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。     

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.     

基于类等势场和响应面法的复杂锻件预成形优化设计

为实现复杂锻件的预成形设计,以连杆的热锻预成形设计为研究对象,建立基于类等势场和响应面分析的三维复杂锻件的预成形设计方法。在分析毛坯与终锻件间等势场分布规律与特点的基础上,采用逆向拟合法提取等势面及线面光顺处理,实现等势面的高效精确重构。针对长轴类锻件的预成形设计要求,提出沿零件的长、宽、高分别设置合理的缩放因子的非均匀缩放方法。实现了预成形件材料分布的合理调控,获得了优化的预锻件和辊锻毛坯,最终获得了充填完整、无任何成形缺陷且飞边小的连杆终锻件。数值模拟结果表明,所建立的方法能较好实现复杂锻件的预成形优化设计。     

Ti–6Al–4V钛合金筋板类吊挂锻造成形工艺优化及模具磨损研究

目的 改善Ti–6Al–4V筋板类吊挂锻件成形缺陷,降低模具磨损。方法 通过对原始工艺中存在的折叠、充填不满等缺陷进行分析,揭示局部飞边高度对锻件充填的影响,进而优化终锻模具局部飞边高度;通过增加预锻件筋条等几何特征,对预锻模具结构进行优化设计,并分析塑性变形时筋条区域金属材料的流动情况。结合BP神经网络技术,分析锻造工艺参数对终锻模具磨损的影响,并对工艺参数组合进行优化设计。结果 基于局部飞边高度对锻件充填效果的影响规律,确定最佳局部飞边高度为4mm;通过增加预锻筋条优化预锻件结构,从而有效避免折叠缺陷;将BP神经网络技术与数值模拟结合,得到了最优工艺参数组合,有效降低了锻造模具的磨损量。结论 通过实际锻造生产试验对模拟分析结果进行了验证,固化了最佳模具结构与工艺参数组合,获得了变形均匀且无工艺缺陷的钛合金发动机吊挂锻件。     

高温合金叶片精密成形技术研究

采用挤杆、镦头制坯、预锻、终锻成形的工艺方法,实现了叶片单面余量(0.5±0.2)mm的精密成形.通过变形温度、变形程度对锻件组织性能影响的研究,确定了最佳热工艺参数;通过热处理工艺试验、锻件的表面状态及硬度的检测,确定了热处理工艺参数和冷却方式.锻件的首批试制结果表明,试制出的叶片锻件,金相组织和机械性能均符合锻件技术条件要求,与国外原件的组织状态基本一致.通过了振动疲劳2×107循环考核和发动机的长期试车考核.     

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.     

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。     

发动机连杆热锻模具结构分析及优化设计

目的以1KD发动机连杆的热锻模具为研究对象,对其进行结构分析和优化设计。方法采用DEFORM3D模拟1KD连杆热锻成形过程,重点关注与模膛布局相关的中心飞边仓深度、模膛的中心距和旋转角度等3个参数,对成形载荷、锻件折叠和模具磨损的影响。结果采用两次预锻加终锻的生产工艺,可以达到分配坯料质量、降低载荷的目的;模膛中心距和模膛旋转角是影响成形载荷的主要因素,而中心飞边仓深度对模具磨损有显著的影响。结论最终获得了3个参数的优化组合:模膛中心距为32 mm,模膛旋转角为12°,中心飞边仓深度为10 mm,对模具设计和实际生产有一定的参考价值。     

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。     

复杂变断面锻件辊锻成形的金属流动

本文针对复杂变断面锻件在辊锻成形过程中的变形特征及金属流动规律,通过辊锻成形理论并结合实例进行了分析,对不均匀变形:变形过程中断面各部分金属相互牵制及相互转移,断面各部位变形的导前与滞后、辊锻件在变形过程中的稳定条件、影响金属填充的各因素等问题进行了理论分析与探讨,并提出了相应的技术措施。     

航空锻件常见表观缺陷及其控制研究

目的 揭示服役寿命长、工况苛刻、锻造成本高、质量控制难度大的航空结构件与发动机盘件用钛合金、高温合金等锻件外观缺陷的产生原因及控制措施。方法 按照航空锻件锻造流程(开坯、制坯、模锻和锻后热处理),分别研究裂纹、折叠、错移等锻造缺陷产生的原因。结果 航空锻件产生表观质量缺陷的原因一般由工艺设计不合理、锻造操作不当、工装设备保障不到位等导致,需结合锻件材料、形状、变形过程等采取对应措施进行优化解决。结论 对航空锻件缺陷产生原因进行了研究,给出了行之有效的解决措施,对于航空锻件质量的提高,尤其是新材料、大尺寸、复杂结构的航空锻件研制具有重要的工程指导意义。     

基于WEB的航空航天环形锻件CAPP系统开发

目的 设计并实现基于B/S架构模式的航空航天环形锻件CAPP系统,提升航空航天环形锻件的工艺设计效率,保证产品工艺设计的一致性,实现环形锻件工艺设计的自动化、智能化。方法 根据环形锻件工艺设计理论,结合实际生产过程中环形锻件工艺的设计要求,分析环形锻件工艺设计流程,提炼环形锻件的工艺设计规则。根据环形锻件工艺设计需求和用户需求设计环形锻件CAPP系统架构,选取C#作为系统后端开发语言,利用HTML、CSS和JavaScript技术开发系统界面。选用SQL Server开发系统数据库,配合MVC框架进行CAPP系统各功能模块的开发。结果 设计并实现了环形锻件CAPP系统,系统包含工艺编制、环件信息管理、知识库管理、用户管理4个系统功能模块。在工艺编制模块中导入新增环件信息后可以选择基于规则或基于机器学习2种设计模式进行环形锻件的工艺编制,能够自动生成标准化工艺卡片,与人工设计相比,工艺设计时间缩短了90%。结论 环形锻件CAPP系统具备良好的环形锻件工艺设计能力,能够显著提高环形锻件的工艺设计效率及一致性。     

智能锻造系统的研究现状及发展趋势

锻件在装备制造行业领域属于重要的承力基础零部件。随着我国由制造大国向制造强国转变,锻造行业迫切需要向智能制造方向发展。从智能锻造系统的4个模块阐述了智能锻造技术的发展:第一个模块为机器人自动化生产线及集成控制系统,是自动化产线的核心,用于执行端命令的下达;第二个模块是多机器人协作优化系统,用于调节机器人及设备运动以保证产线高效运作;第三个模块是锻造产线实时数据存储及分析系统,用于判断实时产线运行状况以触发新事件;第四个模块为新锻件工艺快速开发系统,用于新锻件工艺的设计与开发。还分析了目前智能锻造领域存在的问题,认为只有建立企业、高校和研究所等的紧密联系,以问题为导向进行攻关,在此基础上培养交叉复合型人才,才能促进智能锻造的进一步发展。     

精密锻造技术的研究进展与发展趋势

热精密锻造技术不仅能赋予零件近净复杂形状和尺寸,而且能使零件宏观性能在坯料性能基础上得到提高,是少无废料产生、绿色、节约型的高效高性能制造技术。综述了热精密锻造技术的应用现状,介绍了热模锻造、等温锻造、基于数值模拟的预制坯优化设计和精密锻造全过程工艺优化设计的国内外研究现状,最后对热精密锻造技术发展方向进行了展望。     

TC8合金转子叶片锻造工艺研究

为研制一项TC8合金转子叶片,并达到提高锻造生产效率、降低生产成本的目的,进行了锻造工艺性试验、工艺参数试验,研究了TC8合金锻造工艺适应性以及加热温度、变形程度对低倍组织、显微组织及力学性能的影响.结果表明,TC8合金十分适合锻造工艺,采用较低的锻造加热温度能够获得初生α相含量更高的等轴组织,变形程度在40%以内所获得的组织均匀性较好.在此基础上,依据TC8合金转子叶片单榫头、小尺寸的结构特点,采用了高效的挤压制坯+终锻成形工艺,通过叶片锻造成形试验,试制出了具有均匀且状态理想的金相组织、良好表面质量的TC8合金转子叶片锻件,表明了所制定的叶片成形工艺及工艺参数合理可行.     

现代自由锻造装备技术研究现状与发展趋势

锻件制造业是国家装备制造业的基础,锻造装备技术是提高锻件质量和生产效率,降低制造成本的必要条件。介绍了现代自由锻造装备,包括自由锻造油压机、锻造操作机和径向锻造油压机的技术特点及发展现状;论述了现代自由锻造装备机械本体结构设计与优化,以及电液控制技术领域的研究进展;对现代自由锻造装备的发展方向进行了展望。     

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。     

锻造设备的使用特性及其对工艺的影响

根据设备能量、载荷和行程对锻造设备进行分类,论述了锻锤、机械压力机、液压机和螺旋压力机等常用锻造设备的载荷-能量特性、速度-"时间"特性、精度特性和其他使用特性等与使用(或工艺)有密切关系的设备技术特性.讨论了锻造设备使用特性在工艺过程中的作用及其对锻件质量和生产率的影响.     

基于绿激光图像识别的热态大型锻件长度尺寸测量

设计了一种热态大锻件长度尺寸测量系统,通过对绿激光扫描锻件过程中各时刻图像进行分析,确定锻件的边缘进而测量锻件的尺寸。首先,由伺服电机带动CCD相机和绿激光器在导轨上移动并实时获得锻件的图像和绿激光线的位置信息,运用图像处理判断绿激光线是否在锻件边缘,确定绿激光线移动到锻件两侧边缘的时刻。然后,记录锻件两侧边缘的位置信息,通过两侧的位置信息得出锻件的尺寸。实验结果表明:该系统最大测量误差小于±2 mm,可以满足锻件尺寸测量的需求。