模锻工艺参数优化设计的试验研究

以一具有“Ｈ”型截面轴对称锻件为例，采用正交试验方法对其飞边桥部尺寸、连皮位置、连皮厚度以及连皮冲孔直径等模锻工艺参数进行了试验研究，并以最大变形功和坯料体积的乘积作为优化目标，通过方差分析得到了一组优化数据。     

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。     

座体锻模优化设计

根据座体模锻件的形状与尺寸特点,优化了锻模设计(尤其是优化导向锁扣、模锻工步、冲孔连皮和分模面等设计),达到了座体模锻成形的工艺性好、金属难变形区小、省力成形效果好、质量稳定性好、材料消耗至少减少0.30kg/件、锻造和切边冲孔效率高以及锻模和切边冲孔模使用寿命高等效果.     

汽车离合器盘毂温精锻工艺的数值模拟和实验研究

针对汽车离合器盘毂齿形成形困难的特点,基于闭塞式锻造提出了完整的成形工艺方案。使用Deform-3D模拟软件分析了锻件的始锻温度、连皮厚度及位置对锻件成形时的最大等效应力、最大损伤因子、最大成形载荷的影响。通过数值模拟确定了最佳锻造温度、最佳连皮厚度及位置。模拟结果得到了实验验证。     

行星齿轮闭塞式锻造工艺数值模拟研究

用两种方法对行星齿轮成形进行了模拟研究,采用带凸台的模具结构进行了闭塞式锻造工艺研究。分析了型腔填充规律、载荷曲线特点,分析了连皮位置、坯料尺寸对成形载荷的影响。结果表明:采用带凸台的模具以闭塞式锻造工艺生产的锻件可以节省材料和降低载荷;冲孔连皮位置和坯料直径对成形载荷有一定影响。     

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.     

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。     

基于Deform的石油钻杆接头精密塑性成形工艺研究

基于有限元软件Deform,根据冲孔连皮位置和坯料形状的变化,对石油钻杆接头精密塑性成形过程进行了数值模拟,对锻件的温度场、应力及应变场、载荷情况进行了对比分析。结果能为解决锻件充不足,提高锻件组织性能,进一步改变成形工艺提供依据。     

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。     

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。     

一种双拔模加变斜面锻模结构参数优化设计

针对深型腔类锻件模锻成形过程难以起形的问题,在综合常规飞边槽与楔形飞边槽优点的基础上,提出了新型预锻模具结构一双拔模加变斜面结构.以减小深型腔部位未充满距离和降低成形载荷为目标,通过优化分析得到最优结构参数,为双拔模加变斜面结构的应用提供设计依据.应用正交试验设计对结构参数进行抽样,采用有限元分析软件Deform对所得样本进行数值模拟仿真.对模拟结果依据各指标重要性不同确定各指标相对重要性的权数,然后求加权和作为试验总分数,参考总分高低确定最优实验方案.生产实践表明,采用带双拔模面加变斜面结构的预锻模,能够保证得到合格的锻件,验证了优化结果的可靠性.     

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。     

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.     

模锻工艺与锻模参数优化设计CAS/CAD系统

论述了CAS/CAD系统的构成、功能、特点及其研制方法。该系统的先进性在于依据理论模拟设计方式实现对模锻工艺和锻模参数的优化设计,并快速生成锻件图、模具图和工艺卡等设计文件。该系统的使用取得了提高材料利用率10％以上的良好经济效果。     

基于分流法的大模数半轴伞轮冷精锻工艺研究

针对半轴圆锥直齿轮冷锻载荷大、模具寿命低、齿腔难充填等技术难题,采用分流法的封闭式锻造工艺冷锻半轴圆锥齿轮。研究了型腔充填规律、载荷曲线特点等,并分析了模具运行方式、冲孔连皮位置、坯料尺寸对成形结果的影响。结果表明：分流法能大幅度地降低成形载荷;闭塞式锻造工艺对成形结果没有改善;冲孔连皮的位置及坯料直径对成形结果影响较大。     

洗手盆工艺参数模拟优化设计

针对不锈钢洗手盆的结构特点,分析计算其主要工艺参数及毛坯尺寸,运用Dynaform成形分析软件对其进行模拟,分析零件的成形工艺及其起皱、破裂缺陷,通过对毛坯形状、拉深筋尺寸及位置、模具间隙、工艺切口、润滑等进行优化,避免了成形过程中的缺陷,获得了理想的毛坯形状和工艺参数。     

曲轴终锻模凸缘部位的磨损分析及提高寿命的措施

曲轴终锻模凸缘部位的磨损失效是导致终锻模最终失效的主要原因.本文运用有限元分析软件Deform3D对曲轴终锻过程的磨损状态进行模拟仿真,并采用最小二乘法拟合得到了预锻连皮(recess)厚度与终锻模最大磨损深度的关系曲线,为提高终锻模具寿命提供了理论参考.     

模锻工艺与锻模参数优化设计CAS／CAD系统

论述了CAS／CAD系统的构成、功能、特点及其研制方法。该系统的先进性在于依据理论模拟设计方式实现对模锻工艺和锻模参数的优化设计，并快速生成锻件图、模具图和工艺卡等设计文件。该系统的使用取得了提高材料利用率10％以上的良好经济效果。     

基于数值模拟分析结合齿温锻成形工艺及缺陷控制研究

针对结合齿预锻坯料结构及齿形填充不满、材料折叠、模具使用寿命短的问题,利用DeForm-3D数值模拟技术研究预锻坯料连皮在中心和底面、径向和正向的成形方案对结合齿成形情况、凸模载荷、应力应变分布、凹模磨损的影响,获得了冲孔连皮在中间位置正向成形的温锻工艺方案,为结合齿预锻成形工艺提供了技术支撑,有助于企业降低开发和生产成本。