综合多因素的等温挤压成形模具型腔尺寸计算方法

为提高等温挤压成形件的尺寸精度和减少试模次数,利用弹性力学厚壁圆筒理论拉美(Lame)方程、塑性力学应力-应变本构方程,针对轴对称结构的整体凹模和二层组合凹模,建立了等温挤压成形过程中模具变形、热膨胀和材料回弹等各因素对成形件尺寸偏差影响的数学模型,确定了对等温挤压成形模具型腔尺寸修正的总偏差。对具体零件的等温挤压成形进行实验验证,采用所提出的模具型腔尺寸修正方法设计出的等温挤压成形凹模获得的成形件的尺寸相对偏差小于0.2%,为等温成形模具型腔尺寸的设计提供了参考和一种较为实用的修正方法。     

副车架管梁正向设计和逆向重构方法研究

为解决管梁成形尺寸精度问题,针对某副车架应用的成形管梁,提出一种正向设计和逆向重构的设计方法。应用成形管梁正向结构设计技术,完成前横梁初始结构设计;利用成形数值仿真技术评估了前横梁的尺寸精度,其贴模率为88.8%,最大尺寸偏差为3.20 mm;基于前横梁成形仿真结果模型,对前横梁及与其焊接搭接支架进行逆向重构;依据逆向重构数据完成了前横梁及副车架总成的样件试制,经实物检测前横梁最大尺寸偏差从初始结构的3.20 mm已降低至了逆向重构后的1.02 mm;应用成形管梁的副车架总成最终通过了台架试验150%耐久性考核。综上所述,通过正向设计和逆向重构的设计方法可有效提升管梁成形的尺寸精度,为主机厂开发成形管梁提供了一定的技术参考。     

5A06铝合金复杂盒形件等温锻造工艺研究

针对5A06铝合金复杂盒型件,利用有限元分析软件Deform,确定了先预成形后终成形的等温锻造成形工艺方案。并通过逆向补偿方法设计了预成形及终成形模具。在20 MN锻压机上,先将铝合金板材预锻成预制坯,然后再等温终锻。等温锻造工艺中,模具温度为(450±10)℃,5A06铝合金预制坯温度为(465±10)℃,成形时最大挤压力为14000 k N。等温锻造试验表明;Deform有限元分析对等温锻造成形工艺研究具有较强的指导意义,采用先预成形后终锻成形工艺能大大提高锻件成形质量;此外,5A06铝合金等温锻造盒型件相较于机械加工盒型件,抗拉强度Rm提高到350 MPa,伸长率A提高到25%。     

2A12铝合金带筋薄壁梯形环件挤压成形研究

为了克服2A12铝合金薄壁梯形环件不同壁厚及不同的内部形状立筋难以成形的问题,采用了预成形+反挤压成形工艺方案。对不同凸模型腔最低高度和凸模圆角半径的薄壁梯形环件的成形进行了数值模拟和分析。利用统计软件进行了回归分析。结果为:当预成形凸模压下量为8.87 mm、凸模型腔最低高度为14.25 mm、凸模圆角半径为15.71 mm时,挤压过程中梯形环件立筋成形良好,各部分壁高协调生长,立筋底部缺陷消失,梯形环件的等效应变分布较为均匀。采用优化后的工艺参数和模具对模拟结果进行了验证,得到了符合尺寸精度要求的梯形环件。     

弧面凸轮等温挤压成形工艺的仿真与优化

结合弧面凸轮的结构特点,基于Deform材料成形软件,应用三维刚塑性理论和有限元分析方法建立了弧面凸轮等温挤压成形模型,分析了弧面凸轮等温挤压成形过程中应力应变,并对弧面凸轮挤压件形状和凹模型腔进行了优化设计。通过在凸脊侧面留有2 mm精加工余量,添加敷料于弧面倒扣部位,并在各连接表面之间采用直径1 mm的圆角过渡,可保障挤压工艺良好的填充性和脱模性。     

AZ80镁合金锥形件内环筋挤压成形工艺参数研究

镁合金锥形件内环筋通过旋压无法形成高筋。因此,提出斜楔加载整体成形工艺。通过DEFORM-3D软件模拟了AZ80镁合金锥形件内环筋成形过程,采用正交试验法分析了反挤成形过程中挤压温度、挤压速度、分瓣凸模圆角半径对成形过程中最大载荷和平均应变的影响,并对金属流动和等效应变规律进行了分析。结果表明:AZ80镁合金锥形件内环筋的最佳成形温度为410℃,最佳挤压速度为2 mm/s,最佳分瓣凸模圆角半径为55 mm。通过实验,环筋部位填充饱满,零件达到使用要求。     

半固态触变反挤压锡青铜的组织演变和力学性能

本文将CuSn10P1铜合金进行半固态触变反挤压成形实验。研究冷轧变形量、等温温度及等温时间对CuSn10P1铜合金的微观组织演变和力学性能的影响规律。结果表明：半固态触变反挤压能够有效地改善铜合金半固态成形件中的液相偏聚现象,冷轧变形量及等温处理工艺对半固态触变反挤压锡青铜微观组织和力学性能影响较大。随冷轧变形量增加,平均晶粒尺寸先减小后增大,成形件抗拉强度先升高后降低。随等温温度的升高和等温时间的延长,晶粒尺寸逐渐增大,成形件抗拉强度先升高后降低。当冷轧变形量30%、等温温度900℃、等温时间20min时,半固态触变反挤压CuSn10P1铜合金成形件的组织和性能较好且各部位均匀。成形件纵向各位置组织的液相率分别为14.41%、14.37%、14.33%、14.30%,晶粒尺寸为60.60 μm、60.28 μm、59.51 μm、61.10 μm,形状因子分别为1.29、1.24、1.26、1.27,成形件抗拉强度为407 MPa,延伸率为7.6%。     

不同工艺参数对某薄板多筋类零件成形的影响及优化

对某薄板多筋类零件的成形工艺参数进行研究,借助有限元模拟软件对其成形过程进行模拟。基于正交试验方法,并利用数据分析软件,对挤压温度、挤压速度和摩擦系数这3个工艺参数进行优化,从而确定最佳的成形方案为挤压温度480℃、挤压速度1 mm·s-1、摩擦系数0.1的等温挤压,零件的最小成形载荷为6.49 MN。此外,为验证正交试验数据的正确性,在仿真及正交优化的基础上,在3000 t压机上进行了挤压试验,得出零件的成形性能与有限元模拟结果一致。研究结果表明,基于正交试验法对大型薄板多筋类零件的挤压成形工艺参数优化是可行的,能够缩短生产周期、提高材料利用率。     

一种高精度尺寸杯形件在精密挤压工艺中的计算方法

带有多台阶双面成形的复杂杯形件尺寸公差要求±0.1mm,侧壁12个垂直立面根部要求锐边,按照通用挤压工艺难以达到。文章采用新的缩放率计算方法,对尺寸公差要求在±0.1mm、侧壁12个垂直立面根部要求锐边、带有多台阶双面成形的复杂杯形件进行模具尺寸修正,并对成形工艺进行有限元模拟和工艺分析,达到产品质量要求,同时提高了产品性能和材料利用率,为同类型产品机加工艺实现挤压工艺替代提供参考。     

镁合金弹簧汽室支架等温挤压工艺与模具设计

分析了镁合金弹簧汽室支架等温挤压成形工艺存在的问题,针对这些问题制定了相应的工艺路线及有效的解决方案,并介绍了相关挤压模设计,通过实验成功验证了该零件挤压成形的可行性,挤压出来的产品尺寸精度和表面精度均合格,为该类零件的挤压成形开辟了新途径。     

曲线回转体构件的成形工艺

对曲线回转体构件的成形过程进行力学解析,得到一种适用于大型锥形件缩口成形力的计算公式,并根据临界失稳压力优化结构参数,得到了缩口凹模最佳的母线半径和反弯曲半径;然后,利用得到的最优半径进行正交试验,对挤压过程中的挤压温度、挤压速度和摩擦系数进行优化,得到最佳工艺参数;最后,为验证理论数据的准确性,进行物理试验验证。结果表明,当挤压温度为460℃、挤压速度为5 mm·s^-1、摩擦系数为0.2时,零件的最低成形载荷为4013 kN,与模拟仿真结果和理论结果的误差均小于10%,说明了该成形方案的可行性。研究结果可以为今后此类构件的成形提供理论支持。     

微型齿轮热挤压模优化设计

利用Deform软件对微型齿轮进行挤压成形模拟分析,优化了模具结构和成形条件,采用组合法设计模数m=0.125 mm、压力角A=20°、齿数z=6、齿顶圆直径d=1 mm微型齿轮热挤压模,采用H62黄铜坯料在650℃的等温条件下正向热挤压,得到质量良好的微型齿轮。     

基于DYNAFORM的汽车前防撞梁支撑板的拉延模具设计

汽车覆盖件是以冲压件为主的零件,而作为生产冲压件的冲压模具的设计,与汽车覆盖件的成形质量息息相关。利用DYNAFORM仿真软件对某汽车防撞梁支撑板进行了拉延仿真,并依据仿真结果对其冲压速度、拉延筋布置方案、压边力、凸凹模间隙等参数进行选取和设计。通过分析厚度变化云图,采用厚度差来评价成形结果,确定了具有较好成形效果的参数组合。仿真结果表明:在确定了拉延模具采用等效实体拉延筋的设置后,压边力为360 k N、冲压速度为4000 mm·s-1、凸凹模间隙为0.66 mm时,可获得最好的成形效果。本设计及其仿真结果为其他类型的汽车防撞梁支撑板拉延模具设计提供了有效参考。     

镁合金零件等温复合挤压技术研究

研究了镁合金的变形温度、变形程度对塑性成形的影响,介绍了实验用的模具和设备,从润滑剂的选用、挤压速度、挤压温度、坯料加热几方面介绍了镁合金的挤压工艺,得出镁合金在等温复合挤压条件下成形性能较好的结论。制定的AZ31镁合金挤压工艺及工艺参数是合理的,对于实际生产有参考作用。     

铝合金杯类零件双面及侧面成形工艺研究

对于2A12铝合金阶梯形杯形件的塑性成形,传统工艺是由每一级的台阶单工序成形,积累为最终的多阶梯成形,由于多次加热、多套模具、多道次挤压、多道次定位放置的误差积累会造成尺寸精度低、能耗高、效率低、模具导柱和导套不耐高温的缺陷。对于杯形件的侧壁直肋与台阶外形,用传统工艺挤压内、外圆角(小于R0.5mm时)很难完成。通过有限元模拟和工艺优化,本文采用凹模内不脱模连续挤压、控制流向顺序的方法,以及采用十字键模口导向结构,形成了一次加热、一次放置毛坯成形多台阶、小圆角的新工艺。该工艺缩短了工时,提高了产品性能和材料利用率,为小圆角多台阶类型的零件实现短流程的挤压工艺转化提供了参考依据。     

Method for near-net forming of a sand mold with digital flexible extrusion technology

In order to further improve the precision forming efficiency of a sand mold digital patternless casting and reduce the amount of sand mold cutting, a method for near-net forming of the sand mold with digital flexible extrusion technology was put forward. The theory, optimization algorithm and technology for sand mold nearnet forming were studied. Experimental results show that the sand mold forming efficiency can be increased by 34%, and the molding sand can be reduced by 44%. The method for near-net forming of a sand mold with digital flexible extrusion technology can effectively promote the application of digital patternless casting technology in the mass production of castings and thus greatly improves the efficiency and automation of sand mold manufacturing.     

两端面具有凸块的齿轮锻件温挤成形工艺设计

以某90型摩托车变速箱中的花键主动齿轮锻件为例,依据温挤成形技术原理,对复杂形状齿轮锻件进行了锻件分析和温挤成形工艺分析,阐述了复杂形状齿轮锻件温挤成形工艺设计中的难点与关键点,并结合生产实际,制定了适合生产实际的温挤成形工艺。设计了一套经济实用的温挤成形模具,同时介绍了模具结构和工件原理。经批量生产试制证明,该温挤成形工艺生产的齿轮锻件质量稳定、凸块饱满,且模具结构合理、通用性强、生产效率高。     

钛合金筋板件等温局部加载模具应力分析

等温局部加载成形技术为航空航天复杂筋板类大型整体构件的成形提供了一种新的途径,但由于构件尺寸大,其成形温度高、时间长、载荷大等工艺特点,对模具提出了更高的要求。文章针对TA15钛合金典型环形高筋薄腹特征结构件等温局部加载成形,分析了等温局部加载模具的结构特点和可能的失效形式,并在此基础上采用DEFORM 3D有限元软件,对成形时模具应力进行了研究,获得了模具载荷和应力分布规律,并进一步分析了模具凹圆角半径和锻件筋条宽度对模具应力的影响。结果表明,等温局部加载成形模具的失效形式,主要为应力集中引起的脆性断裂;加载分区边界附近模具应力较小,离分区边界越远模具应力越大,且应力峰值出现在宽度较小的环形筋型腔凹角处;模具型腔各部分材料填充能力的不一致,是导致模具应力不均匀、局部出现应力集中的主要原因;增大模具凹圆角半径,模具应力降低程度较小,而通过合理的锻件几何尺寸设计,可以改善模具型腔的充填性,能更有效地降低模具应力的不均匀性和应力峰值。文章的研究结果可为等温局部加载成形模具的设计提供参考。     

T-shape upsetting–extruding test for evaluating friction conditions during rib–web part forming

Since the deformation features of existing friction testing methods are not as similar as those of the closed die forging process of rib–web parts, the friction conditions evaluated by these methods are not consistent with the actual situation. In this paper, a new friction testing method, the T-shape upsetting–extruding process employing a rectangular blank, is proposed for evaluating the friction conditions during rib–web part forming process. It was found that rib height and the web width are both sensitive to friction conditions. Therefore, the ratio of rib height to web width was chosen as a criterion for friction evaluation. With the utilization of a commercial FEM program, DEFORM, the effects of the geometrical parameters and testing variables on the friction sensitivity were investigated, and the friction conditions between different interfaces were analyzed. In order to verify the proposed method, friction factors of a water-based graphite lubricant measured by three different methods (the proposed one, the ring compression test and the double-cup extrusion test) at 723 K were used to simulate the isothermal deformation process of a cross-rib part. The experimental results suggest that the proposed method is more accurate than the other two methods for rib–web part forming process.