活塞销冷镦挤成形微折叠缺陷分析及改进措施

针对活塞销采用原冷镦挤工艺方案成形后转角处出现的微折叠缺陷,通过微观组织观察和数值模拟确定微折叠产生于第2次反挤压,产生原因为:反挤压成形过程中,连皮厚度降低至一定值后,金属在转角处径向流动,导致一少部分连皮处金属在杯底转角处出现异常褶皱流动,形成微折叠缺陷。为提高活塞销成形质量和避免成形缺陷,提出采用"反挤压预成形+复合挤压终成形"的改进工艺方案取代两步反挤压成形的原工艺方案。数值模拟结果显示,采用改进工艺方案成形的活塞销锻造流线连续,未出现折叠缺陷。生产实践表明,改进方案可避免活塞销转角处微折叠缺陷的产生,能够满足实际生产要求。     

大型铝镁合金法兰盘镦冲成形超声探伤缺陷分析及控制

针对大型5083铝镁合金法兰盘自由锻镦粗与冲孔成形过程中近内孔区域超声探伤出现的质量问题，建立了镦粗后饼坯冲孔有限元分析模型，模拟获得了冲孔过程法兰坯近内孔区域材料的流动规律，分析得出，法兰坯近内孔区域超声探伤质量缺陷为反面压平过程中近内孔区域材料流动存在径向分流所致。基于上述分析，提出对现行的正向冲孔-反面压平-连皮冲除工艺流程中的反面压平工序进行调整，即在反面压平工序中留存正向冲孔的冲子以约束近内孔区域材料的内流。进一步模拟表明，改进后的冲孔工艺能够显著改善近内孔区域材料的流动状态，规避了导致近内孔区域质量缺陷的径向分流不利因素。生产实际表明，调整后的工艺方案使得大型法兰盘镦冲成形过程中近内孔区域缺陷问题得到了有效解决。     

半轴套管精密挤压成形新工艺及应用

针对内部多台阶并且精度尺寸要求高的半轴套管,本文提出了镦粗、反挤压杯形、冲孔正挤压及扩孔整形的成形新工艺,并进行了实际生产.对新工艺开发过程中出现的圆角充不满、连皮无法完全冲出以及底部裂纹或折叠等缺陷产生的原因进行了分析,提出了相应的解决措施:通过增加2mm正挤压件上端尺寸,实现了圆角充满;利用有限元数值模拟确定了连皮冲不掉的原因,并通过提高反挤压工序的设备吨位解决了此问题;通过对挤压件设置追踪点反向追踪缺陷位置,完成裂纹缺陷的处理.     

H62合金法兰镦挤成形工艺研究

为了得到法兰类零件成形过程中坯料尺寸对成形结果的影响规律,采用有限元模拟和实验验证的方法,对H62合金典型法兰零件镦挤成形过程进行了研究。研究表明:以法兰镦粗为主的成形方式,必须保证坯料自由端的高度小于3倍坯料壁厚,才能实现;而镦挤复合成形方式,只有当法兰部分增大所需体积与筒部成形时被挤出的体积接近时才能实现。坯料外径为Φ170 mm时,两者的体积最接近,故该坯料成形效果较好。法兰镦粗成形过程中主要是法兰部位变形,最大等效应变在法兰中心部位。镦挤复合成形过程,主要是零件外侧变形,最大等效应变在法兰与筒部圆弧过渡区域。     

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。     

基于有限元模拟的锥模局部镦粗工艺研究

以数值仿真技术为依托，建立了基于刚粘塑性有限元法的局部镦粗冷成形工艺有限元模拟模型。利用塑性成形仿真软件Deform-3D对锥模局部镦粗工艺进行模拟，分析了该工艺中锥模的角度对杆件局部镦粗成形过程的影响。建立了基于数值模拟结果的锥模角度与坯料高径比的成形规律曲线，为锥模局部镦粗角度的选择提供了理论依据，也为其他局部镦粗工艺参数的选择提供了参考。同时运用本规律曲线指导高径比为6的杆件局部镦粗工艺，得到了良好的结果。     

大型铝合金环件局部加载连续成形工艺的协调变形研究

为解决环件成形过程的径、周向协调变形问题,采用数值模拟软件对大型环坯局部加载热成形过程进行了数值模拟。分析了水压机压下量、上砧送进比对环件局部镦粗成形时径向和周向变形量的影响,获得了由3.5 m环坯局部加载连续成形获得5m环件时,压机压下量与径、周向变形量之间的规律曲线。研究结果表明:当环坯分3次加载成形,单次加载的压下量依次为23%、18%、13%,且送进比控制在30%时,环件径、周向变形较为协调,环件尺寸满足预期要求,环件的内部变形分布合理。研究结果为大型环件的局部加载连续成形提供了指导。     

基于DEFORM-3D的支撑销冷挤压成形数值模拟

采用冷挤压工艺成形支撑销,相对于传统切削加工方法,可降低能耗、提高工效.基于刚塑性有限元法,采用DEFORM-3D对支撑销冷挤压成形过程进行了数值模拟,揭示其变形过程中的金属流动规律,分析了速度场、应力应变场和凸模行程载荷曲线的特点,研究了挤压速度对支撑销挤压成形过程的影响规律.结果表明,支撑销的冷挤压成形过程可分为3个阶段:镦粗变形阶段、型腔填充阶段和最终成形阶段;支撑销两凸缘处变形较剧烈,应力最大;凸模运动速度越快,凸模受到的载荷越大.模拟结果表明,冷挤压成形支撑销工艺方案是可行的.     

自动变速箱飞轮成形工艺研究

根据零件结构、尺寸特点,对反挤压工艺和拉伸工艺进行了比较,制定了拉伸和镦粗成形复合工艺,并在同一副模具内分不同阶段实现复合成形。并用塑性成形模拟软件Deform_3D对拉伸成形和镦粗成形进行了数值模拟,证明了该工艺的可行性。该成形工艺可极大地降低能耗,提高生产效益。     

圆环在平板间镦粗变形规律的数值模拟

采用有限元模拟软件对圆环在平板间镦粗过程进行了研究,确定了毛坯形状、摩擦因子、变形程度等因素对圆环镦粗成形时金属流动的影响.该数值模拟结果对圆环镦粗时各种因素之间确定了量化的关系,对环形件镦粗提供了科学依据.     

内六方钻杆接头模锻成形技术研究

根据某型号内六方钻杆接头的结构尺寸特点,运用理论分析方法制定了3种精密模锻成形方案,分别是实心毛坯复合挤压成形、管坯开式挤压成形和管坯镦粗成形;对每个方案进行了工艺分析,结果表明3种方案均可一次成形。通过对每个方案的变形过程、成形稳定性及经济性进行分析,管坯镦粗变形容易,符合管坯镦粗规则,且可用标准钢管直接成形,具有变形稳定、工艺路线短、材料利用率高等优点,是最优方案。对于管坯镦粗成形方案,讨论了余料腔的设计,并对其进行了数值模拟,验证了该方案的可行性,可实现精密塑性成形。     

等温循环镦粗挤压工艺对ZK60镁合金微观组织及力学性能的影响

通过有限元模拟及一种新型变形均匀性评价方法,对循环镦挤成形模具结构与工艺参数进行了优化,在此基础上,针对ZK60镁合金开展了 3道次循环镦粗挤压试验,并利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和拉伸试验等手段研究了变形过程中的组织演变及其力学性能响应.结果表明,变形温度为380℃、模具入口角为60°时,合金变形均匀性最佳...     

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.     

圆管镦锻法兰成形的试验研究

通过以圆管镦锻法兰成形过程进行有限元数值模拟,分析了圆管坯料尺寸、摩擦等因素对圆管镦锻法兰成形过程中金属流动的影响及缺陷产生的原因。根据有限元数值模拟结果,进行了圆管镦锻法兰成形试验,数值模拟结果与试验结果具有较好的一致性。     

连皮形式和尺寸对齿轮模锻变形力的影响研究

应用Deform-3D数值模拟平底和斜底2种形式连皮及不同尺寸斜底连皮的齿轮模锻成形过程,研究连皮底部厚度h1、底部直径D1、斜角α、圆角R等参数对齿轮模锻过程中金属流动及变形力的影响,达到变形力较小、金属流动良好的目的,可为齿轮锻模的设计及模锻件的生产提供参考。     

40Cr轮毂锻挤成形的数值模拟研究

设计了40Cr钢轮毂零件的生产工艺,通过镦粗和反挤压两道工序完成轮毂的锻坯加工。对设计的工艺进行了数值模拟,获得了反挤压成形过程中变形体的温度场、应力场和应变场,研究了挤压速度对变形体应力、应变场的影响。结果表明,反挤压过程的变形体应力、应变非常不均匀;筒壁从外向内形成了递增的温度梯度,而与上模底部接触部分温度较低。     

不同镦粗温度对AZ80镁合金空洞闭合演化规律的影响研究

研究了不同镦粗温度下AZ80镁合金空洞的演化规律。在一定的压下量(6 mm)和压下速度(0.1 mm/s)下,分别在340、350、360、370、380、390℃进行镦粗。利用数值模拟软件Deform对其成形过程进行了模拟,得出AZ80镁合金在不同温度镦粗时,空洞闭合的一般演化规律。然后在INSTRON万能拉伸机上进行镦粗验证试验,确定一般演化规律的真实性和准确性。结果表明,随着镦粗温度的变化,AZ80镁合金在360℃时,空洞近乎于完全闭合。     

数值模拟技术在火车轮热成形工艺设计中的应用

通过采用体积成形有限元模拟软件DEFORM-3D对火车轮热成形的镦粗、预成形、压弯工艺进行有限元数值模拟与分析,阐述了DEFORM-3D数值模拟技术在火车轮热成形工艺设计中对确定最佳镦粗高度、轮坯轧制变形量、选用合理镦粗模具、预测压弯成形变形最大部位、分析车轮缺陷与坯料缺陷之间的关系等方面的有效应用.这对车轮热成形工艺的合理设计、提升车轮成形质量控制水平、提高生产效率、减低生产成本都具有重要的意义.     

700MW级水轮机主轴内法兰终锻成形工艺数值模拟研究

针对700MW级巨型水轮机主轴内法兰锻造成形要求及其难点,提出应以空心镦粗作为其终锻工艺;数值模拟结果表明,整体空心镦粗可以得到较好的内部变形分布,终锻镦粗变形量应不超过60%;局部空心镦粗降低了对设备能力的要求,对此本文提出了弦线旋转镦粗法,指出为得到较好内部变形分布,上砧送进比η应控制在40%左右,终锻镦粗变形量应不超过60%.本文得到的锻造工艺参数,对纵向厚度相对较小的薄饼状圆环锻件同样具有借鉴意义.     

大型饼形锻件成形工艺研究

采用“镦粗”和“镦粗＋旋转压下”两种工艺方案完成了大型饼形锻件成形过程的数值模拟。模拟结果显示在镦粗工序后,采用双面旋转压下方式完成最终饼形锻件成形可以增加锻件上、下端面附近的变形量,缩小刚性变形区范围,有利于锻件内部晶粒细化,从而提高饼形锻件调质后的性能。