航空接头锻件等温锻压成形工艺

为了提高航空锻件的综合性能,通过等温锻压工艺研究了航空接头锻件的成形过程,采用Deform3D有限元软件对高筋薄壁铝合金航空接头锻件的锻压成形工艺进行了仿真研究,在实验室油压机上开展了缩比(1∶5)锻件的成形工艺实验.研究结果表明:在坯料与模具温度均为450℃、成形速度为0.1 mm/s的等温模锻工艺下,材料变形抗力比常规热模锻降低70%,材料在模腔中的流动性提高,锻件充填完好,锻件变形均匀,应力集中降低;等温锻造工艺可使锻件获得流线顺畅、晶粒细小、力学性能优良的纤维组织,避免了热模锻易出现的涡流、折叠、穿流、充填不满等锻造缺陷;仿真与实验结果吻合,为航空接头锻件锻压成形工艺的制订提供了依据.     

电液锤上GH901合金涡轮盘模锻成形工艺

目的 研究GH901合金涡轮盘锻件的成形工艺.方法 采用有限元软件Simufact-2D对镍基高温合金涡轮盘的锤上模锻过程进行数值模拟分析,研究不同中间坯高径比下涡轮盘的填充效果及等效应变变化规律;研究不同锤击能量下涡轮盘的温度分布规律.结果 GH901合金涡轮盘锤上模锻时,中间坯高径比过大或过小均影响填充效果,同时不...     

基于有限元法的轮毂成形工艺对比

目的对比某型号轮毂成形的工艺方案。方法对轮毂在不同条件下的成形过程进行了数值模拟和实验研究,分析成形工艺对应力分布、应变分布、金属流动速度场、成形载荷及内部组织的影响。结果坯料在800℃下采用闭式模锻所需成形载荷小,模具结构较简单,内部组织为粒状珠光体,力学性能优于其他2种方案下的内部组织魏氏体。结论闭塞式挤压和闭式模锻成形等效应力、等效应变、金属流动速度场、成形载荷及内部组织各不相同。模拟结果可以指导实际生产中工艺方案的选择。     

三通阀体多向模锻工艺研究

针对三通阀体结构特点和性能要求,采用多向模锻近净成形的工艺方法,利用有限元数值模拟方法得到锻件在成形过程中的网格分布、温度场、应力应变场、载荷曲线等,运用分流成形原理提出一种改进方案,有效降低了合模力,为实际生产提供了依据。     

TA15 支座梁模锻工艺优化

目的研究TA15支座梁锻件荒形减料及模具增设聚料仓的可行性。方法根据支座梁锻件的结构特点,并结合现模锻生产工艺,确定了减料后的荒形尺寸及模具上聚料仓的设置位置和尺寸,然后利用有限元软件对优化前后的成形过程进行了数值模拟分析,验证了优化方案的合理性。结果优化后的模锻成形载荷小于优化前的模锻成形载荷,且优化后锻件U型结构内多余材料的流动趋势较优化前也发生了较大改变。结论通过减料及设置聚料仓,支座梁模锻件不但更易打靠充满,成形火次减少,而且由于模压中间坯机加工难度及机加工周期均有所下降,锻件的交付周期也相应有效缩短。     

发动机泵体精密热模锻成形工艺研究

目的为了提高发动机泵体综合机械性能和降低制造成本,采用精密热模锻技术来实现泵体的精确成形。方法通过确定锻件分模面位置,建立了泵体精密热模锻几何实体模型;在此基础上,建立了泵体热模锻过程三维有限元模型和模拟参数,实现了精密热模锻过程有限元模拟模型。结果通过数值模拟,获得了成形过程中坯料的速度场、等效应变场和温度场及载荷-行程曲线,揭示了泵体热模锻过程中金属充填模具型腔的情况及其变形机理,获得了温度场应变分布以及载荷、打击能量随行程的变化规律,优化了预成形时拍方坯料长度等参数,为确定成形工艺参数提供了科学依据。结论经试验验证,新工艺成形的锻件非加工外形面尺寸精度达到了零件要求,数值模拟结果与实验结果一致。     

对击锤与液压机锻造GH4169盘件组织与性能分析

目的 揭示在对击锤与液压机模锻工艺下盘件的组织与性能差异,为锻造工艺选择和指导生产实践提供理论依据。方法 采用数值模拟方法,对GH4169涡轮盘在63TM对击锤和200MN等温锻压机上的成形过程进行对比分析,通过对不同工艺制备的GH4169合金经直接时效后进行组织形貌观察和力学性能测试,探究对击锤模锻与液压机等温模锻GH4169合金盘件的组织与性能差异。结果 2种工艺下盘件的等效应变分布差异不大,但液压机成形盘件的温度比锤锻高,且温度分布的均匀性略优;对击锤模锻的GH4169合金内留存高密度位错,有效促进 相形核,沉淀强化相的增多使其具有更高的抗拉和屈服强度。结论 与液压机锻造相比,锤锻GH4169合金盘件具有更好的综合性能。     

撑板锁紧两半凹模闭式挤压模具设计

T形锻件因形状所致,采用传统的整体凹模结构不能实现无飞边模锻.给出了不考虑摩擦的情况下T形锻件闭式挤压模具结构和依靠4个铰支撑板锁紧的纵向对合凹模结构的受力分析.锻件在两半凹模和冲头形成的封闭模腔中挤压成形,生产的锻件无飞边.     

一种深孔钻成形工艺设计及数值模拟

目的 根据深孔钻的结构特点,进行零件工艺分析和成形工艺方案设计,通过工艺试验结果验证深孔钻成形工艺的可行性。方法 首先,利用高温热压缩试验得到不同形变条件下深孔钻所用材料42CrMo合金钢的真应力-真应变曲线,并加以分析。其次,将试验数据导入Deform-3D材料库中,利用Deform-3D有限元模拟软件对深孔钻热挤压成形工艺方案进行数值模拟,分析成形过程中冲头的载荷-行程曲线以及形变过程中金属的流动规律、应力场分布、温度场分布和最终锻件的金属流线分布情况。最后,优化模拟结果进而得到成形工艺参数,进行深孔钻模具结构设计及工艺试验。结果 试验模拟得到的深孔钻充填饱满,金属流线分布合理,与实际金属流线分布基本一致。在成形过程中,上冲头的最大载荷为4.43×10³ kN,工艺试验得到的锻件尺寸一致性较好,没有锻造缺陷。结论 提出的深孔钻成形工艺是可行的,模具结构设计合理,可对该类型锻件的实际生产提供指导。     

汽车弯臂锻造工艺改进数值模拟及实验研究

采用理论分析、计算机数值模拟和实验研究相结合的方法对汽车弯臂锻造工艺进行了优化设计研究.用Deform软件对弯臂成形工艺中的辊锻、弯曲和模锻工艺进行了精确的数值模拟,得到了金属流动、应力应变分布规律,并通过对辊锻工艺的改进来改变金属的分布,减少飞边尺寸,达到提高材料利用率,降低成本的目的.利用工厂现有设备对弯臂成形工艺进行了实验研究,实验结果表明,改进后的锻件充填饱满,飞边较小,材料利用率得到了提高,验证了该改进工艺的可行性和优越性.     

Numerical simulation of forging a ball from a cylindrical billet

Abstract

Rigid‐viscoplastic finite element equations are used for the analysis of metal forming process. With the view of solution accuracy and computation efficiency, the possible overconstraint of the incompressibility condition is avoided by modifying the penalty method in the variational formulation; and both the direct iterative method and Newton‐Raphson iterative method are combined to solve the finite element equations. The forging process of a ball from a cylindrical workpiece is completely simulated by a remesh procedure. The computed results agree well with the experimental measurements. It is shown, during the early stage of plastic deformation, the effect of friction is small, but gradually increases with further plastic deformation. In the finishing stage, the shear plastic deformation is found mainly in the flash portion. As the shape factor of workpiece increases, the filling of the die cavity is more complete, but the required forming energy increases and the variation of microstructure within the final forged product is intensified. The effect of die velocity also improves die cavity filling.     

辊锻制坯模锻长轴类零件的模拟研究

根据所研究零件纵向截面变化较大的特点,设计出辊锻制坯方案来对坯料的纵向进行体积重新分配.经过体积重新分配的坯料在模锻过程中金属流动较直接模锻更为简单,从而避免了折叠等成形缺陷的产生,同时降低了模锻成形栽荷和对设备的要求。通过Deform-3D对辊锻及模锻过程进行模拟并分析其载荷及速度场,得到了较好的结果。     

喷油器体锻模优化设计

目的以喷油器体模锻成形为研究对象,对锻模结构与尺寸进行分析和优化设计。方法通过优化锻模设计(尤其是优化锁扣、终锻模膛、飞边槽、钳口、滚挤模膛等结构与尺寸设计以及根据滚挤模膛高度尺寸优选原材料下料规格),克服原锻模设计的缺点。结果有效改善了喷油器体的模锻工艺性,减小了难变形区,减小了变形力,减少了原材料消耗0.15 kg/件,提高了合格品率,提高了锻造效率(减少打击次数3~5锤次/件),提高了锻模使用寿命至少1倍,以及降低了锻模与锻件成本等。结论最终获得的喷油器体锻模,结构高紧凑又强度足够,使用性能优越,可为类似锻模设计和实际生产提供了有力的参考依据。     

模锻设备的选型与比较

通过对目前锻造行业的四大主力模锻设备:蒸空模锻锤、螺旋压力机、热模锻压力机、程控锻锤等各自结构性能特点的比较及选型介绍,阐述了4种模锻设备各自不同的适应性,阐明模锻设备的选型应针对锻件的形状、精度及工艺特点合理确定.     

精密模锻模具设计

先从三种角度：锻造设备和工作条件,钢材的加热温度和凹模结构形式对精密模锻模具进行分类;然后从六个方面讨论精密模锻模具设计要点——模膛设计,凹模尺寸设计和强度计算,凸模尺寸和强度计算,模具的导向装置,顶出装置及飞边槽尺寸的设计。     

中、小曲轴精锻件锻造新工艺的探讨

通过对中、小曲轴精锻件的结构及锻造工艺性分析,在预终锻热锻件图设计上,增加平衡板的宽度、增大预锻模平衡板的圆角;预终锻模模具结构的设计上,在模平衡板上下模桥部,特别在小头处设计了阻力墙,增大金属流向桥部的阻力;在终锻平衡板最深处作排气孔,能让金属充满型腔;严格控制热处理温度和时间;制定出合理的模锻工艺流程,达到了提高材料利用率、合格率、模具寿命和降低生产成本的目的.     

前基板和后基板共模模锻成形研究

目的针对前基板和后基板共模模锻成形进行研究。方法通过分析前基板和后基板模锻工艺性,并将相同或相近形状、尺寸、精度、功能类别和材料牌号等要素,按成组技术合并同类项等方法,实现共模模锻成形,为优化模锻工艺和优化锻模设计提供有力的理论与实践支持。结果前基板和后基板共模模锻成形的模锻工艺性好,可有效扬长避短传统模锻工艺和锻模设计的优缺点。结论前基板和后基板共模模锻成形达到了优质、高效和低耗的效果。     

7A04铝合金碗形件的闭式模锻

通过对碗形件产品结构的分析,提出了闭式模锻成形的工艺方案。确定了毛坯图、工艺流程和工艺参数,设计了模具结构,在上模内角和退料圈上分别加了排气孔,以确保毛坯充满型腔。工艺试验结果表明,毛坯成形完全,采用闭式模锻成形碗形件工艺可行,现已进行了大量的实际生产应用。     

GH4169合金研制进展

GH4169合金具有较高的高温强度,优异的持久、蠕变和疲劳性能,同时具备良好的加工和焊接性能,广泛用于航空、航天、石化等领域。随着航空、航天发动机性能的不断提高,对发动机关键用材GH4169在承温能力、持久蠕变性能和抗疲劳性能提出了更高要求,以满足先进航空发动机高性能、高可靠性、长寿命的需求。从合金改型、冶炼工艺优化、热加工技术提升等方面,系统论述了GH4169合金近50年基础研究成果及工程制备技术的进展。内容包括基于提高热稳定性,发展适应更高使用温度的改型合金的合金化原理;基于制备大尺寸、无偏析、纯净化铸锭的三联冶炼工艺技术进步;基于制备细晶棒材的快锻和径锻联合开坯的热加工技术提升;基于实现近净成形超塑性变形的热模锻和等温锻的最新进展。