汽车中间轴锻造工艺的优化

传统的汽车中间轴锻造工艺为:自由锻制坯-成形镦粗-预锻-终锻-切边,该工艺对工人操作要求较高,生产效率低。改进的工艺为:成形镦粗-两道次滚挤-终锻-切边。该工艺能降低模具成本和工人的操作难度,提高生产效率。运用数值模拟仿真软件对改进的工艺进行全工序模拟,系统地研究了滚挤模具下压间隙量和坯料规格对锻件填充性能的影响,模拟发现:下压间隙量为6mm时锻件的填充性能最好,飞边少且均匀。最优的坯料规格为准64mm×258mm。实际生产表明:改进的工艺避免了因人工操作产生的不合格件,提高了锻件质量的稳定性。     

某VCR发动机齿板热锻成形参数研究

对某VCR (Variable Compression Ratio,可变压缩比)发动机齿板热锻成形进行参数影响和优化研究,可为锻件质量控制提供理论依据。基于DEFORM-3D,建立了该过程的有限元仿真模型,研究了坯料始锻温度和上模下压速度等参数对金属填充模腔情况、成形载荷、终锻件温度和等效塑性应力分布等的影响。结果表明:在研究的参数范围内,金属填充模腔完整,无折叠缺陷;当坯料始锻温度升高或上模下压速度加快时,各工步所需载荷和终锻件的最大等效塑性应力均减小,终锻件温度升高。最终获得了较优参数,即坯料始锻温度为1050℃、下压速度为50 mm·s~(-1)时,终锻件温度分布合理、填充饱满、无折叠和表面过度氧化缺陷,且锻件应力和成形载荷小,并对较优参数进行了实验验证。     

基于数值模拟的转向节挤压工艺优化

根据转向节的形状特点,分析并概述了其成形过程的金属流动特性和现有成形工艺存在的不足.将现有的自由锻制坯改进为挤压制坯.提出了一种新的成形方案为:下料—加热—摔杆—挤压制坯—预锻—终锻.应用三维有限元模拟软件Deform对转向节成形过程进行了数值模拟.针对杆部的折叠缺陷,分析其产生原因,提出增强法兰盘结构强度的解决方案,对挤压下模进行了改进.结果表明,所得终锻件各部位充填饱满、飞边均匀且无折叠缺陷.     

基于响应面法的喷射成形7055铝合金飞机轮毂锻造工艺优化北大核心CSCD

针对由于飞机轮毂形状复杂而导致的轮毂锻件充填不完整和模具磨损等问题,在某型号飞机起落系统的轮毂锻造中,采用喷射成形7055铝合金挤压棒,并采用热模锻方式和增加锻件预成形设计,建立以锻件的终锻充填率和终锻力为优化目标、以坯料预锻压下量、坯料加热温度、模具预热温度和模具下压速度为设计变量的响应面模型。利用二阶响应面法与Design Expert软件相结合,对轮毂锻件的工艺参数进行优化,确定最佳参数为:坯料预锻压下量为45.30 mm、坯料预热温度为430℃、模具预热温度为447℃、模具下压速度为5.00 mm·s。生产验证表明,改进后的预成形方案与工艺参数可以在较低的终锻力下,解决充填不完整的问题,生产出合格的产品。     

铝合金深杯形零件精密模锻成形技术的研究

分析了铝合金深杯形零件的形状特点,制定了反挤压成形毛坯、开式小飞边终锻成形的工艺方案。工艺参数的计算表明,挤压毛坯可在终锻成形时一次正确成形锻件。对挤压制坯、开式终锻成形进行了有限元模拟。模拟结果显示,挤压毛坯能正确成形锻件;制定的两步成形工艺可行、合理,对该锻件的生产具有一定的指导意义。     

基于数值模拟的7075铝合金转向节成形工艺优化

应用三维有限元模拟软件Deform对7075铝合金转向节成形过程进行了数值仿真与工艺分析。通过模拟研究,确定该转向节的成形方案为:二道次辊锻制坯加一步终锻成形。在辊锻制坯时,将原始圆坯优化为方坯显著地提高该过程的稳定性,进而改善了辊锻制坯件的质量。针对转向节较难成形部位,将辊锻以及终锻模膛结构作适当修改。改进后,所得终锻件各部位充填饱满、飞边分布均匀并且无明显折迭缺陷。实际生产表明,采用优化后的工艺成形的铝合金转向节质量良好,符合产品的使用要求。     

汽车中间轴热锻成形工艺有限元模拟及优化

在中间轴热锻件图的基础上利用UG对中间轴热锻件进行三维建模,设计出终锻模具和终锻坯料。再通过DEFORM-3D软件对中间轴的终锻过程进行模拟,从而观察终锻坯料的飞边分布、锻造载荷和应力应变的分布情况。在得到良好的锻造参数的基础上,对锻坯的加工工艺进行优化。     

长城2020转向节锻模设计及其锻造工艺生产验证

针对长城2020汽车转向节法兰截面形状复杂、轴部过粗、杆部过细和前、后羊角间距过大等结构问题,通过对该锻件局部尺寸进行分析阐述,结合多年汽车转向节锻造经验,对预锻型腔、终锻型腔及飞边桥的关键部分分别进行设计、分析论证,并采用加热挤压的制坯工艺与模锻复合成形工艺进行批量生产,得出预锻工步是转向节锻造过程中最关键的工步,并且,优良的预锻设计不但能提高终锻模膛充填性能,而且还可以防止锻件产生折叠。2020汽车转向节经过现场生产验证可知,锻件材料利用率达到了78.2%,比同类转向节的材料利用率高出8.2%,合格率达到了99.3%,同时模具寿命亦可延长至40000件。研究结论对提高锻件合格率和锻模寿命具有重要的实际意义。     

铝合金控制臂辊锻制坯模锻工艺数值模拟

针对控制臂现阶段模锻成形工艺工序多,生产率低,劳动强度大等缺点,提出辊锻制坯一模锻成形工艺,设计辊锻制坯各道次的尺寸参数,用数值模拟代替物理试验预测金属成形过程。通过对控制臂辊锻成形过程的数值模拟,并对辊锻后坯料进行弯曲、终锻成形,获得较好的锻件,为指导此锻件的生产实践提供了理论依据。     

花键轴法兰盘模锻成形技术

根据花键轴法兰盘锻件的外形结构特点,采用理论分析和有限元模拟相结合的方法,制定了3步模锻成形工艺。法兰3个凸耳部位需要较多的金属,利用楔形模面的聚料作用,预锻工步在3个耳部聚集了较多的金属,使终锻变形成为可能。在法兰中部凸台部位设置余料腔,可有效降低终锻成形力。通过数值模拟,证明模锻工艺的可行性。通过工艺实验,得到合格锻件。设计的带有楔形法兰的预锻件,不仅可解决预锻聚料问题,而且有利于终锻成形。     

连杆复合型锻造折叠缺陷分析及质量控制研究

通过对连杆锻造折叠缺陷产生的类型、机理、原因、条件和时段等分析研究可知:连杆回流和汇流复合型锻造折叠缺陷是极为罕见和特殊的,是由"汇流折叠缺陷"为主和"回流折叠缺陷"为辅对接复合形成的,只有在连杆制坯坯料形状与尺寸不合理、制坯坯料在预锻模膛中放置位置不合理、预锻模膛形状与尺寸不合理、预锻模膛与终锻模膛匹配结构不合理、预锻成形打击力不合理、锻模导向功能失效等6种极端不利因素同时存在的条件下,才具有产生该缺陷的可能性。通过对连杆锻造工艺过程、锻造首锻过程、锻造尾锻过程和锻造全程管理过程等进行有效的适时化与精细化质量控制,最终可获得既满足锻造成形要求又满足高可靠性要求的大功率柴油机连杆锻件。     

平面分模四拐曲轴终锻模具设计及其数值模拟

使用UG建立了平面分模四拐小曲轴的锻件三维CAD模型,使用DEFORM模拟了曲轴终锻工步成形过程,分析了坯料在模具型腔中的填充情况以及摩擦条件对成形的影响.模拟结果显示,在终锻工步成形过程中,坯料与模具接触很好,没有折叠和充不满等锻件缺陷,得到的曲轴锻件满足工艺要求,说明设计的终锻模具是可行的.     

铝合金旋转盘锻件等温精密成形工艺研究

为选择合适的等温精密成形工艺,获得综合性能优良的铝合金旋转盘锻件,采用有限元法模拟分析了两种不同坯料条件下旋转盘锻件等温精密成形时的金属流动规律,并通过镦粗、预锻制坯和终锻工艺成形出了外形完美、综合性能优良的铝合金旋转盘锻件。结果表明:采用环形坯料成形时金属主要沿径向充填模膛,易产生充不满缺陷,而采用五角形坯料则使金属材料主要沿轴向充填模膛,可以预防该类缺陷的发生。虽然环形坯料在分模面的投影面积较五角形坯料的小,成形时所需载荷却大得多。因此,五角形坯料是等温精密成形旋转盘锻件的最佳坯料方案。     

CH1018转向节锤锻模具优化设计实例

针对CH1018转向节锻件,基于其形状、结构和锻造成形工艺,分析了其在模锻中的成形难点,并结合锻造工艺方案及主锻造设备吨位的计算,对预锻模型腔及其飞边槽进行了优化设计,飞边槽采用双仓结构,飞边桥间隙由4 mm优化至3 mm,桥宽由10 mm增加至12 mm,并应用到实际批量化生产制造中。优化设计后采用机械压力机并结合制坯模具,对制坯、预成形工步进行了简化,得到的锻件充填效果好、结构紧凑、材料利用率高、生产效率高,产品合格率由95. 6%提高至99. 2%。此设计实例为叉孔类复杂锻件的成形提供了一种在机械压力机上制坯与锤上模锻相结合的方法。     

法兰盘模锻成形力控制的研究

根据花键轴法兰盘锻件的外形结构特点,采用理论分析和有限元模拟相结合的方法,制定了3步模锻成形工艺。法兰盘厚度薄,3个凸耳部位需要较多的金属,成形力的控制是该工艺的难点。采用以下3个措施有效降低了终锻成形力:采用温成形;在预锻工步利用楔形模面合理分配金属,在终锻成形时改善金属的流动性;在法兰中部凸台部位设置余料腔,储存多余的金属。通过数值模拟,证明了模锻工艺的可行性。最后,通过工艺实验,得到了合格锻件。设计的带有楔形法兰的预锻件,不仅解决了预锻聚料问题,而且也有利于终锻成形。     

大规格复杂曲面叶片精密模锻成形工艺设计及优化

以大规格复杂曲面叶片锻件为例,介绍了复杂曲面叶片锻造模具的设计关键点——叶片旋转定位和投影面中心重合。预锻坯料采取变直径物料分配设计和定位设计,基于Deform-3D有限元模拟软件进行了精密模锻成形工艺优化,并在100 MN液压机上验证了工艺的可行性。结果表明:叶片旋转定位和投影面中心重合设计,减少了预锻坯料的偏移和滑动。预锻坯料总长度是重要尺寸,在终锻成形过程中,长度方向单边展宽不小于60 mm。预锻坯料进行了拍扁定位设计,解决了预锻坯料偏移和滑动问题。预锻坯料采取变直径物料分配并进行了尺寸优化,锻件充填完整,锻件飞边宽度均匀性标准差SD值达到最小。     

三缸曲轴曲线分模成形工艺探究

根据三缸曲轴的形状特点,提出一种新的成形方案为:下料—加热—制坯—预锻—终锻.应用UG软件进行了三维造型和模具设计.为了改善平衡板充填性,在制坯模相应部位设计斜坡面,并在所有模具上添加阻力墙.针对高且薄的平衡板部位,采取了曲线分模的方式,合理分配其变形量.Deform数值模拟的锻件各部位充填饱满、飞边分布均匀的且无折叠缺陷.     

LC9铝合金扭力臂下接头锻件的缺陷分析及改进

对LC9铝合金扭力臂下接头锻件形状特点及出现的缺陷进行了分析。查找了原工艺方案产生缺陷的原因。改进了预终锻模具,并改进了制坯工步形状(荒型形状)。结果表明,工艺改进后,解决了锻件成形过程中表面折叠以及充填不满等问题,锻件合格率由原来40%提高到了95%。     

6061铝合金深孔连接锻件模锻成形模拟研究

针对某深孔连接锻件用材料6061铝合金,进行热压缩试验,获得不同应变速率和温度下的流变应力曲线,并通过数据拟合得到该合金流变应力方程;基于DEFORM-3D有限元软件对6061铝合金深孔连接锻件折叠缺陷进行模锻模拟分析。模拟结果表明,锻件成形过程形成弯曲弧面,从而造成金属压缩折叠。通过对原始坯料形状进行改进,即增加预锻,解决了折叠缺陷问题;同时对原始模具结构进行改进,即增加飞边槽,使金属更容易充满模腔;分析优化坯料温度、模具预热温度、摩擦因子等对锻件成形的影响,从而确立较佳的变形参数。试验验证结果表明,锻件成形质量较好,模拟优化较合理。     

精锻齿轮坯缺陷分析及工艺改进

分析了高速镦锻机生产的齿轮坯的折叠缺陷。利用DEFORM-3D软件对原始热锻工艺进行了数值模拟,分析了镦粗、预锻的折叠角、温度和等效应变。结果表明:折叠缺陷是坯料高径比太大、锻压速度过低引起的。通过改进工艺参数,模拟和实验均获得了无缺陷齿轮坯。