥筒形件为对象,提出采用剪切旋压工艺获得锥形预制坯,经固溶处理后进行拉深旋压成形出口部筒形段的方法。基于Abaqus软件建立锥筒形件多道次拉深旋压成形有限元模型,研究了进给比及旋轮圆角半径等成形参数对成形质量的影响规律,结合组织性能测试,获得了微观组织及力学性能变化规律。结果表明,进给比及旋轮圆角半径对制件的最大壁厚减薄率、圆度及回弹的影响显著。拉深旋压成形后,筒形段各区域的晶粒形态各异,中部晶粒被拉长并形成较多形变孪晶,口部筒形段发生晶粒堆积,且晶粒呈等轴状;拉深旋压成形的筒形段的强度显著提高,但伸长率下降。     

基于数值模拟的小应变差筒形件旋压成形方法研究

为了获得变形均匀的筒形件,提出采用有限元数值模拟方法对错距旋压、等距旋压和对轮旋压三种强力旋压成形工艺方案进行分析,介绍了三种强力旋压成形工艺方法及其原理,并制定了相应的成形工艺方案。以20钢筒形件为研究对象,采用MSC.MARC有限元软件,对三种不同的强力旋压成形过程进行了数值模拟。结果表明,旋压成形后工件的内外表面存在一定的应力及应变差;采用对轮旋压所获得筒形件内外表面应力应变差远小于错距旋压及等距旋压,采用等距旋压成形时筒形件内外表面应力应变差最大。     

6061合金特种筒件旋压工艺及组织性能研究

在2 m立式旋压机上,采用正、反旋相结合的成形工艺,制备了6061铝合金特种筒形件;分析了其变形前、后组织与性能的变化.试验结果表明,旋压成形获得了所需尺寸规格的特种筒形件,旋压变形后其显微组织细小均匀,综合力学性能得到提高.     

筒形件强力旋压工艺模拟及实验研究

采用有限元与工艺实验相结合的方法,对筒形件强力旋压工艺进行了研究。对于旋压加工工艺,利用有限元模拟软件建立三维弹塑性模型并进行数值模拟,然后在此基础上分析进给比、减薄率2个工艺参数对筒形件强力旋压成形过程的影响规律。根据数值模拟结果,设计并制造了工装与模具,同时进行了工艺试验,成功试制了壁厚减薄效果良好的筒形件强力旋压样件。     

TC4钛合金筒形件的热旋成形工艺研究

轻质、高强、耐热、耐蚀钛合金零部件在航空航天、兵器等发动机领域中具有重要的应用前景。针对一端带内法兰的TC4钛合金筒形件开展了加热旋压成形工艺研究,分析了加热温度、旋轮形状、旋压道次、旋轮进给比、壁厚减薄率等工艺参数对TC4钛合金旋压成形的影响规律,研究了旋压过程中材料出现的破裂、起皱、扭曲、扩径等现象并提出了解决措施,辅以后续精密整形和热处理工艺,制造了几何尺寸和机械性能均满足要求的TC4钛合金筒形件,为类似钛合金筒形件旋压成形提供了参考。     

大长径比不等径筒形件旋压成形试验研究

针对大长径比不等径筒形件采用拼焊或车削预制坯后再旋压成形时存在的工艺复杂、成形精度低、产品质量差及生产效率低等缺陷,提出采用板坯卷焊成管坯后,再经过旋压成形的方法来实现其完整近净成形。对零件进行工艺分析后,确定了零件的旋压成形工艺和流动旋压方式;通过试验获得了双旋轮等距旋压道次减薄率的合理范围;采用流动旋压、旋压缩径及旋压翻边等工序,成功地加工出了高精度、大长径比不等径筒形件,使其材料利用率提高了78%以上。     

薄壁筒形件旋压成形的研究进展

主要阐述了近年来国内外关于薄壁筒形件旋压理论研究和工艺技术的进展情况.介绍了薄壁简形件的旋压方式、旋压过程中材料流动特征和力能参数、变量参数与加工精度相关性的研究进展,以及筒形件的可旋性和复合技术的应用;分析了超薄壁筒形件旋压加工的特点,得出超薄壁筒形件的成形加工与厚壁件相比主要成形特点有:材料流动的不稳定性、对工件与...     

镍基高温合金锥筒形件拉深旋压成形机理研究

针对镍基高温合金因加工硬化严重成形时极易产生破裂和起皱等典型缺陷的问题,以锥筒形壳体类零件为对象,提出了一种由锥形预制坯经过真空固溶处理后拉深旋压成形锥筒形件的方法,并对其成形机理进行了研究。基于Abaqus/Explicit平台,建立了锥筒形件拉深旋压有限元模型,分析了成形过程中的瞬态等效应力、等效塑性应变、切向应力、壁厚及三向应变分布规律。结果表明:在旋压成形过程中,最大瞬态等效应力位于旋轮接触区及附近区域、最大瞬态等效塑性应变位于坯料口部;瞬态切向压应力最大值位于旋轮接触区,而瞬态切向拉应力最大值位于旋轮接触区附近的两侧区域。筒形段中部壁厚减薄,而坯料口部壁厚增厚。旋压成形试验表明,锥形预制坯经拉深旋压后可获得壁厚均匀的锥筒形件。     

5A02-O铝合金锥底筒形件充液拉深有限元模拟

锥底筒形件由锥底和较高的直壁筒组成,其充液拉深过程中液压加载路径既不同于筒形件,也有异于锥形件。利用DYNAFORM有限元软件对锥底筒形件充液拉深过程进行模拟,研究了不同液室压力加载路径对充液拉深锥底筒形件壁厚分布、破裂与起皱等的影响规律,分析了锥底筒形件液压加载路径控制策略。研究结果表明:采用2拐点的液压加载路径适合锥底筒形件充液拉深成形,第1个拐点位置为凸模底部圆角圆心,与凹模圆角圆心在同一条水平线上,第2个拐点位置为凸模锥底上部圆角圆心,与凹模圆角圆心在同一条水平线上;充液拉深得到的锥底筒形件壁厚分布存在2个波谷点,第1个波谷点在锥底筒形件锥形底部圆角和锥壁的结合处(A点),第2个波谷点在锥底上部圆角和直壁结合处(B点);对于不同的拉深比和锥角,应该采用合理的液压加载路径。     

超长薄壁筒形件整体旋压技术

以成形长4,800mm、直径?402mm筒形件为例,阐述了CZX800/3CNC数控强力旋压机自主设计开发过程,并基于该设备开展了30CrMnSiA零件旋压工艺研究,获得了整体旋压合格零件,通过了后续批产考核验证,为超长薄壁筒形件成形研制做出了积极的探索与贡献。     

凹圆弧母线筒形件空心旋压成形有限元模拟研究

采用空心旋压工艺成形凹圆弧母线筒形件难度很大。利用有限元模拟手段对该成形过程进行预测性研究,为后续的实验与生产提供理论依据。首先理论推导单一道次凹圆弧型旋轮运动关系方程,再以此为边界条件进行模拟。研究中提出了3种旋压方法,通过对比分析模拟结果发现,随动芯轴可控制筒坯自由端金属流动均衡性,多道次成形由于每一道次的相对径向进给量小,有利于控制弧顶部位的褶皱,获得较好的壁厚均匀性,且旋压件弧顶横截面椭圆化较轻。     

筒形件错距旋压成形工艺参数的正交试验研究

工艺参数对成形质量的影响规律是旋压成形工艺研究的重点,而旋压件的椭圆度、直线度、壁厚偏差等是评价成形质量的重要指标.本文以旋压件椭圆度、直线度、壁厚偏差为评价指标,采用正交试验法对错距旋压成形工艺参数进行分析,获得了影响椭圆度、直线度、壁厚偏差的因素主次顺序.结果表明,筒形件旋压成形过程中,影响筒形件椭圆度/直线度因素的主次顺序为:进给比＞总减薄率＞轴向错距量;影响筒形件壁厚偏差的因素主次顺序为:总减薄率＞进给比＞轴向错距量.     

铝合金薄壁筒滚珠旋压成形分析

作为一种连续局部塑性成形工艺,滚珠旋压被应用于制造铝合金薄壁筒形件。介绍了滚珠旋压的基本原理,以塑性力学为基础,分析力学参数对旋压件成形性的影响。实验中通过采用LF2和LY12两种铝合金筒坯,获得金属材料的塑性和屈服强度对旋压件可旋性影响的一般规律。最后研究咬入角对金属材料稳定流动的影响,并通过实验获得了合理的咬入角值。     

薄壁筒形件多道次滚珠旋压成形机理研究

为研究多道次成形条件下薄壁筒形件滚珠旋压的成形机理,采用实验和有限元法相结合对薄壁筒形件多道次滚珠旋压的应力应变、旋压力和成形性进行了分析。结果表明:各道次下的等效应力和等效应变都是由旋压件的内表面向外表面逐渐增大,且随着旋压道次数的增加,等效应力和等效应变也都是逐渐增大;每道次的轴向旋压力随着滚珠行程的增加而增大,且各道次的旋压力也逐渐增大;多道次滚珠旋压时,由于采用较小的壁厚减薄量和材料的加工硬化,金属易于稳定流动,能够保证管坯的轴向伸长。因此,通过多道次滚珠旋压可实现大减薄量薄壁筒形件的旋压成形。     

基于Simufact的QSn7-0.2筒形件正、反旋数值模拟研究

为了得到成形质量高、变形均匀的QSn7-0.2连杆衬套筒形件,采用有限元数值模拟的方法对正、反旋两种筒形件强力旋压的旋压方式进行分析,介绍了两种筒形件强力旋压方式的工艺原理,并制定了相应的成形工艺方案。使用锡青铜作为研究对象,利用Simufact有限元仿真软件,对两种不同的筒形件强力旋压方式的成形过程进行了数值模拟。结果表明,正旋的成形质量好于反旋;正旋的瞬时最大等效应力应变值及径向和切向的最大应力分量的变化幅度均小于反旋;反旋的旋压时间小于正旋,在精度允许的范围内,反旋的生产效率高于正旋。     

筒形件强力旋压发展过程及其现状分析

通过对筒形件强力旋压发展过程的回顾和国内外技术现状的分析,进一步加深了对该加工工艺的了解并探寻新的发展方向。目前,普通筒形件强力旋压工艺已经相当成熟,而带有纵向内筋的筒形件强力旋压工艺还相对落后。因此,进一步深入开展带内筋筒形件强力旋压工艺成形机理和变形特点的研究,有着重要的理论意义和实际应用价值。     

无凸缘球底筒形件成形工艺优化设计

在对无凸缘球底筒形件成形分析的基础上,建立球底区域的应力模型,并获得平衡微分方程。对球底区进行应力分析,确定压边力、凹模圆角半径、摩擦系数等影响球底圆筒形零件成形极限的重要因素。根据成形方案,首先进行数值模拟成形,并对模拟结果进行综合分析,确定压边力、凹模圆角半径、摩擦系数等参数对球底圆筒形零件变薄率和凸耳值的影响;然后通过实验验证,实现无凸缘球底筒形件成形时无切边工序的工艺优化。研究结果表明,凹模圆角半径越小,对控制球底部位内皱的效果越好,降低摩擦系数能够有效降低成形中的凸耳尺寸。     

筒形件强力旋压成形本构关系研究

通过不同壁厚减薄率的筒形件旋压的单向拉伸试验获得了应力—应变关系曲线。在弹性变形和塑性变形工艺的基础上,分析了减薄率对屈服强度、弹性模量以及切线模量的影响。并且通过修正双线性弹塑性本构关系,获得了强力旋压成形的本构关系。结合宏观增量本构关系和拉伸试验结果,采用Mises屈服准则和随动强化模型建立了适合强力旋压成形的弹塑性增量本构方程,这为筒形件强力旋压成形奠定理论研究和实际应用的基础。     

细长薄壁筒形件错距旋压成形工艺研究

薄壁筒形件变形量大,壁厚公差要求高,加工过程中容易出现壁厚超差、振纹、开裂、脱模困难等问题,为提高生产效率,通常采取错距旋压方式成形。通过对6061铝合金细长薄壁筒形件错距旋压工艺分析及旋压成形试验,分析了旋轮进给比、壁厚减薄率、旋轮轴向和径向错距量、旋压道次、预先热处理工艺规范等对旋压过程和产品质量的影响,为细长薄壁筒形件研究出了一套切实可行的错距强旋成形方案和合理的工艺参数。