汽车转向节精锻工艺设计与锻造主机选型

典型异形转向节的轴径细长、截面形状差异较大,由于具有负拔模角,主要采用卧锻成形方式,而现有的卧锻成形工艺产品质量难以保证,并增加了自动化生产的困难。针对该异形转向节的结构特点和成形难点,提出了由"镦粗—压扁—预锻—终锻"4个锻造工序构成的异形转向节精锻工艺,并对该工艺进行了模拟仿真。模拟结果显示:镦粗和压扁工序将材料进行了预分配,为细长的轴杆部和粗大的盘部和叉形件处提供了后续成形的材料量;预锻和终锻工序分别完成锻件的主体锻造以及圆角和局部的充填,工艺设计合理,锻件填充饱满。依据模拟分析结果,并结合锻造工序与压力机的设备特点,提出了适应该类转向节自动化锻造生产的主机类型和主机吨位。     

奔驰重卡转向节挤压锻造复合工艺的有限元分析

奔驰重型卡车的转向节挤压锻造工艺，分为镦粗、挤压、预锻和终锻4个工步。针对汽车转向节的挤压锻造进行的有限元分析。模拟软件采用Deform 3D，锻件采用刚塑性材料模型，成形过程看作为等温成形。报告给出了毛坯形状和尺寸、锻件形状变化，成形等效应变分布以及载荷——行程曲线等。实验表明，模拟结果和实际成形过程吻合良好。     

汽车底板热锻模具结构优化

针对汽车底板热锻模具模膛较深并且狭窄,生产过程中锻件冷却快,模具容易发生断裂失效、顶杆磨损、出模困难等问题,利用Deform软件对原始锻模进行数值模拟。分析结果表明,汽车底板外形复杂、模腔深且窄,导致模具应力较大,容易发生断裂;顶杆孔位置不合理,导致顶杆易磨损,锻件顶出困难。通过采用优化模具成形面结构、调整顶杆孔位置及改进工序等方法,使预锻模具应力和终锻模具应力分别降低200和120 MPa。实际生产中,模具寿命由试制时的40件左右提高到现在的3705件以上,同时生产效率得到提高,出模也较容易。     

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。     

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。     

倒挡惰轮闭式精锻成形工艺

针对倒挡惰轮锻坯在生产中出现的能耗大、材耗大、效率低等问题,提出倒挡惰轮闭式精锻成形工艺。闭式精锻成形工艺分为两个工步完成:工步1的成形力较大,使用常规锻造模具,既能保证模具强度,又可以完成大端镦粗及大端内外两侧环形凹槽的成形;工步2的成形力偏小,使用液压开合模具,用液压开合模具和机械锁模力将已成形的大端及杆部固定,再镦粗小端。常规锻造模具和液压开合模具配合使用,实现少余量、无飞边锻造。锻件产品的材料利用率比普通锻造工艺提高了20%～40%,人工操作生产效率约为100件·h-1。闭式精锻成形工艺下,经过批量生产的锻件产品符合要求,两个工步的模具强度也达到了生产要求。     

基于Deform-3D的花键轴叉热锻成形工艺优化

针对花键轴叉锻件传统锻造工艺耗料多的问题,提出立式预锻、杆部热挤成形的预锻成形方法,给出了立式预锻的模具结构设计,并对热挤预锻模具进行了参数优化,解决了充填不足的问题,最终锻出低能耗、低料耗、高生产率的合格锻件。基于Deform-3D有限元分析软件模拟观察到花键轴叉锻件的成形过程,准确分析出缺陷形成的原因和工艺优化后锻件成形效果。通过实际生产验证了模拟结果的可靠性,在优化预锻件脱模斜度和终锻模具桥部参数后,生产效率提高至少20%,料耗节省约15%,终锻模具磨损量降低约25%,模具寿命得到明显提升。     

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.     

基于响应面法的游艇转向臂锻造工艺优化

针对游艇转向机构中某转向臂在实际生产中出现的充不满的缺陷,设计了以模具预热温度、始锻温度、镦粗台孔深、镦粗下压量、压扁厚度为设计变量,以锻件充形率、终锻力为目标函数的混合水平正交表,通过对正交试验结果进行灰色关联处理,并进行极差分析,得知镦粗下压量、镦粗台孔深对目标函数影响显著。为了得到更优的工艺参数,在正交试验的基础上结合中心复合试验进行再优化,建立了以镦粗下压量、镦粗台孔深为自变量,以锻件充形率和终锻力为因变量的二阶响应面模型,从而得到了该产品的最优工艺参数。经过生产验证,优化后的工艺参数能在较低的成形载荷下锻造出合格的产品,并且消除了充不满的缺陷。     

基于BP神经网络和遗传算法的齿轮坯预锻件多目标优化设计

在齿轮坯多工位锻造生产中,齿轮坯预锻件的设计直接影响到终锻时金属流动、锻模型腔的充满情况、锻件质量和模具寿命.本文利用BP神经网络处理高度非线性问题的特点,建立了预锻件尺寸和终锻成形力、终锻最大模具应力之间的网络模型,再结合遗传算法的全局寻优功能,确定了在终锻成形力最小以及终锻最大模具应力最小时的最佳的预锻件形状和尺寸.     

高工字截面锻件的预锻工艺设计

高工字截面锻件的预锻工艺设计０５６２００河北邯郸市峰峰金属支架厂铸锻分厂史万明１引言对于工字型截面的开式模锻件，由于热模锻压力机的锻造速度较低，不利于惯性成形，所以通常要求终锻是镦粗成形。为此，预锻件高度必须大于终锻件高度５％～１０％左右〔１〕，这对...     

空心抽油杆镦锻成形技术的研究

采用大镦锻比对管坯端部镦粗时容易发生轴向失稳,在管坯的内壁形成环形内凹,最终可形成折叠.分析了空心抽油杆锻件的形状和尺寸,镦粗时易在法兰部位产生内凹和折叠,方部不易成形.根据管坯镦粗成形规则,合理制定了平锻工步图,并根据工步图设计平锻模具,进行了工艺试验,最终得到了合格的锻件.     

一种提高长轴类转向节锻件材料利用率的组合模具北大核心CSCD

针对立式锻造工艺成形长轴类转向节锻件时存在的锻件轴部充填困难、材料利用率低等问题,以某长轴转向节锻件为例,提出了一种新的组合模具,该模具中的镦粗工序对坯料进行预分料,使镦粗后的坯料投影全部落在制坯模具型腔内;制坯、预锻模具采用阻力墙组合结构,提高坯料轴部的充填能力;制坯、终锻模具设计定位结构,提高坯料的定位准确性。并结合数值模拟仿真分析技术,模拟并分析了新组合模具的成形性能,最后通过生产试验验证了新组合模具的可行性。结果表明:采用新的组合模具,下料重量由原来的47.7 kg减小至42.9 kg,材料利用率达到了91%,较优化前的模具结构提高了8%。     

截齿锻件冷锻成形工艺分析

根据截齿锻件的形状特点,制定其冷锻成形工艺方案,即制坯、预成形与终锻成形。采用镦粗预成形时,易发生局部失稳现象,无法获得合格的截齿锻件。针对该问题,提出正挤预成形的改进工艺方案,并进行三维有限元模拟,模拟结果表明改进方案合理可行。在此基础上,设计出截齿锻件模具实现了截齿锻件的批量生产。     

基于有限元的转轴多级锻造成形仿真及试验研究

针对高精度、高强度、高刚度、高疲劳性的转轴成形较难的问题,提出了一种多级锻造工艺方法。对转轴成形工艺进行了分析,建立了锻方、镦粗、模锻等多级锻造有限元仿真模型。运用专业数值仿真软件对其等效应力及形状进行仿真分析;在同样的条件下进行了相应的成形试验。有限元仿真及试验结果表明:在转轴多级锻造成形过程中,锻方、镦粗、模锻不同成形工序的等效应力分布不同;锻方、镦粗、模锻不同工序成形的锻件仿真形状与试验形状基本一致。     

GA-ELM混合算法预测齿轮坯终锻成形及预锻件优化

多工位锻造齿轮坯的生产过程中,如何设计齿轮坯预锻件将直接影响到终锻件的金属流动、模具型腔的充满、锻件的质量以及模具的寿命。文中首先利用极限学习机ELM网络学习效率高、泛化能力强、预测精度高的特点,在预锻件尺寸、终锻成形力和终锻模具应力之间建立ELM网络模型,并使用遗传算法的全局寻优功能去优化ELM网络以便提高其预测精度和稳定性,这样得到的预锻件使终锻模具的受力大小合理,确定了特定条件下的最佳的预锻件形状和尺寸。     

内燃机车滑动叉模锻工艺研究

分析成型滑动叉原工艺的不足，设计新的锻造工艺，将2个锻件叉口处对合，合体锻件变为形状简单、无叉口的长轴类形状，采用整体合锻方式模锻成形，使终锻由原1模1件变为1模2件，解决了原工艺生产中出现的锻造质量问题，可降低锻造成本，为同类锻件的工艺及工装设计提供一定的参考。     

轮毂轴管终锻成形模具设计技术

根据某规格汽车轮彀轴管零件的形状尺寸特点,设计了预锻毛坯和终锻成形方案,并对成形方案进行了工艺和模拟分析.模拟结果显示,金属变形仅局限于端部,金属能正确成形锻件形状,杆部不再发生变形,其内孔的斜面形状保持不变,冲头的长度可适当减短.设计了终锻成形模具,模具采用楔块结构,使凹模能左右开启,从而使锻件脱模容易.该模具结构使锻件的外形略去拔模斜度,材料利用率提高约12.5％.该成形方案合理可行,对生产有一定的指导意义.     

单工序锻造过程预制坯多目标优化设计的研究

针对单工序锻造在终锻之前一般都需要以镦粗进行预制坯的实际情况，以刚粘塑性有限元为工具，以获得形状和变形均匀性都较好的终锻件为优化设计目标，以镦粗的压下量为优化设计变量，采用黄金分割法对其预制坯工艺进行了多目标优化设计的研究。并对一轴对称锻件的镦粗压下量进行了优化设计，优化取得了明显的效果。     

RR装置上曲轴镦锻工艺优化研究

以16V280曲轴为试验对象,通过对RR装置的镦锻工艺、曲柄臂锻件形状和锻造模具结构优化,研究了采用小直径坯料的情况下16V280曲轴曲柄臂的成形情况。试验结果显示,优化后的预上弯镦锻工艺,能保证在RR装置上采用小直径坯料镦锻曲轴可行。