内燃机车大型柴油机连杆自动掉头制坯辊锻工艺

辊锻是指用一对相向旋转的扇形模具使坯料产生塑性变形，从而获得所需锻件或锻坯的一种锻造工艺。它既可作为模锻前的制坯工序，为长轴类锻件提供锻造用毛坯(称为制坯辊锻)，亦可在辊锻机上实现主要的锻件成形过程或直接辊制出锻件(称为成形辊锻)。辊锻工艺不仅可以获得较为精确形状、尺寸和表面质量的毛坯，而且具有生产率高、模具寿命长及材料利用率高等优点。     

柴油机连杆采用自动辊锻制坯工艺的技术经济效果

连杆的锻造工艺有热模锻压力机锻造、摩擦压力机锻造和锤上模锻等几种。锤锻连杆一般在锻模上设拔长和滚压模膛制坯,热模锻压力机锻造连杆多用辊锻机制坯,摩擦压力机锻造连杆以空气锤制坯居多,少部分以辊锻机制坯。在大批量锻造连杆时,辊锻机制坯和空气锤制坯相比有较好的技术经济效果。本文以应用实例作以介绍。     

大型曲臂锻件模锻成形工艺模拟研究

针对大型曲臂锻件的结构特点和性能要求,提出采用了预锻-终锻两步成形方法模锻成形大型曲臂锻件。采用DEFORM-3D有限元软件对此工艺方法的成形过程进行模拟,并对应力、应变、温度场的分布特点和时间-载荷曲线进行分析。结果表明,采用此方法能够在8万吨水压机上饱满成形大型曲臂锻件,得到金属流动合理、锻造流线完整的锻件。     

径向锻造三维成形锻透性的数值模拟

根据径向锻造的原理和GFM锻造机万能锤头锻打φ480 mm圆棒料至φ250 mm的工艺参数,采用DEFORM 3D软件对锻造过程进行了数值模拟;并从坯料心部的等效应变状态来研究锻件的锻透性.结果表明:用万能锤头锻打φ480 mm至φ250 mm坯料是可以锻透的,并得到锻透性随压下量的增加而增大的定量关系;同时在相同的压下量时,锻透性随拉打速度增大而减小.     

换向拨叉的制坯工艺

换向拨叉是柴油机的重要零件,用18CrNiWA优质合金结构钢制成,锻件图见图1。该零件属于枝叉类锻件,形状比较复杂,很多地方不能进行机械加工,需用模具锻造保证尺寸。但用模锻方法锻造,金属不易充型,不用说用模锻成型,就是制坯也很困难。我们是在750公斤空气锤上自由锻造制坯,然后在5吨模锻锤上终锻成型。自由锻制坯是采用了几种方案试锻的,经过多次试验锻造,终于找到了我们认     

轴承套圈锻造工艺过程数值模拟研究

采用数值模拟技术对圆锥滚子轴承套圈闭式锻造成形过程进行了数值模拟,分析了成形载荷、速度场及等效应力等。并对闭塞式成形工艺过程进行了模拟与分析。对锻造工艺进行了改进,提出了轴承套圈旋压成形工艺。结果说明,闭塞式成形工艺成形的轴承套圈,等效应力应变分布较均匀,金属流线沿轮廓合理分布,但成形载荷高,对设备要求高,发现旋压成形工艺可以提高生产效率和产品质量,并对轴承套圈锻造生产具有广泛的适应性。     

制坯辊锻在铁路车辆组合式制动梁中间支柱生产中的应用

1．辊锻技术概述 辊锻是将轧制变形引入锻造生产的一种成形工艺。在辊锻变形过程中，坯料在高度方向经辊锻模压缩后，除一小部分金属横向流动外，大部分金属沿坯料的长度方向流动，其实质是坯料在压力作用下的延伸变形过程，适用于减小坯料截面。因此，辊锻既可以作为模锻前的制坯工序为长轴类锻件提供锻造用毛坏（称为制坯辊锻），亦可在辊锻机上实现主要的锻件成形过程或直接辊制出锻件（称为成形辊锻）。     

叶轮精密模锻

叶轮是离心式压气机的关键零件之一(见图1)。一般常用自由锻件作坯料,再经机械加工制成。由于叶轮形状复杂,承受动荷应力很高,在实际运行中,往往因金属流线分布不理想,使叶轮局部区域强度降低,曾多次发生叶片断裂事故。为了避免这些事故的发生,除了要求结构设计合理、机加工精确外,改善叶轮叶片的金属组织,获得理想的金属流线也是很重要的。采用整体精密模锻就是一个理想的方法。目前国内锻造这种叶轮大多采用自由锻工艺,叶片不锻出,而由切削加工获得;也有采用模锻工艺,仅锻出叶片顶部,根部不锻出,或锻出很小一部分:国外也有在高速锤上进行精密模锻实例。本文所述的     

汽车控制臂辊锻制坯开式模锻成形工艺研究

针对传统加工汽车摆臂的缺点,提出了辊锻制坯、模锻成形的工艺方案。对辊锻各道次制坯及模锻成形时的相关参数进行了计算。运用三维有限元软件对该工艺方案进行了数值模拟。结果表明,汽车摆臂采用辊锻两道次制坯、模锻成形,可显著提高生产率,降低生产成本。     

工艺条件对径向锻造中圆坯端部的影响

针对径向锻造使圆坯锻件的端部受到拉缩而产生的内凹现象,利用有限元分析软件,对圆坯径向锻造的成形过程进行数值模拟,对引起端面内凹现象的主要因素进行定量分析,以便改进成形锻造的工艺条件,提高金属利用率及锻件心部的锻造质量。     

单榫头叶片精锻三维热力耦合有限元模拟

叶片是航空发动机中一类量大面广的重要零件,精锻是叶片锻造的发展趋势。叶片精锻过程属于高温大变 形过程,坯料与模具和环境之间存在着热交换,同时塑性变形功以及坯料和模具间的摩擦功不断转化为热能,其结 果促使坯料内的温度场不断发生变化,进而影响到坯料的变形行为,并进一步影响锻件的微观组织及机械性能。因 此,本文采用三维热力耦合有限元数值模拟技术,利用自行开发的叶片锻造过程三维刚粘塑性热力耦合有限元模拟 系统对单榫头叶片精锻过程进行了模拟分析,研究了叶片精锻成形规律。该研究对制定叶片精锻工艺以及发展叶 片精锻技术具有重要的理论意义和实用价值。     

单榫头叶片叶身精锻成形规律

利用自行开发的叶片锻造过程三维刚粘塑性有限元模拟系统对单榫头叶片精锻过程进行了模拟分析,揭示了其叶身精锻成形规律,并以塑泥为模拟材料,采用物理模拟的方法对其进行了试验验证。三维有限元数值模拟结果与物理模拟结果的良好吻合表明了单榫头叶片精锻过程三维数值模拟结果的可靠性。该研究对叶片精锻过程的预成形毛坯的优化设计具有重要的指导意义。     

摩擦对叶片精锻预成形毛坯放置位置影响规律的研究

利用自行开发的叶片锻造过程三维有限元模拟分析系统对不同预成形毛坯在不同摩擦条件下材料充填模腔的过程进行了模拟分析,获得了叶片精锻过程中摩擦对预成形毛坯在模具中放置位置的影响规律:当摩擦因数较小时,材料首先充满左侧型腔,此时,要获得合格叶片精锻件,需将预成形毛坯在模具中的放置位置向右移动,不同截面右移的距离大约是叶片该型面弦长的5％-10％。随着摩擦因数的增大,材料几乎同时充满模具左右侧型腔,说明在该条件下预成形毛坯在模具中的放置位置是比较合理的。该研究对叶片精锻工艺的优化设计具有重要的指导意义。     

有限体积法研究钛合金叶轮等温精密成形

针对钛合金叶轮形状复杂、受力状况恶劣以及钛合金材料导热率低的特点,研究了叶轮等温锻造工艺中叶片顶部形状的设计、坯料直径的选择以及工艺参数的制订等技术难点.采用有限体积法模拟了Ti-6A1-4V钛合金叶轮的等温精密成形过程,分析了成形过程中金属的流动行为和对模具的充填能力,给出了成形各阶段工件的温度场和应变速率场分布情况.模拟结果表明,等温精密锻造钛合金叶轮,不仅可以获得很好的金属流线和满意的几何形状,而且由于成形的温度和应变速率条件有利于Ti-6A1-4V材料发生超塑性变形,还可以得到分布均匀的等轴细晶组织,提高锻件的力学性能.     

高筋薄板构件多自由度摆动辗压成形规律与工艺研究

高筋薄板构件多自由度摆动辗压成形过程中金属流动十分复杂,导致高筋薄板构件筋高分布十分不均匀。根据双偏心套型摆动辗压机运动原理,探究摆动模做圆轨迹和螺旋线轨迹运动时摆动模与坯料的接触模式演化规律,提出了接触区形状数学计算方法。采用有限元模拟仿真技术揭示摆动模做圆轨迹和螺旋线轨迹运动时高筋薄板构件摆动辗压成形金属流动规律以及高筋生长规律,阐明摆动模运动、接触区变化、金属流动和高筋生长之间的关联关系。在此基础上,开展高筋薄板构件摆动辗压成形工艺试验,实现高筋薄板构件摆动辗压成形。研究结果表明,相比圆轨迹运动,摆动模做螺旋线轨迹运动能够减弱金属径向和切向流动,增强金属轴向流动能力,从而有效提高高筋薄板构件摆动碾压成形过程中金属轴向流动的均匀性,获得筋高分布均匀的高筋薄板构件。     

单榫头叶片锻造过程成形缺陷分析

折叠和模腔充不满是锻造过程中常见的成形缺陷 ,利用自行开发的叶片锻造过程三维刚粘塑性有限元模拟分析软件 ,通过对叶片锻造过程不同截面金属流动规律的三维有限元模拟分析 ,可以预测叶片锻造过程成形缺陷折叠和充不满的形成。通过改变毛坯尺寸和成形工艺参数 ,可以消除这些成形缺陷的产生 ,并获得合格叶片锻件。该研究对其它种类叶片锻造过程中成形缺陷的分析具有一定的指导意义     

钛合金叶片等温精锻时晶粒尺寸的数值模拟

将有限元法与Yada微观组织模型结合 ,对TC6合金叶片在等温锻造过程中初生α晶粒尺寸的演变进行了数值模拟 ,详细给出了TC6合金叶片在等温锻造过程中初生α相的分布及晶粒尺寸的变化。研究结果表明 :压下量、变形温度和打击速度对初生α晶粒尺寸有显著影响 ,工件与模具间的摩擦对初生α晶粒尺寸的影响较小。     

某航空发动机压气机整流叶片锻造工艺研究

某航空发动机压气机整流叶片型面复杂,且无序扭转、截面积差异大,毛坯锻造质量保证难度大。为此,结合该叶片特点进行了锻造工艺性分析,在识别锻造过程可能出现的问题后,提出了多段折线分模、设置小方榫头、预补偿叶型厚度等解决措施,绘制了锻件图样、制作了锻造模具,并编制了锻造工艺。经试制验证,所生产的产品满足要求,为复杂型面叶片锻件制造积累了经验。     

基于设计公差约束的螺旋桨配准问题

针对螺旋桨加工过程中叶面和叶背加工余量分布不均匀的问题,提出了一种公差约束条件下螺旋桨毛坯与设计曲面快速配准的方法,用以保证螺旋桨叶面和叶背加工余量均匀。在螺旋桨设计过程中,分析了半径、纵斜、轴向位置和桨叶夹角对设计曲面空间位置的影响,确定了基于设计公差变动范围的螺旋桨形貌变化约束条件。建立了约束条件下螺旋桨曲面配准数学模型,并基于模拟退火算法快速求解得到全局最优解。螺旋桨毛坯曲面与设计曲面的匹配验证结果表明,该算法能实现螺旋桨毛坯曲面和设计曲面的快速匹配。