循环闭式模锻工艺的数值模拟

为了深入了解循环闭式模锻过程中变形行为规律,改进制备工艺,为下一步工业化应用奠定基础,采用Deform-3D数值模拟软件对循环闭式模锻进行有限元分析,探讨了模锻过程中试样的温度场、应变场、速度场、应力场。结果表明:加工时,坯料上端先于下端镦粗变形,逐步充满下型腔;变形过程中,试样内部大多数部位承载三维方向压缩应力,各质点流动速度不同,流动方向各异,造成剪切塑性变形始终存在;初始道次结束后试样内部各部位应变差异很大,随着后续道次的进行,应变的分布呈均匀化趋势,累积应变不断提高;温度场模拟表明,坯料模锻后棱边和表面温升很高,坯料内部大部分区域温升较低。在400℃加工铸态AZ31镁合金的实验表明:4道次后,晶粒分布均匀,平均尺寸由约178μm细化到约19μm。     

锻造铝轮毂闭式模锻成形工艺研究

传统锻造铝轮毂一般采用开式模锻成形工艺。设计了闭式模锻模具结构,并对铝轮毂闭式模锻成形工艺进行了研究,针对成形过程中易出现的充形不饱满、窗口折叠、脱模变形等常见缺陷,进行了分析,并有效地解决了问题。研究结果表明,旋转锻毛坯随形定位、模具关键部位圆角R、脱模退料结构对成形工艺有直接影响。铝轮毂闭式模锻工艺可行,目前已进行批量生产应用。     

循环闭式模锻制备Mg-Si合金的组织和力学性能(英文)

首先制备Mg-xSi(x=0,1.5,3.3)合金,再采用一种新的大塑性变形方法——循环闭式模锻(CCDF)在450°C进行1、3和5道次加工。通过循环闭式模锻,粗大的Mg2Si颗粒被破碎成小块并且分布更加均匀,材料的拉伸强度、伸长率和硬度得到了提高。经5道次加工后Mg-1.5%Si合金的强度和伸长率同时得到提高,拉伸强度达142 MPa,伸长率为8%。采用干滑动摩擦进一步表征材料性能。结果表明,随着Si含量和加工道次的增加,材料的耐磨性能得到了提高,加工1道次后显著提高,再继续增加道次时提高不明显。经5道次加工后,Mg-3.3%Si合金的耐磨性比纯镁的高38%。根据Archard方程和摩擦效果,耐磨性的提高归结于组织的细化和均匀化。     

闭式冷锻机械热力偶合有限元分析

通过对两种材料闭式冷锻机械热力偶合有限元模拟，工件的机械和热力学性能以及冲头的速度、摩擦系数等加工条件对温度在工件和模具中的分布的影响进行了研究。有限元模拟的结果表明，工件的性能对热量的产生和温度分布有决定性的影响；加工条件的变化会影响温度的高低和分布。在成形加工中由于热膨胀和冷却的影响，工件和模具中温度的变化将影响工件的成形精度。     

闭塞锻造的发展概况及其应用

简要介绍了闭塞锻造的原理及其在国内外的发展概况,同时就闭塞锻造在工业生产及汽车行业中的应用及其发展前景作一介绍和展望。     

An upper-bound solution for closed-die forging of hexagonal and square workpieces

The formation of hexagonal and square shapes by forging circular workpieces within closed-dies is a common practice particularly in the manufacture of “headed” fasteners. In this paper an upper-bound method of solution is proposed which can be used on any polygonal shape. The solution is based on observed velocity fields, and die geometry and takes into account the effect of friction on all surfaces of contact between the die and workpiece. Very close agreement was found between the predicted values of mean forging pressure and those obtained from experimental test performed on hexagonal and square shapes.     

基于近似替代模型的多工位高速锻造预锻模具优化

多工位高速锻造是一种节能减耗的先进成形技术,与传统的单工位多工序锻造有较大区别,不合适的预锻工位模具设计在生产中会造成载荷过大、锻件充填质量差、折叠等问题。文章提出了基于近似替代模型的多工位高速锻造预锻模具优化设计方法,采用拉丁超立方抽样方法构造初始样本点集,应用有限元软件获得响应值,并应用Kriging模型和BP神经网络模型建立真实问题的替代模型,来近似拟合预锻工位模具形状与成形载荷、成形质量之间的关系,并结合基于惩罚函数法的遗传算法求得最优解。以3工位高速锻造问题为例,经过优化取得了良好的效果,与初始设计相比,成形质量显著提高,成形载荷下降了40%左右。     

机匣体多向模锻的热力耦合数值模拟

机匣体是枪械上的一个关键零件,其质量对枪械的整体性能有着非常重要的影响.机匣体的材料为LC4超硬铝合金,该合金的塑性差,变形流动阻力大,且具有速度敏感性.对机匣体锻件的结构特点及相对尺寸关系进行了分析,指出多向模锻是成形该锻件的优选工艺方案.制定了多向模锻工艺方案,设计了辊锻毛坯和多向模锻模具,并采用DEFORM-3D对终锻成形过程进行了数值模拟,分析了变形过程及温度场的变化规律.根据模拟结果进行了工艺试验,最后得到了合格的样件.证明了采用该工艺方案可以很好地保证成形温度,提高材料塑性,解决其成形困难的问题,同时也证明数值模拟的正确性.     

开式模锻终锻型槽充满难度系数

根据对开式模锻变形过程的理论分析，首次提出开式模锻终锻型槽充满难度系数Ｎ的概念，用以定量描述锻件形状复杂程度和其它主要因素对锻件充满成形过程的影响，并说明了Ｎ概念的客观性、准确性及其应用。     

平锻机锻件缺陷分析及对策

结合公司1250t平锻机,介绍此种设备生产锻件工艺特点,并对日常生产中遇到的杆部直线度超差、垫伤、折叠及错模等锻件缺陷进行分析并提出解决办法.     

基于Deform-3D的AZ31镁合金自行车曲柄等温闭式锻造过程的数值模拟

通过对镁合金自行车曲柄等温闭式锻造过程进行数值模拟,揭示自行车曲柄锻造变形过程中的金属流动规律,分析速度场和凸模行程-载荷曲线的特点.其成形过程分为4个阶段:弯曲变形阶段、杆身压扁阶段、填充型腔阶段和最终成形阶段.研究了温度及工作速度对镁合金等温锻造过程的影响,结果显示,在350℃左右的等温环境,凸模的工作速度为3mm...     

汽车发电机爪极闭式热锻一步成形工艺研究

为了得到少无切削的爪极锻件,在对爪极零件传统成形工艺和零件结构分析的基础上,提出了爪极闭式热锻一步成形工艺及对应的模具.建立了关于该成形工艺的三维热力耦合有限元分析模型,并通过Deform-3D对其进行了热模拟,得到了变形过程的坯料变形、材料流动情况和载荷行程曲线,结果证明了爪极闭式热锻一步成形的可行性.     

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。     

基于智能算法和数值模拟协同的凸轮轴锻造优化

为了解决凸轮轴热锻过程中的材料浪费和成型载荷较大的问题,基于遗传算法、克里金预测和数值模拟的动态协同技术,提出了将填充、折叠作为约束的热模锻坯料优化策略。在优化过程中,克里金模型用于构建局部区域的梯度信息,并用数值模拟对克里金模型进行动态矫正,遗传算法控制设计变量的进化方向。用凸轮轴锻件作为优化案例,并对凸轮轴锻件的形状进行分析,设计了一种坯料形状并选用其3个尺寸参数作为优化参数。优化结果表明：该方法能够优化3D成型问题,可显著减少下料体积、节省大约27.81%材料。优化后的坯料能够满足充填完整约束、无折叠约束,并且优化后的成型载荷降低了大约71.43%左右,优化后的设计变量取值为D₁=40.6,D₂=60,D₃=16.6。     

液压锤锤砧胎模锻成型模拟及应用

基于海洋工程装备锻件受力复杂,工况特殊,各项性能及探伤要求较高,锤砧通常采用传统的自由锻+机加工方法进行生产,导致锻件金属纤维被大量破坏,不能满足使用要求。通过运用数值模拟的方法辅助胎模锻工艺方案进行设计,成功试制生产了锤砧锻件,实现该类锻件的国产化。     

Finite element simulation and experimental study of hot closed-die upsetting

Close-die upsetting often forms part of the sequence of producing a finished part from a billet in closed-die precision forging. Experiments have been performed to obtain the geometry of the deformed workpiece, and also the forging load as a function of punch movement during the closed-die upsetting. An elastic-plastic finite element program has also been used to simulate the process. In order to obtain realistic results from the simulation, preliminary experiments were carried out to ensure that the thermal parameters were properly introduced. The results obtained from the simulation are in good agreement with those from the experiments. As the FE simulation has been validated by experiment it may be used alone with confidence to generate data for an intelligent knowledge-based system (IKBS) for forging die design which includes similar processes.     

Quantitative data for precision, closed-die, forging: Internal deformations and computer simulations

This paper presents a quantitative experimental study of the internal deformations generated during a precision closed-die (PCD), isothermal, forging. The purpose of the study is to obtain statistically meaningful data so that accuracy tests can be conducted for different forging-simulation programs. A circular bar (25.4 mm diameter) of tin/lead eutectic solder is used for the billet, and the closed-die cross-section is an ‘H’ shape. Vertical arrays of tracer particles, aligned in the longitudinal direction of the workpiece, permit the internal deformations to be measured. The initial radial locations are measured to be within the desired location with a coefficient-of-variation of only 1.96%, and the bottom location of the vertical tracer-array is controlled to be within ±0.15% of the top location. The standard deviation for all internal displacements is 0.233 mm for the radial position, 0.157 mm for the vertical position, and sources of these deviations are discussed. One set of simulations with one FEM computer model, ALPID-v2.1 for rigid-thermoviscoplastic behavior, is conducted and compared with the data. Parametric sensitivity studies are also done, and various reasons for discrepancies are discussed. One major reason appears to be that the frictional behavior changes with both surface location and reductions-in-height of the billet, contrary to the simulation's assumed constant value. Also, if no rezoning is done, ultra-small, equisized-elements appear to be required for the simulation of both the PCD forging and the upset calibration-test.     

单榫头叶片精锻成形规律三维热力耦合有限元模拟研究

单榫头叶片是航空发动机中的一类重要叶片.本文以单榫头叶片精锻过程为研究对象,采用热力耦合方法,利用自行开发的面向叶片精锻过程的三维刚粘塑性热力耦合有限元数值模拟系统3D-CTM,模拟分析了不同工艺参数(变形速度、摩擦因子以及坯料锻造温度)下的单榫头叶片精锻过程,研究了不同工艺参数对叶片精锻成形规律的影响.该研究对制定叶片精锻工艺以及发展叶片精锻技术具有重要的理论意义和实用价值.     

锻机用先导阀芯驱动伺服阀动态特性AMESim仿真分析

为了实现液压机用伺服阀的流量精确控制,开发了一种以电驱丝杠推动先导阀芯的伺服阀,以达到高精度控制的效果和显著减弱液压引起的冲击力作用.先导进液阀与主进液阀之间保持相互嵌套的状态,具有反馈机械位置信息的功能.并利用AMESim仿真平台对其进行仿真分析.阶跃响应特性表明:到达0.04 s时,主进液阀芯开始关闭,在0.1 s...