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。     

大型船用曲轴TR法镦锻成形缺陷分析与工艺优化

大型曲轴是大型内燃机的关键零件。针对我国大型船用曲轴锻造中存在的精度低、加工余量大等问题,采用DEFORM-3D软件对其TR镦锻过程进行了数值模拟仿真。通过模拟分析曲轴成形的塑性流动规律,找出了大型船用曲轴曲拐成形过程中的典型缺陷连杆颈和曲柄臂外侧折叠的成因。研究发现,弯曲下模和预锻模设计不合理是造成曲轴锻件折叠缺陷的主要原因;并在此基础上优化了锻件成形的工艺方案,从而为大型曲轴镦锻模具设计提供了科学依据。生产试验表明,采用新的模具结构设计方案,可以有效避免大型曲轴镦锻时的折叠缺陷,所成形的曲轴质量良好。     

NTR弯曲镦锻速度对全纤维曲轴成形塌角量的影响

曲轴NTR(新TR)弯曲镦锻工艺具有水平镦锻与垂直弯曲成形速度灵活匹配的特点。本文研究了模具运行速度对全纤维曲轴成形塌角缺陷的影响。建立了塌角量的几何模型,通过建立弯曲镦锻速度模型分析了影响模具运行速度的主要因素。基于6G32曲轴实例进行了不同模具运行速度下曲轴成形过程数值模拟,研究模具速度对曲轴塌角量的影响规律。在物理模拟系统进行了6G32小比例铅曲轴坯的系列NTR镦锻弯曲试验,数值模拟结果得到了验证。     

多质量目标的曲轴NTR弯曲镦锻成形工艺优化

研究提高曲轴NTR弯曲镦锻外形质量的工艺参数优化方法。以中速船用6G32曲轴为例,借助数值模拟方法预测曲轴成形结果,设定曲轴外形质量评价准则。应用正交实验方法设计实验方案,模拟多种工艺条件下曲轴弯曲镦锻成形。根据实验结果,以降低曲轴成形塌角缺陷、减少飞边量、降低设备载荷为目标,采用响应面分析方法,建立评价指标与各工艺参数的函数表达式,优化始锻温度、NTR设备肘杆终锻角、模具运动方式、模具运行速度等曲轴NTR弯曲镦锻工艺参数。     

大型全纤维曲轴平衡块成形塌角问题研究

针对曲轴锻造平衡块塌角问题,从加热、工艺、模具等不同的角度分析了锻造过程中可能出现缺陷的原因,阐述了NTR法的锻造工艺特点和相应的解决措施,并简单介绍了德国的“CATEAR”镦锻模具。通过实际生产验证了NTR法锻造的可行性和优越性,为全纤维曲轴的锻造提供了新的理论依据和实际经验。     

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。     

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。     

矩形直齿轮热锻工艺有限元模拟

针对大尺寸矩形直齿轮,提出了镦粗预锻终锻3工序"一火"连续锻造的工艺方案。利用有限元软件Deform-3D建立矩形直齿轮热锻有限元模型,并模拟其成形过程。根据模拟结果探讨成形过程中的温度场、等效应变场、材料流动情况及成形载荷的变化规律。在6.3MN高能螺旋压力机上成功试制出矩形直齿轮锻件,工艺试验与模拟结果具有较好的一致性,锻件形状满足设计要求、无折叠缺陷,证明该工艺方案切实可行。     

一种车用错拐曲轴全纤维成形技术研究

曲轴是车辆发动机的关重部件之一.对某车用曲轴的全纤维锻造工艺的可行性做了详细的分析.模拟了成形过程中金属流动情况和变形分布情况.在此基础上,开展了单拐曲轴全纤维成形的工艺试验,试制出了合格的曲轴锻件.结果表明,曲轴采用全纤维弯曲镦锻是可行的.全纤维弯曲镦锻成形不仅可以用于大型船用曲轴,亦可用于小型车用曲轴的制造.     

微车曲轴锻造工艺开发及模具设计

以微车内燃机用曲轴的成形工艺开发为目的,分析了该规格曲轴成形可行性及工艺难点,设计了预、终锻件形状及预、终锻模具结构.在预锻件平衡块的内侧设计了厚度为15mm的工艺连皮,预、终锻模具设置了阻力墙结构,上述两项工艺改进有效的保证了终锻件的成形效果.利用金属塑性成形仿真软件DE-FORM-3D,对改进的工艺进行仿真分析,仿真结果有效的验证了工艺方案.模拟预测了预、终锻成形力分别为39.9MN,终锻为56MN.设备63MN有富余.模拟显示终锻件的平衡块顶端完全充满.基于模拟验证的工艺和设计的模具进行生产试制,经检测曲轴锻件产品的尺寸及性能完全达到了设计要求.     

十字轴小飞边精密成形工艺

针对十字轴热模锻成形过程中飞边大、成形力大的问题,根据十字轴形状尺寸及锻造成形工艺特点,提出十字轴小飞边精密成形工艺。采用Deform-3D对十字轴小飞边精密成形工艺过程进行数值模拟,对模拟成形的十字轴锻件及其金属速度场、等效应变、模具载荷-时间曲线进行分析。模拟结果显示,十字轴锻件成形完整,金属流动均匀,模具载荷减小。结合模拟结果,设计制造模具进行十字轴成形工艺试验。试验得到的十字轴锻件,填充饱满,无折叠、表面裂纹等缺陷,飞边明显减小,与模拟结果一致。结果表明:改变十字轴热模锻成形工艺,采用十字轴小飞边精密成形工艺,使锻件飞边减小,锻造过程成形载荷降低。     

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.     

轿车行星锥齿轮冷闭式锻造数值模拟分析

以轿车差速器行星齿轮为例,对冷闭式锻造成形过程进行了数值模拟,揭示了轿车行星锥齿轮冷闭式锻造成形规律,数值模拟结果为轿车行星锥齿轮冷闭式锻造工艺与模具设计提供了有效参考.     

Deformation characteristic of the precision forging of a blade with a damper platform using 3D FEM analysis

A blade with a damper platform is one of the most important types of blades being developed in aeronautical engines. However, this type of blade is complicated in shape, consisting of four feature parts with different geometrical shapes. Besides obvious flow of material along the transverse direction, there is material flow along the longitudinal body during its forging process. In addition, the material used is difficult to deform. All these have a significant influence on the precision forging process of the blade. Thus, it is necessary to choose some feature sections along the transverse and longitudinal direction of blade and systematically understand the deformation characteristics of blade forging process. In this paper, by means of 3D rigid–viscoplastic FEM simulation of the precision forging process of the blade, the deformed meshes, distributions of some field variables, including velocity, effective strain, effective strain rate and effective stress are presented for the four chosen feature cross-sections and the velocity fields are obtained for a selected typical longitudinal feature section, and further the deformation characteristics of forging this blade have been revealed. This research may serve as a guide to the optimization design of the relevant processes and dies.     

铝合金锻件端面线状缺陷分析与控制

5A06铝合金锻件在加工过程中发现线状缺陷,对此锻件进行缺陷形貌观察以及金相、断口、硬度和成分分析,结合其制造工艺,分析认为:铝锻件端面的线状缺陷为锻造折叠缺陷;此缺陷破坏了铝锻件的金属连续性,降低了铝锻件的承载能力;缺陷应由锻造工艺控制不当所致,形成于冲孔、环锻工序;在铝锻件的出厂检验及到货验收环节,增加超声波检测及上下端面的荧光检查,可以有效地剔除存在此类缺陷的锻件产品。     

缸头模锻成形过程数值模拟

缸头模锻成形是一个复杂的大变形过程,其成形质量影响因素众多,用解析法难以进行精确分析。采用有限元方法对整个成形过程进行模拟,获得了缸头模锻成形过程金属流动变形规律,对成形过程中出现的充不满、折叠等缺陷进行了分析,指出需修改预成形形状的尺寸参数。试验结果表明,采用改进后的预成形形状的尺寸参数能获得比较合格的终锻件。     

薄壁曲面零件的锻造成形工艺

某产品上用的一重要零件为薄壁曲面类零件,实际生产中主要采用机械加工制作,工序多,时间长,并浪费原材料.本文采用锻造成形工艺,锻模设计为曲面分模面模具结构,实现了薄壁曲面零件的锻造成形.零件成形后,无需再进行后续机械加工,产品的尺寸和形状均可直接达到使用要求.经过工艺试验和小批量的试生产考核,其尺寸和形状均能满足图纸技术要求,并且产品尺寸和形状的一致性好.与机械加工工艺相比,锻造成形工艺大幅度提高了产品生产效率和材料利用率,极大降低了生产成本.     

摆辗圆盘件中心变薄的预测及防止办法的有限元分析

本文采用三维刚塑性有限元法对圆盘件的摆动辗压过程进行了数值模拟,针对具体算例进行了圆盘件摆辗中心变薄缺陷的预测,并且对所提出的缺陷防止办法进行了数值模拟,结果说明,采用有限元方法进行圆盘件摆动辗压工艺缺陷预报是可行的,所提出的工艺优化方案改善了工件的受力条件,避免了工件中心变薄的发生。     

Numerical simulation on forging process of TC4 alloy mounting parts

1Introduction The TC4alloy mounting part is an important part of aeronautic engine.Currently,these mounting parts are mainly manufactured by metal cutting,which is expensive and requires a lot of manufacturing time.Furthermore,in this way the forging flow…     

Process sequence design in cold forging to form a constant velocity joint housing

A systematic approach to process sequence design is established by the finite element method for multi-operational cold forging to form a constant velocity joint housing. Both the loading simulation and the backward tracing by the rigid plastic finite element method provide useful information for designing new process sequences. The newly designed sequence has four forming operations and one annealing treatment, and can achieve net-shape manufacturing, while the conventional process sequence has five forming operations and two annealing treatments, and requires machining after forming. The refinement at the top surface of the product is made by applying the backward tracing scheme for the purpose of net-shape manufacturing. This specific case can be considered for application of the method and for development of the sequence design methodology in general.