旋转锻造成形技术研究现状

旋转锻造是一种用于棒料、管材或线材精密制造的渐进近净成形工艺,具有加工范围广、加工精度高、产品性能好、材料利用率高和生产灵活性大等优点,广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。介绍了国内外旋转锻造设备的研制现状,对旋转锻造成形数值模拟技术的最新研究进行了概括,概述了空心轴类件、非回转类零件的旋转锻造成形技术,阐述了在焊接性能较差的材料以及不易结合界面的旋转锻造塑性连接技术,并介绍了旋锻工艺优化设计方面新的进展。     

基于水射流自动补偿细长轴加工振动研究

细长轴在加工过程中切削力的作用下易产生加工振动。为提高细长轴加工质量,提出采用水射流辅助支撑细长轴的新型加工工艺方法,可自动补偿细长轴加工产生的振动尺寸误差,并建立有无水射流辅助支撑细长轴加工的振动模型。通过实验验证此方法的可靠性,实验结果表明:水射流辅助支撑细长轴加工可使表面粗糙度Ra得到显著改善,有效提高了细长轴的加工精度。     

采用树脂金刚石砂轮磨削气缸体硬铬镀层

某小型航空发动机气缸体由于缸孔采用硬铬镀层,使其内孔磨削成为制约该型号发动机性能的关键工艺。针对该气缸体的特殊结构及镀层特点,采用合理的装夹方式及磨削工艺参数,在精密内圆磨床上采用树脂金刚石(RVD)砂轮实现了对硬铬镀层内孔的磨削。实践证明,该工艺方法解决了铝基体上硬铬镀层的精密加工难题,提高了加工效率,改善了表面尺寸形状精度和表面粗糙度。     

电火花加工航空发动机燃烧室多层气膜孔

在高推重比航空发动机的研制中，许多零件上要加工多层气膜孔。如某机燃烧室工作温度在８５０℃以上，其内外壁上有８０００多个１．０～２．０ｍｍ的多层均匀分布的气膜孔进行冷却，气膜孔的位置、孔向和孔径的精度直接影响发动机的工作性能。加工气膜孔的发动机零件属薄壁件，材料硬度高，气膜孔孔径小，孔数多，需采用电火花加工。英国产ＲＤ１－Ａ型电火花机床具有电火花打孔和磨削两种功能。经过大量的工艺试验和ＥＤＭ参数优选，用ＲＤ１－Ａ型电火花机床对环形多层气膜孔进行电火花加工，其位置精度、表面粗糙度和变质层厚度等均满…     

无芯棒旋锻径向进给参数变化匹配研究

以某汽车等速万向传动中间旋锻轴为研究对象,耦合旋锻成形工艺特征、强度要求和材料力学特性等进行无芯棒旋锻径向进给参数变化匹配。首先根据旋锻工艺特征确定无芯棒旋锻内外表面圆度几何质量参数;其次根据旋锻轴材料力学特性的应力约束和尺寸和形状等几何特性要求的几何约束确定无芯棒旋锻的最大等效进给量;最后根据旋锻轴产品精度要求,确定无芯棒旋锻各道次进给最小锻打次数与进给道次。通过制定的无芯棒旋锻径向进给参数对旋锻轴进行生产试制并进行内外表面圆度质量测试和硬度测试,测试结果满足产品质量要求和后续渐开线花键成形的硬度要求,进一步表明通过研究匹配的径向进给参数合理。     

GH4169合金细长轴锻件局部锻造成形工艺研究

研究了GH4169合金细长轴类锻件局部锻造成形工艺,分析了锻件不同部位的组织演变规律。结果表明,为了避免加热过程晶粒的快速长大,提高不同变形区域内组织的均匀性,合金锻造加热温度应为970℃,整体加热方式能够避免局部加热时魏氏组织的形成。通过分析细长轴类锻件成形工艺特点及锻造难点,并充分利用合金的热加工工艺特征,采用卧锻机局部镦锻成形工艺成功制备出长度超过850 mm的GH4169合金细长轴类锻件,且锻件晶粒尺寸与δ相分布整体上呈现较为均匀的特征。     

电火花线切割加工黄铜内孔槽的工艺研究

针对高速走丝电火花线切割加工有色金属(主要是铝、铜和银)时,电极丝极易粘附加工屑,严重影响加工零件的表面粗糙度,特别是薄壁内孔槽的加工,在对称度要求较高而内孔较大时对中时间很长的问题,以黄铜加工为例,进行了一系列的工艺改进,并设计了专用工装夹具.实验证明对中时间大大缩短,切割零件的表面粗糙度得到改善,进而提高加工效率,保证了加工零件的质量.     

连接管挤孔工艺及模具设计

叙述了采用挤孔工艺加工连接管内孔的特点,计算了挤压工艺参数,介绍了钢球和润滑剂的选用,并进行了工艺试验。试验结果表明:该工艺不仅能提高工件内孔的尺寸精度,降低表面粗糙度值,还提高了生产效率,降低生产成本,能满足大批量生产要求。     

基于PSO-ELM的316L不锈钢细长管磁粒研磨内表面粗糙度预测模型

针对316L不锈钢细长管磁粒研磨加工过程中,最佳工艺参数难以选择,以及加工后对工件内表面粗糙度（Ra）的预测问题,将影响磁粒研磨316L不锈钢细长管内表面粗糙度的四个工艺参数作为输入值,内表面粗糙度作为输出值,构建粒子群（PSO）优化极限学习机（ELM）模型来预测316L不锈钢细长管内表面粗糙度,利用PSO对工艺参数进行全局寻优,获得最佳工艺参数组合,最后通过试验与预测结果进行对比。构建的PSO-ELM表面粗糙度预测模型拟合优度R2为0.984 8,绝对误差（MAE）为0.013 4,均方根误差（RMSE）为0.021 4。得到的最佳工艺参数组合为：主轴转速2 389.011r/min,进给速度3.167 mm/s,磨料粒径216.185μm,加工时间35.856 min,预测Ra为0.178μm。对工艺参数进行调整,试验得到的Ra为0.182μm,与预测值相比误差为2.24%。基于PSO-ELM方法构建316L不锈钢细长管内表面粗糙度预测模型,实现对工件内表面粗糙度的精确预测,应用粒子群方法得到最佳工艺参数组合,提高了磁粒研磨316L不锈钢细长管的加工效率。     

无芯棒式旋锻工艺参数对传动轴表面质量的影响

以某轿车等速万向传动轴为研究对象,利用DEFORM-3D有限元模拟软件和工艺试验,研究了该等速万向传动中间轴的无芯棒式旋锻过程中坯料旋转参数、模具径向进给参数对传动中间轴成形圆度质量的影响,给出了无芯棒式旋锻关键工艺参数的确定依据。仿真结果表明,在不同外径情况下每组锻打次数达到5次后,内表面圆度质量不再有明显的提升;为保证内表面良好的圆度质量,随着锻打的深入,径向进给量也要相应的减小。工艺试验表明,数值模拟结果基本可靠,用该文所确定的旋锻工艺参数试制的锻件能得到较好的圆度质量,可以为实际生产提供一定的参考数据。     

细小内沟槽铜管的回转模锻管端缩径(英文)

为制造小型沟槽铜热管,设计和采用了回转模锻工艺进行管端缩径。相比传统的回转模锻,所使用的回转模锻机的轴向进给通过恒定的推力实现。采用实验方法,分析旋转模锻过程中缩径段的沟槽变形,测量和计算管端缩径过程的截面收缩率和伸长率。探讨进给推力对缩径段的直径、表面粗糙度、伸长率和加工时间的影响。结果表明:缩径段的管壁厚度沿着轴向逐渐增长,而外径、表面粗糙度和微观裂纹则沿轴向逐渐减小。此外,推力对伸长率的影响很小,而表面粗糙度则随着推力的增大而减小。因此,采用回转模锻进行管端缩径,在允许范围内,增大进给推力对管端缩径质量有益。     

基于旋转超声振动的氧化锆陶瓷小孔磨削加工质量研究

针对陶瓷材料小孔加工质量较差以及加工成本较高等问题,设计一种基于旋转超声辅助的氧化锆陶瓷小孔磨削加工工艺。首先分析旋转超声加工原理,然后在超声振动条件下利用金刚石刀具对氧化锆陶瓷小孔进行单因素磨削加工试验,并对小孔的内壁进行形貌分析和粗糙度检测,最后研究主轴转速、超声功率以及进给速度对小孔表面粗糙度的影响规律。研究结果表明:与普通磨削方式相比,在旋转超声辅助加工条件下,小孔表面质量和残余应力都得到较大改善,当超声功率达到300 W时,加工后的小孔表面粗糙度下降了52%,加工精度明显提高。      

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.     

Forming characteristics of tubular product through the rotary swaging process

Experiments for the forming characteristics of a tube by a rotary swaging process have been carried out to obtain a tubular product of desirable quality taking into account the process variables such as the forming feed and reduction of diameter of the product using the developed rotary swaging machine and four-split dies. From these experimental results, it is found that the process variables affect the quality of the tube such as the dimensional precision, hardness, surface roughness and microstructure of the product. It is also found that defects can occur at the forming feed of more than 2.0 mm/rev. The thickness of the product increased about 63% from its initial thickness of 2.3 mm to 3.75 mm. The hardness measured on the surface of the tube depended on the reduction of the diameter and is rarely affected by the variation of the forming feed from 0.5 to 2.0 mm/rev. The surface roughness of the product after swaging is about three times better than that before swaging. Based on these results a tubular rod shift for an automobile steering part was shown to be effectively manufactured by the rotary swaging process.     

Tube/tube joining technology by using rotary swaging forming method

With the development of the manufacturing technology, a challenge has been proposed on the joining of difficult welding materials and the poor connection interface of materials. In this paper, rotary swaging technology is utilized as a joining by plastic deformation forming method to join tube/tube parts with different diameters. Experimental set-up of rotary swaging forming was designed and fabricated, in which the forging energy can be adjusted by changing the rotation speed of AC server motor. The rotary swaging model and tension testing model are established by using FE simulation software Forge 2D. The effects of forming parameters on the tension strength of the joined tubes and the joining mechanism are investigated. The results show that a concave arc joint can be formed at the overlapping parts of the tubes. To obtain the high joining strength, the distance from the end of the inner tube to the center of the hammer die need to exceed a certain value. The maximum strain and stress occur at the concave arc joining region in which the thickness variation of the two joined tubes is small. To exam the joining strength, the tension test was performed. The two tubes tend to slide out during tension process and the maximum stress occurs at the relative sliding region. The ratio on tensile load of the joined tubes to the maximum tensile load of the single tube can reach to 68% for the inner tube and 47% for the outer tube. Therefore, the joining strength of the tube/tube parts, formed by using rotary swaging method, is enough high.     

周期轧管机喂料装置的设计

介绍了周期轧管机喂料装置的工作原理及基本要求,初步分析了喂料器的运动规律。介绍了周期轧管机喂料装置的结构组成及特点。现代化的喂料装置能够提高轧制速度,降低劳动强度,使荒管的壁厚和外径精度显著提高。     

摆动辗压成形件高度尺寸精度分析

扼要介绍了摆动辗压成形过程的工作原理及摆头运动轨迹；详细分析了摆头运动倾有（即摆角）的大小与摆头锥角不匹配和摆辗中心的偏移对摆动辗压成形件高度尺寸精度的影响，探讨了国内个摆辗机的合理应用范围，指出只有摆角较小的摆辗机才宜于净形与近似净形加工摆动辗压成形件。     

内弧套批量生产的加工工艺及工装设计

讨论了在普通车床上批量生产一种内孔中心线为圆弧型的长圆柱套筒的加工工艺及专用工装的结构设计;它采用工件固定、刀具回转的方式;双支承的镗杆一端安装在主轴上,另一端由尾架的顶尖顶紧,固定在纵向溜板上的工件在作轴向进给的同时还沿靠模做径向移动,从而加工出轴线为弧形的内圆孔。使用结果表明,该工艺及其装备具有操作简便、生产率高、低成本、高精度的特点。     

大弧度薄壁壳体内壁加工的优化方法

针对普通车床加工大弧度薄壁壳体内壁的难题,给出一种利用杠杆摆动式装夹装置实现大弧度薄壁壳体内壁加工的优化方法。该装置基于二力杆原理,通过螺纹副伸缩机构和刀体回转机构实现刀体在传动螺杆的拉动下绕刀杆回转轴做匀速圆周运动,达到了采用普通卧式车床就能实现薄壁壳体内壁加工的技术要求。采用计算机辅助设计软件Pro/E并结合图解法的实验结果表明:杠杆摆动式装夹装置的关键技术参数优化设计合理,能够达到预期的加工精度要求。杠杆摆动式装夹装置扩大了企业普通机床的使用范围,提高了车床的利用率,具有一定的应用价值。     

基于Hypermesh的轧辊轴数值模拟及优化设计

以载荷为5000 kN的双辊摆辗机装配结构为基础,根据双辊摆辗传动件的负载规律,对双辊摆辗机的轧辊轴工况进行了研究.通过构建相关零部件的有限元模型,利用Hypermesh软件对轧辊轴进行刚度、强度分析,并根据分析结果对轧辊轴连接处进行了结构优化.对结构优化后的轧辊轴进行设备装配,并对装配后的双辊摆辗机进行生产调试.通过...