无缝气瓶热旋压收口成形工艺数值模拟研究

本文采用有限元分析软件ABAQUS对无缝气瓶热旋压收口成形工艺进行模拟研究,分析了不同工艺参数对气瓶热旋压成形的影响。模拟结果表明,无缝气瓶热旋压收口成形过程中,随着旋压温度的升高和进给比的增加,起旋点处最小壁厚减薄,瓶肩最大壁厚处壁厚增加;随着旋压温度的升高,最大等效应力不断减小,最大等效应变不断增加;随着进给比增加最大等效应力应变都略有增加;旋压力随着温度的升高和进给比的减小而降低。     

耐热粉末铝合金筒体热旋成形试验

介绍了喷射沉积耐热铝合金管坯经挤压变形,变薄旋压筒体的研制过程;重点论述了热旋成形筒体的工艺路线.试验探讨了耐热铝合金的旋压温度为350～450℃,道次变薄率约为20%,累计变薄率约50%,需中间退火,退火温度宜取350℃.热旋结果认为,喷射沉积耐热粉末铝合金铸坯直接热旋成形困难,需经挤压比大于4的变形致密,有助于热旋成形.耐热粉末铝合金挤压坯加热变薄旋压,应采用小压下量多道次的变形过程,逐渐细化晶粒组织,才能旋出综合性能良好的筒形件.     

空调用过滤瓶数控旋压成形工艺研究

结合缩径成形和旋压过程,建立了薄壁管缩径旋压变形力的理论计算模型和旋压力的计算公式, 并对旋压方式、道次压下量Δ及旋轮进给比f等成形工艺参数对滚珠旋压成形的影响进行了试验研究.     

气瓶多道次热旋压收口成形工艺的数值模拟研究

本文基于MSC.Marc有限元软件,对首道次从夹具端起旋,随后道次起旋点沿管轴向逐渐远离夹具端的旋压收口工艺路线进行了数值模拟研究。数值分析表明,所建立的旋压模型符合旋压收口工艺的金属塑性变形规律。旋压温度在1,200℃,管口出现局部变形失稳。壁厚在管端部增厚,在过渡圆角处减薄,且随着旋压温度的升高,管端的增厚和圆角的减薄都增大。最大等效应力应变分布在靠近收口管端的圆周外表面处,且随着旋压温度的增加都相应减小。     

三旋轮缩旋时金属变形规律研究

利用三旋轮自动错距旋压机对管坯进行缩旋成形实验,分别研究了缩径量和旋压道次等工艺参数对缩旋成形的影响规律,并探讨了其变形机理,结果表明,三旋轮缩旋时变形区坯料的壁厚减薄,轴向长度增加,壁厚减薄量与总的缩径量成正比,在缩径量相同的条件下,旋压道次增多,坯料壁厚减薄的程度也增大。     

小锥角零件多道次剪旋成形试验研究

针对小锥角零件(半锥角α=7°)的成形,以LF2,LF6,LF21铝板料为原料,采用先预制坯后多道次剪旋的成形方案,试验研究了材料塑性、工艺参数和壁厚减薄率对旋压件成形质量的影响,确定了成形小锥角零件的合理方案.研究表明:材料的塑性对可旋性有很大影响,为获得较高的成形极限,材料应同时具有较好的塑性和适当的加工硬化性;在每道次前均退火的条件下,合理的道次分配方案是前一道次在材料的成形极限范围尽量减薄,而最终道次减薄率需控制在一定的范围内(50%以内);旋压过程中保持一定的负偏离(3%左右),同时采用较大的进给比有利于提高旋压件精度.     

TA15钛合金筒-锥复合曲母线构件旋压成形工艺研究

TA15钛合金作为一种高比强度结构材料具有良好的室温和高温强度、热稳定性能,广泛应用于飞机、导弹和发动机等飞行器,实现关键受力构件的减重要求.本文针对钛合金筒-锥复合曲母线构件的特点,重点开展了TA15钛合金薄壁曲母线构件热旋压成形技术的研究,采用剪切旋压预成形,强力旋压/普通旋压多道次复合旋压终成形的工艺方案,获得了成形质量较好的TA15钛合金筒-锥复合曲母线旋压件.建立了多道次曲母线构件的有限元模型,结合旋压实验解释了强旋/普旋复合成形过程中出现的典型缺陷产生机制.对热旋压过程坯料的显微组织观察分析发现,剪切旋压对显微组织具有一定程度的晶粒破碎作用,多道次强旋/普旋复合旋压成形后显微组织沿构件轴向和切向都发生伸长.经历剪切旋压和多道次强旋普旋复合旋压成形后,坯料的微观组织更加细化,且均匀性得到改善.TA15钛合金旋压成形工件的单向拉伸实验结果表明,相对于原始坯料旋压件强度明显提高,塑性略有下降.     

大型薄壁铝合金半球壳体旋压成形工艺研究

为满足航天用大型薄壁球形贮箱壳体整体成形需求,采用冲压预成型和旋压相结合的工艺方法,通过对预成形件形状、旋压轨迹、道次等工艺参数的研究,获得了合理的大型薄壁铝合金球形壳体整体成形工艺,制造出精度符合使用要求的薄壁贮箱壳体。工艺研究结果表明,冲压预成型件的形状、尺寸精度及旋压过程中普旋道次、强旋减薄率均对最终产品成形精度有显著影响。采用冲压预成型与旋压结合的工艺方法能够提高生产效率,发挥旋压工艺和设备的优势,使大型薄壁球形贮箱壳体的整体成形得以实现。     

锥形件变薄旋压回弹的三维有限元分析

了解锥形件变薄旋压成形后的回弹规律,对提高旋压件的成形质量有重要意义.分别采用动态显式和静态隐式方法建立了锥形件变薄旋压及回弹的三维有限元模型,并研究了芯模转速和旋轮进给比对回弹前后应力、应变及壁厚变化和零件形状的影响.研究表明:随芯模转速增加和旋轮进给比减小,回弹前后最大等效应力差逐渐减小,塑性应变差及壁厚变化基本不变;回弹后最大偏离量随芯模转速和旋轮进给比增大在芯模转速较小时变化不大,而在其较大时随其增大有所减小,并随旋轮进给比增大呈先减小后增大再缓慢减小的趋势.     

薄壁管材滚珠旋压数值模拟研究

为了对滚珠旋压工艺进行研究,利用DEFORME-3D有限元软件建立了滚珠旋压无氧铜薄壁管材的三维模型并基于刚塑性有限元进行了仿真计算,分析了滚珠旋压加工中管材的金属流动规律、管材的应力分布及滚珠的旋压力,并将有限元模拟的滚珠旋压力与M.I.Rotarescu理论计算的旋压力进行了对比.结果表明,金属的塑性流动主要靠滚珠的挤压,滚珠与管坯接触区的摩擦力及芯模与管内壁的摩擦力均对旋压加工中的金属流动起阻碍作用.管材在旋压中处于三向压应力状态,其应力沿壁厚呈梯度分布.滚珠的径向力最大,其次是轴向力,切向力最小;随着旋薄量的增大,滚珠的三向旋压力均增大;管材壁厚的增大引起滚珠轴向、切向力的增大及径向力的减小.     

滚珠直径对薄壁筒形件反向滚珠旋压成形性影响研究

以工艺实验和刚塑性有限元法为基础,研究了滚珠直径对薄壁筒形件反向滚珠旋压成形性的影响.有限元模拟结果表明,随着滚珠直径的增加,轴向旋压力的波动减小,滚珠前方金属堆积减小,金属稳定流动性增加.工艺实验结果表明,滚珠直径对薄壁筒形件反向滚珠旋压成形性的影响存在两个临界值,而且随着滚珠直径的增加,滚珠旋压力增加,筒坯较易发生...     

影响A356铝合金车轮旋压成形品质的因素分析

从铸旋铝合金车轮的热旋压成形工艺出发,分析了A356材料强韧化原因,分析表明:热塑性变形可成为A356铝合金强韧化的新途径,以此为基础发展的铸旋成形工艺可满足汽车轮毂进一步轻量化的要求。分析了影响车轮旋压成形的温度、毛坯形状、模具结构等因素,对稳定旋压成形工艺具有实际指导意义。     

双辊夹持板料旋压成形过程塑性变形行为的研究

双辊夹持式板料旋压成形是用来加工薄壁回转体法兰零件的新工艺。为了研究其旋压成形过程中的塑性变形行为,利用ABAQUS软件建立了双辊夹持旋压成形过程的三维有限元模型,并进行了薄壁回转体法兰零件的旋压成形过程的数值模拟,获得了成形过程中等效应力、应变及壁厚的分布。研究了翻边长度对成形件应力应变及壁厚减薄率的影响规律。结果表明等效应力、应变及最大壁厚减薄率均随着翻边长度的增大而增大,由此根据不同的毛坯材料可以确定相应的最大翻边长度。     

工艺参数对剪切旋压旋压力和壁厚差的影响

在锥形件剪切(变薄)旋压过程中,旋压力分析对于确定工艺参数及设备选型都具有重要意义,而壁厚差是衡量旋压件成形质量的关键指标之一.基于ABAQUS/Explicit平台建立了锥形件剪切旋压的三维有限元模型,进而获得了偏离率、旋轮圆角半径、旋轮进给量、芯模转速及旋轮直径对LY12M锥形件剪切旋压旋压力和壁厚差的影响规律.研究表明:旋压力随偏离率增加而减小,随旋轮圆角半径、旋轮进给量、芯模转速的增加均呈上升变化趋势;偏离正弦律的程度越大,壁厚差越大;旋轮圆角半径为毛坯厚度的1～2倍,壁厚差较小;较大的旋轮进给量和芯模转速有利于减小壁厚差.旋轮直径对旋压力和壁厚差的影响不显著.     

旋轮形状对杯形件单道次拉深旋压成形的影响

对杯形件单道次拉深旋压成形过程进行了分析,重点讨论了具有两个圆弧工作面的旋轮形状对成形过程的影响.研究结果表明,不同的旋轮形状不仅改变了旋压力p的大小,并且由于其对厚度应变ε的分布影响较大而造成整个旋压过程变形特征的改变,从而导致在工件的不同部位产生破裂.     

带环形凸台薄盘形件旋压成形规律研究

目的 探明带环形凸台薄盘形件旋压成形工艺的可行性,揭示成形过程的特点、成形缺陷的类型和产生机制,以及工艺参数对成形极限的影响规律。方法 基于ABAQUS\Explicit有限元模型,分析成形过程中的材料流动、应力分布、缺陷的产生机制和工艺参数对成形极限的影响规律。结果 旋压成形过程分为内槽填充、轴向隆起和径向扩展3个阶段,应力场沿径向和周向呈梯度分布,坯料在径向扩展阶段由于受压失稳产生了凸台凹坑缺陷。成形极限随凸台增厚比、盘缘宽厚比和型槽倾角的增大而增大,随旋轮进给比f的增大,成形极限先增大后减小。结论 总结了增厚旋压工艺的成形特征、缺陷演化机制以及工艺参数对成形极限的影响规律,为带环形凸台薄盘形件旋压成形工艺的设计和优化提供指导。     

带横向内筋张紧轮旋压成形分析

目的解决某型号带横向内筋张紧轮旋压成形困难的问题。方法运用有限元模拟软件,建立了张紧轮的有限元模型,选取了不同的坯料壁厚和旋轮圆角半径,对张紧轮旋压成形过程进行了数值模拟。结果获得了旋压成形过程中坯料壁厚大小和旋轮圆角半径大小对旋压力和成形质量的影响,并对结果进行了总结。结论通过分析壁厚和预成形轮形状对张紧轮旋压成形质量的影响,得出了最优的工艺参数值,对实际生产具有指导意义。     

大型筒体对轮强力旋压成形特征与规律研究

目的 研究大直径薄壁筒体在对轮强力旋压过程中的应力–应变分布情况和材料流动特征,探明减薄率、进给比和主轴转速等工艺参数对成形结果的影响规律。方法 利用Forge仿真平台建立2.25 m级5052铝合金筒体对轮强力旋压的有限元模型,分析筒体成形过程中的应力–应变状态和主要工艺参数对成形精度与旋压成形力的影响规律。结果 在对轮旋压成形过程中,筒体内外侧应力–应变呈对称分布,成形区域内材料呈扇形流动。工艺参数对成形工件壁厚精度和旋压成形力的影响主次顺序为:减薄率＞进给比>主轴转速。结论 各工艺参数的增大均会降低工件的壁厚精度,减薄率和进给比的增大会引起旋压成形力增大,而主轴转速增大会使旋压成形力轻微减小。     

高温合金Ω截面密封环旋压成形规律研究

目的研究工艺参数对高温合金Ω截面密封环旋压成形过程的影响规律,解决该类构件旋压成形难题。方法基于ABAQUS/Explicit平台建立了高温合金Ω截面密封环普旋三维有限元模型,通过该模型研究了旋压成形过程中的主要工艺参数对其等效应力、等效塑性应变、壁厚变化的影响规律,进而揭示了各参数对环件成形质量的影响。结果芯模转速增大,不均匀变形程度增大,等效应力峰值先增大后减小,壁厚减薄基本不变;增大旋轮进给率与旋轮圆角半径,均有利于降低不均匀变形程度和等效应力峰值,改善壁厚减薄。结论当芯模转速为10～15rad/s,旋轮进给率为0.8～1.0mm/r,旋轮圆角半径为1.5～2.0 mm时,可以获得成形质量较高的Ω截面密封环。     

Al/Cu双金属管内旋压增量成形有限元数值模拟与分析

目的 分析Al/Cu双金属管在内旋压增量成形时应力、应变、剪切结合强度的分布情况,研究主要工艺参数对双金属管剪切结合强度的影响规律。方法 基于有限元模拟软件,对Al/Cu双金属管内旋压成形过程进行有限元数值模拟;研究了内旋压增量成形时工艺参数：内管减薄率ψ、两管之间的初始间隙c、旋轮进给比f对剪切结合强度的影响。结果 随着工艺参数内管减薄率ψ、两管之间的初始间隙c、旋轮进给比f的增大,剪切应力数值也随着增大;基管与衬管的高剪切应力值主要集中在旋压结束部分,衬管的长度被拉长,模拟与实验的剪切应力在旋压成形的末端数值明显增大。结论通过有限元数值模拟分析,得出不同的工艺参数对成形质量的影响规律,对实际成形有重要的作用。