冲孔连皮对伞齿轮冷闭塞锻造成形的影响研究

采用冷闭塞锻造技术生产伞齿轮具有节材、高效、低成本的特点,而且能得到机械性能好的高精度齿轮。利用Deform有限元分析软件对伞齿轮冷闭塞锻造成形过程进行了数值模拟,研究了锻件上的冲孔连皮对其成形过程的影响。基于正交试验设计,以降低凸模成形载荷为目标对冲孔连皮结构进行了优化,得到一组合理的冲孔连皮结构参数,为伞齿轮的闭塞锻造工艺及模具设计提供了依据。     

铝合金直齿锥齿轮等温锻造数值模拟及参数优化

以直齿锥齿轮作为研究对象,以锻造铝合金作为齿轮的材料,对其等温锻造成形工艺及参数优化进行研究。利用Deform-3D软件,建立有限元分析模型,对齿轮的开式锻造过程进行模拟研究,获得锻造过程中的金属流动及成形载荷情况。并利用正交试验法对成形过程的关键参数(温度、连皮高度、连皮厚度、圆角半径、飞边厚度)进行优化,得到了不同参数对成形载荷的影响程度,其大小依次为温度、飞边厚度、圆角半径、连皮高度、连皮厚度。在此基础上对上模速度和摩擦系数进行单变量的优化,以成形结果齿形充满无折叠等缺陷的前提下成形载荷最小为优化目标,获得了最佳的工艺参数。     

连皮结构对曲轴模锻成形的影响

为提高材料利用率和锻件填充效果,利用Deform软件对曲轴模锻成形过程进行数值模拟,以曲轴平衡块顶部的充填能力作为考核指标,分析了不同厚度的平底连皮对曲轴平衡块顶部充填的影响。模拟结果表明,当连皮厚度为20 mm时,充填效果最好。并在此基础上,提出了一种凸形连皮的新结构,结合分析结果给出了两种优化方案,即降低连皮与曲轴连接部分的厚度和尽可能提高水平激烈流动停止时连皮处储存的可利用材料,并对优化方案进行了验证。结果表明,在降低冲除连皮压力、曲轴变形或产生裂纹风险的前提下,该结构可以确保曲轴平衡块顶部的饱满充填。     

半轴套管冲孔连皮缺陷问题研究及工艺优化

半轴套管是汽车桥壳的重要零件,针对北京机电研究所开发的半轴套管热挤压成形技术在进行工艺调试过程中,穿孔及正挤压工序中管端易出现冲孔连皮粘连缺陷的问题进行了分析,探讨了造成连皮粘连的原因,确定连皮过厚和冲头偏心是造成这一缺陷的主要因素。采用Deform-3D有限元软件分别对连皮过厚和冲头偏心的冲孔情况进行模拟,模拟结果较好地反映了实际情况。运用BP神经网络结合遗传算法,对冲孔工序的工艺数据进行优化,确定了合适的连皮厚度。最后,采用优化后的连皮厚度,并对各工序凸模和凹模进行对正检查,生产出合格的半轴套管产品。     

连皮形状和尺寸对曲轴模锻成形的影响

针对空间曲线分模模锻曲轴在模锻过程中充形困难,提出了在预锻中的凹形、楔形、凸形三种连皮形状;利用UG建立预、终锻件三维CAD模型,并利用DEFROM-3D比较了三种连皮对曲轴预、终锻成形的影响。对比发现,凸形连皮为该种曲轴模锻成形的最优连皮,并在此基础上优化了凸形连皮的参数。     

锻造曲轴预制坯连皮结构优化设计

针对曲轴模锻生产中普遍存在的平衡块充填困难、材料利用率低下的问题,对常规曲轴预制坯等厚连皮结构进行了优化设计.提出了梯形、凹形、凸型三种新型的工艺连皮形式.并构建有限元模型分别对其进行仿真分析.通过对比分析发现:连皮形式对曲轴预成形效果的影响很大,其中凸形连皮具有最优的平衡块填充能力.在此基础上进一步对凸形连皮的厚度进行了优化,最终得到了较优的连皮结构和厚度取值,研究内容最终得到实验验证.     

半轴套管多工位挤压自动化生产线中冲连皮缺陷产生机理及参数优化

针对半轴套管多工位热挤压自动化生产线工艺调试过程中,正挤压工序冲连皮时,管端易出现连皮粘连缺陷的问题,探讨了有可能造成连皮粘连的原因。通过对工艺流程和现场情况进行综合分析,提出了圆柱形坯料周向温度加热不均是关键的影响因素。采用Deform有限元分析软件,模拟了不同加热温差条件下,反挤压和冲连皮时材料变形及材料剪断过程。通过对模拟结果的分析,揭示了连皮粘连机理,并可知,当坯料周向加热温差小于30℃时,连皮可顺利冲下。根据模拟得出的合理温差,进行现场试验,实际情况与模拟结果具有较高的一致性,生产出的产品锻件切口平齐、连皮撕裂带分布均匀,有效地解决了连皮粘连的问题。     

模具参数以模具寿命的影响

运用正交试验设计方法对影响模具寿命的锻造温度、 冲孔连皮厚度、飞边槽高度等三种因素进行了比较试验，找出了影响模具寿命的三种因素的主次顺序。     

用上限单元法对锻模参数优化设计的研究——模锻工艺与锻模参数优化设计CAS/CAD系统研究之一

本文论述了用上限单元法(Upper Bound Elemental Technique—UBET)进行正向模拟的具体技术问题,对分模面位置、飞边桥尺寸、连皮位置和连皮厚度四个重要的锻模参数建立了优化准则,并对其进行了优化设计和详细讨论,还将模拟结果与实验结果作了比较,二者非常接近。     

薄壁锻件无飞边无连皮精锻工艺与模具设计

薄壁锻件采用一般锻造方法生产往往存在飞边和连皮，为解决这一问题，设计了具有活动模芯的精锻模和成形工艺，利用该模具将管坯锻成薄壁锻件，实现了薄壁锻件的无飞边无连皮精密锻造。此工艺具有材料利用率高、锻模寿命长、锻件质量好等优点。     

齿轮环类模锻件冲孔连皮的设计及应用

对汽车齿轮环类模锻件冲孔连皮形状设计的工艺合理进行了分析研究；提出了大尺寸冲孔连皮材料的综合利用方案。，     

凸轮精密冷锻成形连皮结构尺寸参数的优化

针对高精度装配式凸轮轴中的凸轮件,本文研究了锻造工艺中的连皮结构尺寸对锻造质量的影响。根据凸轮的结构及尺寸拟定了4种连皮结构,并以双面平底型(Ⅰ型)连皮结构为基础,研究了连皮尺寸对锻造成形载荷的影响,确定了双面平底型连皮结构的最佳尺寸。同时,对比了不同连皮结构的金属流速。结果表明,双球面型连皮结构适合凸轮成形。     

圆柱直齿轮精锻成形工艺仿真及试验

圆柱直齿轮精锻是一种极具开发前景的新工艺、新技术,坯料经过塑性成形获得完整的齿形,且齿面无需后续加工或仅需少许精加工即可满足使用要求。以齿数为18,模数为2.5的带孔小齿轮为例,基于浮动凹模原理,试验得到了精锻成形时金属的流动规律,结合利用有限元仿真软件DEFORM-3D数值模拟的结果,分析连皮位置的改变对圆柱直齿轮精锻成形过程的影响,获得了较佳的连皮位置,认为当冲孔连皮的位置处在成形齿轮件的中上部时,齿轮充填性较好;数值模拟结果也表明,摩擦、挤压速度、冲头圆角半径等参数对成形力有较大的影响。     

摩托车启动齿预制坯镦挤复合成形工艺研究

通过改变摩托车启动齿预制坯连皮位置,设计了两种镦挤复合成形方案,同时成形凸台和内孔.借助有限元分析软件Deform-3D模拟了摩托车启动齿预制坯的成形过程,分析比较了两种方案中金属流动规律.仿真结果显示,连皮位置设计在圆筒中部时,零件成形质量较高,成形力较小.工艺试验表明,试验结果与数值模拟结果一致.     

对连皮夹伤的分析及防范措施

当平底连皮的直径较大时(d>2.5h或d>60mm),在连皮与孔壁交接处,往往易出现夹伤,造成锻件的报废,且冲头磨损严重。在这种情况下,一般设计资料都推荐采用斜底连皮或带仓连皮,以避免产生夹伤。如图1a、b、c所示,分别为上述三种连皮。     

基于动态材料模型和正交试验的直锥齿轮优化研究

基于动态材料模型的加工图技术被广泛用于设计和优化材料热加工工艺中。为了提高直齿锥齿轮的综合力学性能,基于Deform软件材料数据库建立了20GrMnTi钢的热加工图。分析了变行温度和应变速率对材料微观组织结构和性能的影响,确定了直齿锥齿轮热精密锻造工艺的参数范围。并以成形载荷、模具磨损为优化目标,选择锻造温度、模具运动速度、连皮厚度和飞边槽高度为优化变量,采用正交试验设计进行有限元数值模拟及其多目标优化分析。结果能为实际生产提供参考。     

722联接环成形分析及有限元模拟

722联结环是用于煤矿井下的关键部件，要求有很高的抗拉性能和抗疲劳性能。采用原有成形工艺经常产生折迭、充不满等诸多问题。为了解决这一问题本文采用DELFORM 3D塑性有限元模拟分析系统，建立了722联接环热成形工艺的刚塑性有限元模型，用三维有限元法对722联接环成形工艺进行了模拟分析，预测成形缺陷的产生，针对原有工艺出现的问题进行了改进及优化。模拟发现，采用原工艺的平底仓部，不利于金属向四周排除，且金属流动激烈，易产生缺肉和折迭，致使锻件报废。基于模拟分析结果，在终锻模膛中采用带仓连皮，从而有效地避免了折迭的产生，减小了坯料的尺寸，使材料利用率大大提高，而且由于连皮周边较薄，易于冲除，提高了切边模模的寿命。     

多拐曲轴模锻成形毛坯精化技术

针对多拐曲轴材料利用率低的问题,采用数值模拟技术与生产试制结合的方法,对多拐曲轴毛坯精化问题进行了研究,提出了采用带阻力墙的飞边槽结构和凸形连皮形式实现曲轴毛坯精化的措施.以连皮的形状和厚度参数为指标,分析了不同结构形式的连皮对曲轴模锻成形的影响;以毛坯精化为设计指标,分析了阻力墙对不同下料尺寸毛坯的影响.研究结果表明,采用阻力墙和合理的连皮结构可以实现曲轴精密模锻毛坯的精化,此时阻力墙的斜度为10°、间隙为1～2.5min、距模具型腔的位置为10mm,连皮结构为凸连皮、厚度为18mm.生产实践表明,多拐曲轴精化毛坯后材料利用率达到了88.3%.此研究成果可推广到其他曲轴毛坯精化技术中.     

BRD连杆成形工艺和锻模设计

分析了BRD连杆的锻造工艺性,绿化了锻造工艺过程,优化了锻模结构(尤其是预锻模膛含预锻飞边槽和冲孔连皮的形状、结构与尺寸),提高了锻件质量、锻件合格品率、锻造效率和锻模使用寿命。     

齿轮环类模锻件冲孔连皮的设计及应用

对汽车齿轮环类模锻件冲孔连皮形状设计的工艺合理性进行了分析研究；提出了大尺寸冲孔连皮材料的综合利用方案。