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.     

管坯镦锻工艺仿真及优化

管坯镦锻制品是石油、钻探等机械设备的关键部件,要求具有很高的强度、抗拉性能及抗疲劳性能。在实际生产中,管坯成形过程很容易产生失稳、内部凹陷甚至折叠。而且坯料体积不易控制。使得锻件成形困难,锻件质量得不到保证。本文采用Deform-3D塑性有限元分析软件,以钻杆头部镦锻为例对管料的镦锻成形工艺过程进行了模拟和分析．并针对原有成形工艺中出现的问题进行了改进和优化。运用Deform-3D系统模拟的油管与生产实际基本吻合,因此,该模拟结果及其参数可用于钻杆头部镦锻模的设计。     

内六方钻杆接头模锻成形技术研究

根据某型号内六方钻杆接头的结构尺寸特点,运用理论分析方法制定了3种精密模锻成形方案,分别是实心毛坯复合挤压成形、管坯开式挤压成形和管坯镦粗成形;对每个方案进行了工艺分析,结果表明3种方案均可一次成形。通过对每个方案的变形过程、成形稳定性及经济性进行分析,管坯镦粗变形容易,符合管坯镦粗规则,且可用标准钢管直接成形,具有变形稳定、工艺路线短、材料利用率高等优点,是最优方案。对于管坯镦粗成形方案,讨论了余料腔的设计,并对其进行了数值模拟,验证了该方案的可行性,可实现精密塑性成形。     

板体锻造工艺优化及试验验证北大核心CSCD

优化了板体的锻造工艺,将锻造工艺中的平面镦粗去氧化皮工步优化为成形镦粗,将原镦粗的扁平形状改为中间低两边高的形状,以达到更合理的材料分配。通过优化成形镦粗的形状和高度,将终锻模具的最大等效应力降低了30%左右,终锻模具易磨损位置的磨损量降低了25%左右,达到了提高终锻模具寿命的目的。同时,优化了顶杆的安装位置,在顶杆位置处增加余料仓,增加材料的流动空间,降低顶杆受力,可以有效提高顶杆寿命。试验发现,成形镦粗件的长度对终锻成形的影响不容忽视,成形镦粗件长度应小于锻件长度,否则容易产生折叠缺陷。将试生产锻件与模拟结果对比,可以确认优化后的成形镦粗工步和顶杆余料仓的作用是有效的。     

基于有限元的轴类件浮动模局部成形新工艺

轴类件局部成形是节材、高效的精密塑性成形新工艺。在细长杆形坯料的局部成形工艺技术中,顶镦工艺应用最为广泛。当锻件变形长径比ψ>2.5时,通过一次顶镦工步完成将产生折叠,需要多次顶镦工步完成工件的成形。基于此,文章提出采用将自由镦粗、挤压、闭式模锻工艺相结合的轴类件局部成形新工艺——浮动模局部成形工艺,可避免细长杆局部镦粗工艺中的弯曲折叠,并减少成形件表面的拉应力。采用浮动模局部成形工艺可实现细长杆坯料变形长径比ψ>4的一次成形,解决了现有工艺中的一系列难题,为细长杆坯料局部精密成形提供了新的途径。     

基于有限元法的精密锻造齿环齿顶折叠的研究

针对钢质同步齿环在精密锻造成形过程中出现的小齿齿顶折叠现象,应用刚塑性有限元理论,利用专业塑性成形模拟软件对同步环的成形过程进行了模拟,获得了齿顶折叠的形成过程与机理.针对齿顶折叠形成的特点,借助塑性成形模拟软件进行了工艺优化,使齿顶的成形方式由原工艺的挤扩成形转变为镦挤成形,消除了齿顶折叠现象,获得了无折叠的齿环锻件.生产试制验证了研究结果的可靠性.     

大型饼形锻件成形工艺研究

采用“镦粗”和“镦粗＋旋转压下”两种工艺方案完成了大型饼形锻件成形过程的数值模拟。模拟结果显示在镦粗工序后,采用双面旋转压下方式完成最终饼形锻件成形可以增加锻件上、下端面附近的变形量,缩小刚性变形区范围,有利于锻件内部晶粒细化,从而提高饼形锻件调质后的性能。     

大型管板锻件夹杂性裂纹分析及锻造工艺改进

在分析夹杂性裂纹形成机理的基础上,从控制锻造过程中夹杂物形状变化的角度出发,通过有限元模拟管板锻件成形过程,力求减小镦粗时的不均匀变形,提出了WHF法拔长+预镦粗+旋压成形的大型管板锻件锻造工艺。生产实践证明,采用该工艺可有效控制夹杂性裂纹的形成,提高锻件内部质量。     

锻钢支撑座成形质量分析及实验研究

针对支撑座锻件成形质量不高的现象,分析了模具左右型腔结合部位的高度、坯料镦粗比等关键因素对锻件质量的影响,运用三维有限元数值模拟仿真软件对各关键因素进行了优化分析.通过分析发现:锻件成形质量随左右型腔结合部高度的变化而改变;镦粗比极大的影响着锻件的成形质量.最后,通过生产试制的方法,对上述理论的合理性与可行性进行了验证.     

奥氏体不锈钢管坯镦挤法兰工艺

针对应用广泛的奥氏体不锈钢中间带大孔的高颈法兰类零件传统锻造工艺的不足,提出了一种利用管坯直接镦挤法兰的新工艺;用DEFORM-3D软件模拟了奥氏体不锈钢(0Cr18Ni9)法兰锻件的管坯镦挤成形过程.结果表明:该工艺是可行的,与传统工艺相比,该工艺工序少,材料利用率高,成形载荷小,提高了生产效率,降低了生产成本.对类似零件的成形具有一定的参考价值.