基于有限元法的精密锻造齿环齿顶折叠的研究

针对钢质同步齿环在精密锻造成形过程中出现的小齿齿顶折叠现象,应用刚塑性有限元理论,利用专业塑性成形模拟软件对同步环的成形过程进行了模拟,获得了齿顶折叠的形成过程与机理.针对齿顶折叠形成的特点,借助塑性成形模拟软件进行了工艺优化,使齿顶的成形方式由原工艺的挤扩成形转变为镦挤成形,消除了齿顶折叠现象,获得了无折叠的齿环锻件.生产试制验证了研究结果的可靠性.     

结合齿预锻件的精密锻造成形工艺探讨

汽车变速箱的结合齿精密锻造成形工艺是汽车零部件的一种新型制造工艺。为了解决热锻预成形时锻件定位凹槽对齿形充填及金属折叠的影响,应用数值模拟软件对结合齿精密锻造的预锻件成形工艺进行模拟研究。通过优化预锻工序模具的关键参数来降低终锻工序的载荷,使终锻工序载荷由28546 k N降到21883 k N。并进行了结合齿的热锻成形试验,试验结果表明,优化工艺参数后改善了结合齿锻件的充填质量并避免了折叠缺陷,试验结果与模拟结果相吻合,证明了该新工艺在实际应用中的可行性。     

铝合金梁框模锻成形工艺设计及数值模拟

对航空工业用的铝合金梁框锻造工艺进行了分析,提出了该零件的生产工艺流程.基于三维造型软件Pro/E,建立了零件和模具的三维模型.基于有限元软件Deform-3D,对锻件的成形过程进行了分析.通过模具结构优化,消除了锻件的折叠缺陷,并对锻件的等效应变分布情况进行了分析.结果表明,锻件变形量较为均匀,坯料设计合理.     

汽车变速箱花键轴多工位锻造工艺模拟及应用

为加快生产速度,并节约人工、材料和时间成本,以一种汽车变速箱花键轴为研究对象,尝试将加工工艺改为多工位锻造,并联合Deform-3D软件进行同步研究。根据零件外形特征和加工材料的极限变形程度初步设计了两种理论上比较可靠的多工位自动锻造成形工艺,通过搭建符合实际条件的虚拟锻造试验平台完成了两种工艺的成形模拟,并根据成形结果进行了工艺评定,分析和对比了等效应力、载荷变化规律等试验结果。结果表明：设计的两种多工位锻造工艺基本可行,并且工艺1在零件成形质量和模具寿命方面表现更好。最后,参考工艺结果通过工业试验完成了变速箱花键轴的制造,锻造速度快,生产稳定,并且零件生产质量较好,无裂纹等缺陷,验证了多工位锻造工艺方法的有效性。     

汽车差速器齿套冷锻工艺分析与优化

以汽车差速器齿套为研究对象，为解决现有制造工艺中存在的工序多、产速慢、材料浪费、生产的齿套齿部强度差等问题，研究了一种适用于齿套生产的冷锻新工艺。首先，基于齿套结构完成了符合成形理论的5工位成形工艺设计，并利用Deform-3D软件进行了成形检验，结果显示其中有两个阶段材料流动异常，引起了折叠缺陷；然后，基于缺陷原因完成了工艺的优化，并对改进后的工艺中各阶段的成形过程重新进行了模拟检验，结果显示均达到了预期要求；最后，对优化前后两种工艺分别进行试模，其中优化前工艺得到的齿套存在折叠缺陷，并且产生的部位和阶段与模拟结果完全一致，而优化后的工艺得到的齿套成形充分，无折叠等缺陷，成形质量及尺寸精度达到要求，能作为生产该齿套的新工艺。     

F51AE型钩舌的锻造工艺分析及模具设计

锻造钩舌是一种常用的铁路车辆车钩牵引部件,该产品截面变化大、形状复杂、成形困难,存在不容易锻造的薄筋。根据该产品的尺寸和形状特点制定了合理的工艺方案,并且对拔模斜度和模具圆角进行了优化,对锻件折叠缺陷进行了模拟并提出解决措施。根据优化后的方案进行锻造模具设计,最终通过生产验证说明,批量生产的效果良好。     

大规格电镦成形折叠缺陷分析及改进措施

针对原大规格电镦工艺方案成形与砧块接触面出现折叠缺陷,通过电镦过程观察和有限元分析模拟确定折叠产生于电镦开始时因电流和顶锻力发生变化产生小台阶,后续电镦过程的顶锻力持续施加并致使有小台阶的变形部位逐渐向砧块靠拢,并受砧块表面约束,坯料受反作用力将材料压凹陷形成凹坑,并在模锻时形成折叠缺陷,为提高电镦成形质量和避免模锻成形缺陷,提出初始电镦阶段采用多分段成形渐变工艺。有限元分析模拟显示,采用多分段成形渐变工艺锻造流线连续,未出现折叠缺陷。生产实践表明,改进方案可以避免折叠缺陷产生,能够满足实际生产需求。     

一种驱动齿轮类零件锻造成形工艺的探讨

驱动齿轮类零件具有直径小、厚度大、内孔大的特点.在锻造成形过程中极易在上模内孔上产生折叠的锻造缺陷. 图1为某公司设计的某副箱驱动齿轮毛坯示意图,该齿轮产品外径为?156.7mm,总厚度为97.1 mm.针对该类直径小、厚度大类似法兰盘的零件,某公司毛坯生产大多设计为锤上开式的工艺.     

管接头锻件的挤压成形工艺研究

对0Cr21Ni6Mn9N钢管接头锻件进行工艺分析,设计了下模镶块,解决了管接头锻件的成形。首次试制时管接头锻件出现了比较深的折叠缺陷。使用Simufact.forming锻造工艺模拟软件对锻件的成形过程进行了模拟。结果显示,在挤压力的作用下,在模具中部向内流动的金属产生折叠。进行工艺改进——在折叠位置处增加成形凸台。改进的工艺实施后消除了向内流动现象,解决了折叠缺陷。     

节距190 mm链轨节模锻成形研究

对节距190mm链轨节模锻成形过程进行数值模拟,获得了链轨节模锻成形过程金属流动规律;对成形过程中出现的折叠缺陷进行分析,对冲孔连皮及预锻毛坯结构进行优化,解决了折叠缺陷问题;结合生产实践设计了链轨节的锻造模具.经实践检验,生产出的锻件符合技术要求.同时,改进后的锻造模具节约了原材料,降低了生产成本.     

直齿圆柱齿轮浮动凹模冷闭式镦挤成形数值模拟分析

结合齿轮浮动凹模锻造和分流锻造技术,提出了一模两击式直齿轮冷闭式镦挤新技术,即先进行环形坯料带活动芯轴的镦挤预锻,后进行无芯轴空心分流终锻的两步成形工艺.并通过DEFORM-3D数值模拟分析和比较,验证了该技术能解决成形力过大和齿形充不满等缺陷,是适用于直齿圆柱齿轮精锻的有效工艺方案.     

铁路货车锻造钩舌成形工艺及数值模拟优化

锻造钩舌是一种常用的铁路车辆车钩牵引部件,该产品截面变化大、形状复杂、成形困难,存在不容易锻造的薄筋。根据产品的尺寸和形状特点制定了自由锻制坯、两次模锻和两次切边的锻造工艺。以刚塑性有限元法为基础,利用Deform-3D软件对锻造钩舌制坯和模锻过程进行三维有限元模拟,揭示了锻造钩舌在模锻变形过程中金属的流动规律,分析了在两次模锻成形过程中产品的变形受力情况和变形过程中产生的缺陷情况。为优化锻造工艺提供了有力的依据,并通过改进锻造工艺极大的提高了产品的合格率。     

新型内齿轮精锻模结构及参数计算

提出内齿轮热精锻成形的新型模具 ,论述了模具结构和模具齿形设计加工方法。该模具采用强力脱模装置 ,使锻件在锻击结束瞬间立即脱离凸模。解决了热锻件将凸模抱死这一关键技术问题 ,经济效益显著     

高精度直齿圆柱齿轮冷锻成形加工方法的研究

针对真齿圆柱齿轮冷成形难度大的问题,提出了闭式镦挤－－约束孔分流两步成形实用化工艺方案和基于变位理论的齿形凹模修正设计方法,并对１５、４５、２０ＣｒＭｎＴｉ钢质直齿圆柱齿轮冷精锻工艺进行了系统研究。研究结果表明,两步成形法是降低直齿圆柱齿轮冷精锻成形力的有效方法,提出的齿形凹模修正设计方法可获得较高的齿形精度。     

PM René 95合金涡轮盘等温锻造工艺的模拟式设计

利用热力耦合有限元程序FORMT,对PM　Rene95合金中等尺寸（外径尺寸约为630mm）涡轮盘的等温锻造工艺进行了模拟式设计.结果表明,采用TZM钼基合金模具。在1050℃以接近10-3s-1的应变速率进行闭式模锻和开式模锻,模具材料均能满足使用要求,且开式模锻设备最大载荷不超过31×103kN;采用K21合金模具,在1000℃以相同条件等温成形。模具材料因变形热效应及边界摩擦引起温升而失效且所需设备吨位相对较大.     

基于有限元的轴类件浮动模局部成形新工艺

轴类件局部成形是节材、高效的精密塑性成形新工艺。在细长杆形坯料的局部成形工艺技术中,顶镦工艺应用最为广泛。当锻件变形长径比ψ>2.5时,通过一次顶镦工步完成将产生折叠,需要多次顶镦工步完成工件的成形。基于此,文章提出采用将自由镦粗、挤压、闭式模锻工艺相结合的轴类件局部成形新工艺——浮动模局部成形工艺,可避免细长杆局部镦粗工艺中的弯曲折叠,并减少成形件表面的拉应力。采用浮动模局部成形工艺可实现细长杆坯料变形长径比ψ>4的一次成形,解决了现有工艺中的一系列难题,为细长杆坯料局部精密成形提供了新的途径。     

大型低压转子FM法锻造工艺模拟研究

百万千瓦核反应堆中汽轮机低压转子锻件是目前世界上所需制造的最大锻件,需采用600 t级钢锭直接锻造成形.根据成形特点和需要,采用物理模拟的方法,研究了FM法锻造成形工艺,建议采用砧宽比为0.6左右,压下率为15%.FM法压下时试件表面存在产生裂纹的倾向,合理选择凸型砧角度可减弱表面裂纹的产生,角度选择8°左右效果较好.研究了拔长时坯料形状及多工序连砧拔长的影响作用,为最终生产工艺的制定提供理论指导.     

2Cr13钢异形模锻件淬火裂纹分析及热处理工艺优化

为解决一种2Cr13钢异形模锻件淬火回火后批次性表面开裂的问题,从复查工艺过程入手,通过计算机模拟工件淬火过程中表面应力状态变化,观察开裂工件显微组织及裂纹形貌,分析工件淬火开裂原因,并通过热处理试验验证了淬火制度对工件表层组织以及力学性能的影响。结果表明,2Cr13钢异形模锻件淬火后出现表面裂纹与锻件形状、淬火加热方式以及淬火温度有关,可通过增加锻件过渡区余量、采用到温入炉以及较低的淬火加热温度的方式降低淬火开裂风险。采用1000 ℃淬火,到温入炉作为产品优化后的热处理制度。     

基于田口试验的轮毂法兰盘热锻工艺优化

采用Deform-3D有限元数值模拟软件对轮毂法兰盘热锻成形进行数值模拟,并对初定成形工艺方案进行分析,确定了预锻+终锻成形方案。针对工件表面应力较大、模具磨损较为严重的问题,通过田口试验优化法对成形参数进行优化组合。模拟结果表明,当轮毂法兰变形温度为1200℃、模具温度为230℃、变形速率为1.0 mm·s~(-1)、摩擦系数为0.05时,工件应力、模具载荷和模具磨损能有效降低,且工件成形质量较优。各参数对零件质量和模具磨损的影响程度依次为:摩擦系数变形速率变形温度模具温度。     

铁路货车钩尾框的锻造工艺

根据铁路货车重载提速提出了采用锻造工艺制造钩尾框的要求。由于钩尾框形状复杂、体积庞大,导致其锻造的工艺难度较大。介绍了铁路货车钩尾框锻造工艺,包括工艺的分析、研究、制定和修整的全部过程。通过对不同的锻造工艺进行分析比较,提出了合理的锻造工艺方法,并成功地应用于17型和16型锻造钩尾框的生产。