基于经验法则的锻透深度计算公式推导与验证

推导了判断径向锻造锻透性的经验三角形法则与锻造工艺参数的关系,分析了锻造工艺参数对锻透率的影响。为了验证经验法则的有效性,对轴类锻件径向锻造过程进行了数值模拟,采用等效应变应大于临界值、以及不出现轴向拉应力作为锻透性的判断准则,分析了工艺参数对锻透率的影响。经验法则计算结果与数值模拟结果的比较表明:经验法则能够有效地判断轴类锻件径向锻造过程中的锻透性,其结果偏于安全。     

45钢轴类零件径向锻造的锻透性分析

为了优选锻造工艺参数,从物理模拟和数值模拟两个方面对45钢轴类零件在径向锻造中的锻透性进行了研究。在物理模拟方面,在Gleeble-1500D热模拟试验机上对铸态45钢试样在应变速率为1s-1,变形温度为1100℃条件下进行了等温恒应变速率压缩试验,观察了不同压缩量下铸态45钢的金相组织。结果表明,铸态45钢样的晶粒度随着压下量的增加而细化,压缩到一定程度后晶粒度趋于稳定。在数值模拟方面,运用DEFORM 3D软件对45钢轴类零件的径向锻造过程进行了模拟,研究了不同压下量和不同锻打速度对锻透性的影响。结果表明,锻透性随压下量的增加而增大。     

基于数值模拟的重汽前梁终锻坯料的优化研究

为进一步优化车轴模锻成形工艺,选取某一型号载重汽车前轴作为研究对象,对滚拔-弯曲后的模锻坯料进行终锻成形工艺数值模拟。本文主要分析了某载重汽车前轴整体热模锻成形过程中影响成形质量的主要工艺参数,应用三维实体建模软件UG设计模锻模具,导入有限元分析软件DEFORM-3D中,建立模锻有限元模型,对弯曲成形后的坯料进行仿真模拟,得出变形区应力应变分布以及金属流动规律,最终获得最佳终锻成形方案,为后续终锻坯料结构改进、各工序工艺参数优化及模具设计提供理论指导。     

基于热加工图的钼金属热变形特征研究

通过热压缩试验研究钼金属在应变速率为0.01～10 s-1,变形温度为900～1450 ℃条件下的热变形性能,建立了基于流变应力的钼金属热变形的本构方程.综合考虑应变速率和变形温度对材料微观结构及性能的影响,根据动态材料模型(DMM)建立了钼金属的热加工图,并利用加工图确定了热变形时的流变失稳区,分析了不同区域钼金属的高温变形特征.     

金属筒形件强力反旋变形过程的数值模拟分析

为了确定更为符合实际的筒形件强力旋压工艺参数的选用原则,利用有限元软件Abaqus/Explicit准静态模块,对一次减薄成形的工艺,不同工艺参数下筒形件两旋轮反旋旋压过程进行了动态模拟、变形以及应力应变的分析.分析表明:强力旋压毛坯件的变形流动主要是轴向变形,影响成形质量的因素主要是成形过程中的径向变形和切向变形.当旋轮圆角半径r=15mm,旋轮工作角α=30°时,金属旋压件的径向变形和切向变形比较合理,既容易顺利进行旋压成形又不易引起失稳现象,为实际加工旋轮的参数选择提供了依据.     

大型封头锻件终锻成形规律模拟研究

通过采用物理模拟和数值模拟相结合的方法,研究了大型封头终锻成形过程中塑性成形规律和影响因素,掌握了型砧对于变形以及产生裂纹的影响作用效果.实验结果表明:增大上型砧的倒角有利于减弱心部压实效果,凹型下砧有利于减少锻件下表面裂纹和内部夹杂性裂纹的产生.研究结果对于制定合理的终锻成形工艺具有支撑作用.     

双向厚差小圆角带轮冲锻成形工艺

对具有极小内外圆角、在横向和纵向均存在厚度差的带轮零件,进行冲锻成形。利用DEFORM-3D软件,对该带轮零件的冲锻成形工艺中的增厚工艺、极小圆角成形和整形过程进行分析,得到成形过程中金属的流动变形机制、等效应力及等效应变分布规律;确定合理的模具结构和参数,避免了冲锻成形过程中产生失稳折叠及凸凹不平等缺陷;根据模拟结果进行生产试制,验证了工艺的可行性和模拟的准确性。     

直齿锥齿轮预锻齿形优化设计

基于典型差速器行星齿轮的热-冷复合成形工艺,分析了预锻齿形设计的重要性。应用Deform-3D软件模拟不同齿形方案的预锻变形过程,通过数值模拟结果对比分析与物理试验验证,总结出标准预锻齿形与非标准预锻齿形设计的优缺点。若预锻齿形采用标准齿形,精整量较大时在齿根处产生金属折叠,精整量较小时齿面精度低;若预锻齿形采用非标准齿形,即增大齿面冷精整量,减少齿根处冷精整量,热锻件经冷精整后可以达到零件要求,由此确定了非标准预锻齿形为较合理方案。     

钼粉烧结体近等温包套锻造过程的数值模拟

针对钼的变形抗力大、韧性差、脆性明显以及高温氧化等特点,本文采用了等温锻造与粉末包套锻造相结合的工艺来提高钼制品的性能。运用DEFORM-2D软件对钼粉烧结体近等温包套镦粗成形过程进行数值模拟,研究不同工艺参数对坯料致密度、变形均匀性和表面平整度的影响规律。近等温包套锻造工艺对钼粉烧结体有较好的致密效果,锻后坯料接近全致密,且密度分布较均匀。随锻造温度的升高,坯料的平均相对密度差异较小,密度分布均匀性逐渐变好。变形速度对坯料变形的影响不显著。随摩擦系数的增加坯料平均相对密度逐渐增大,密度分布均匀性变差,且坯料的平整度降低,外观质量变差。通过正交试验分析得知,锻造温度对平均相对密度和变形均匀性影响最显著,摩擦系数是影响坯料平整度的主要因素。     

油管端部镦锻成形工艺分析

通过理论分析和实验研究,制定了φ88.9×6.45油管端部镦锻成形工艺,并设计出相应模具.同时采用DEFORM 3D塑性有限元模拟分析软件,对φ88.9×6.45油管端部镦锻成形过程进行三维有限元模拟,分析油管在端部镦锻过程中的变形规律,预测成形缺陷的产生,为获得合格的锻件并制订合理的镦锻工艺提供理论指导.在此基础上,优化工艺参数和模具结构.     

基于正交试验法的齿类温锻件冲孔工艺优化

冲孔作为齿类温锻件生产过程中必不可少的一道工艺,其冲头磨损一直是冲头失效的主要形式,严重影响冲头使用寿命。以某双离合自动变速器的二档从动齿温锻件冲孔过程作为研究对象,分析了齿类温锻件冲孔过程中影响冲头模具寿命的主要因素,并将冲头最大磨损量作为表征冲头使用寿命的参数。通过正交试验和有限元模拟相结合的方法,定性分析了冲孔过程各工艺参数对冲头磨损的影响规律,并最终确定齿类温锻件的最优冲孔工艺。经过实际生产验证发现,优化后的冲孔工艺将冲头模具的使用寿命由原有的4000件左右提高至接近9000件,有效地提高了冲头的使用寿命。     

轴类件拔长V型砧和四砧径向锻造锻透性研究

轴类大锻件拔长可以采用V型砧、四砧径向锻造等。为了解这些拔长方式对锻件芯部变形的影响,应用有限元软件Super Form模拟了拔长锻造过程,对比分析了V型砧和四砧径向锻造两种工艺方法的锻透性。研究表明:V型砧拔长,锻后锻件内部等效应变分布不均匀,各处变形差异较大,经3道次拔长后,锻件芯部锻透性较好,给定条件下的累积等效应变约为1.6;四砧径向锻造,锻后锻件内部等效应变分布比较均匀,但锻件芯部锻透性较差,给定条件下芯部等效应变小于0.2,且端部一定长度范围内,芯部等效应变更小,经4道次拔长后,芯部累积等效应变为0.8左右。     

非调质钢曲轴锻造热模拟试验分析

在Gleeble2000热模拟试验机上模拟曲轴实际锻造过程,采用双因子线性回归方法和单因子二次多项式回归方法,分析加热温度和冷却速度对铁素体晶粒数目、铁素体晶粒平均直径和铁素体百分含量的影响,结果显示,加热温度和冷却速度是锻件组织变化的主要影响因素。在特定加热温度和冷却速度条件下,硫化物成分变化和钒、钛的碳、氮化物析出相大小成为组织变化的主要影响因素。试验结果在工业化生产中得到验证。     

结构参数对弧齿锥齿轮精锻成形的影响分析

采用三维有限元数值模拟方法,研究了模数、齿数、螺旋角、压力角等主要结构参数对弧齿锥齿轮精锻成形过程的影响.结果表明,在齿轮其他结构参数不变的情况下,成形载荷及齿根等效应力随模数、齿数的增加而增加,而螺旋角和压力角的变化对成形载荷及齿根等效应力的影响较小.模拟结果可为弧齿锥齿轮精密成形工艺和模具设计提供依据.     

某汽轮机叶片材料热变形行为及锻坯参数优化

为提高某叶片锻件质量和生产效率、减少模具磨损,采用热模拟试验研究了叶片材料的热变形行为,建立了材料的高温流动应力方程;以此方程作为材料模型,对叶片的锻造过程进行了数值模拟,优化了制坯工艺参数.试验分析表明,该材料热变形行为符合双曲正弦函数关系;数值模拟结果表明,采用叶根与叶冠成40°角的坯料较优,成形质量与成形载荷对坯...     

某档位齿轮坯精锻成形模具结构参数的数值模拟分析及优化

针对某档位齿轮坯在闭式精锻成形过程中径向筋部出现的充填不饱满和折叠的缺陷,为了优化金属的流动性,改善筋部的填充情况,获得性能优良的合格锻件,运用正交实验和有限元结合的方法,分析了模具筋部拔模斜度α、圆角半径R对成形过程的影响,得出了极限模具结构参数图。分析了不同区域模具结构参数对成形质量的影响,确定在区域D中的参数条件下,锻件无明显的充不满和折叠缺陷,并优选拔模斜度为1.3°、圆角半径为3 mm进行了实际生产验证。研究结果表明:锻件质量良好,筋部端面平整,底部无折叠缺陷,实际锻件与数值模拟结果相吻合。     

圆柱斜齿轮成形及脱模工艺研究

针对斜齿轮的特点,提出了旋转挤压成形和旋转脱模的工艺方案,并对该工艺方案速度参数进行了精确的计算。利用有限元软件模拟分析了斜齿轮的挤压及脱模过程的等效应变、成形载荷等。结果表明：对圆柱斜齿轮采用旋转成形及脱模的工艺方案,一定程度上可以满足零件的精度要求。     

正火--影响渗碳齿轮热处理畸变的一个重要因素

列举了影响渗碳齿轮热处理畸变的各种因素，强调了正火这个易被忽视的重要因素。正火处理不当是渗碳齿轮无规律热处理畸变的主要原因，采用严格控制工艺参数的等温正火或利用锻造(轧制)余热等温正火是减小渗碳齿轮畸变的有效措施。     

激光填丝焊焊丝熔入行为特征

采用高速摄像技术和工艺试验相结合的手段进行铝合金光纤激光填丝焊焊丝熔入行为及工艺特性研究.分析了焊丝熔入行为及其主要影响因素,研究了送丝方式与送丝角度对焊缝成形及焊接过程稳定性的影响.结果表明,依据光丝间距的不同,焊丝熔入行为可分为3种典型特征,铺展过渡、液桥过渡和大滴过渡,其中液桥过渡最为理想;前置送丝焊丝熔化效率高,工艺窗口较宽;送丝角度影响焊丝吸收激光能量程度以及液态焊丝对液态熔池的冲击力的大小,随着送丝角度的增加焊缝背部熔宽有明显增加,而焊缝熔深基本不变.