天锻做足“首台首套”文章

从一台万吨钛合金数控等温锻造液压机上，他们以“加工钛合金等温锻造液压机顶出装置”、“液压机异地故障分析诊断系统”等创新点，收获了18项专利，其中发明专利5项。在一条半固态金属模锻成套装备全自动生产线上，他们又以“半固态成型液压机快速锁模液压控制系统”、“半固态模锻液压机四角调平装置”等创新设计，将包括了5项发明专利的28项专利收入囊中。     

复合材料液压机四角调平控制系统设计

为了满足复合材料液压机快速性和高精度的要求,为复合材料液压机设计了被动式四角调平液压控制系统,并着重从液压四角调平控制系统方面进行了设计选型。调平过程利用4个高响应比例伺服阀控制的布置于基座四角的调平缸的回油流量实现。在AMESim中的仿真是基于复合控制策略的PID控制算法进行的,以实现四角调平功能。     

63MN锻造液压机控制系统的研制

开发了具有热模锻和等温锻功能的63 MN锻造液压机的控制系统.下位机采用西门子S7-300与trio控制器相结合的方案,由trio控制器实现微速及同步调平控制的核心算法,西门子PLC完成工作台、电液操作、动力系统、润滑系统以及安全系统的控制,上位机采用WinCC编程实现设备运行状态、参数设置、故障监控等功能.运行实践表明,该系统等温锻工作速度控制在0.02～0.5 mm·s~(-1),热模锻工作速度控制在0.50～10 mm·s~(-1),调平精度小于0.05mm·m~(-1).     

基于任务坐标系的液压机四角调平控制

针对液压机滑块的四角调平电液系统,提出了一种基于空间任务坐标系的控制方法。分析滑块与调平缸的运动关系与空间位置关系,从而建立坐标转换矩阵,将液压机滑块四角的直线位移坐标转换为滑块中心位移与倾角组成的任务坐标,在任务坐标空间内设计了基于调平力偏置非线性前馈补偿的滑块跟踪运动PID控制器,并且直接针对滑块的倾角设计了调平PID控制器,针对不同控制目标的控制参数是独立调节、互不影响的。设计了基于调平力偏置的预加速过程,以缓解滑块与调平缸接触时的冲击。最后,在25000 kN玻璃钢液压机上对所提控制方法的有效性进行实验验证。实验中,调平缸分别定位于平面矩形的四角,矩形尺寸为3550 mm×2900 mm。实验结果表明:使用基于任务坐标系的四角调平控制方法后,液压机滑块绕坐标轴x、y的旋转倾角分别被控制在0.0032°和0.0045°以内,各调平缸的位移偏差不超过0.45 mm。     

复合材料液压机四角调平缸支撑结构的优化

四角调平的设计对整个压机的精度具有决定性的影响,本文对调平系统进行可行性分析,文中对复合材料液压机的四角调机构进行了数值模拟,对四角调平支架结构进行有限元分析,并对四角调平的支撑机构进行了结构优化。对改进后的调平支架结构进行模拟分析,模拟结果表明该调平缸支架结构可以可靠保证系统的准确调平。     

基于中值滤波算法的等温锻造液压机调速设计

等温锻造液压机工作速度范围要求为0.002mm/s~0.5mm/s,如果用于速度闭环控制的滑块实际工作速度,出现误差或受到外部干扰时,会对等温锻造速度闭环控制造成影响,导致等温锻造控制速度精度和稳定较差。本文给出了利用中值滤波算法对外部干扰信号滤波,实现了对等温锻造液压机超低速的调速控制。并在工控机上通过WinCC组态软件采集、记录速度压制曲线,该控制系统满足了用户的特定需求。     

基于PLC的汽车轮毂等温锻造智能控制系统设计

针对锻件成形质量差、模具的冷却影响成形载荷和锻件组织等问题,使用等温锻造技术对轮毂进行了成形。对等温锻造成形原理进行了分析,运用PLC编程对等温锻造成形中的温度进行了自动化智能监测与控制。结果表明,设计的汽车轮毂等温锻造智能控制系统有效地控制了生产过程中的各种温度,配备的各种监控以及条件预警系统能阻止异常发生。     

免疫PID算法在10-2000型等温锻造液压机中的应用研究

针对某型号等温锻造液压机滑块速度的控制要求,提出基于免疫控制的PID算法,设计出免疫PID控制器并应用于等温锻造机的滑块速度控制中,仿真结果和系统实际运行效果表明:免疫PID控制性能要优于传统PID控制,具有较高的控制精度和较强的鲁棒性,且满足等温锻造液压机滑块速度的控制要求。该技术已成功应用于大型数控薄板冲压液压机的控制系统中。     

无拔模角、无毛边锻造的实践与分析

根据多年的生产实践,总结了采用等温锻造和在压力机、模锻锤上实现无拔模角、无毛边锻造的经验,并通过对工艺的分析提出了对润滑剂的要求。     

等温锻造对镁合金汽车悬架控制臂性能的影响研究

采用不同的锻造工艺对AZ31-0.15%Ce镁合金汽车悬架控制臂进行了锻造,并进行了力学性能和耐腐蚀性能的测试与对比分析。结果表明:与常规锻造相比,采用等温锻造方式制备的镁合金汽车悬架控制臂力学性能和耐腐蚀性能得到显著提高。该悬架控制臂的最佳锻造工艺为等温锻造,其工艺参数为模具预热温度410℃、锻造温度410℃、锻造速度120 mm/min。     

基于ANN的涡轮盘等温成形过程模拟电路模型

为提高锻件质量和成品率,有必要建立一种适合于实时控制的锻件成形过程模型.利用有限元模拟技术对涡轮盘的等温成形过程进行了虚拟正交试验,通过对成形过程的载荷--行程曲线的分析,建立了粉末高温合金涡轮盘件等温成形过程的人工神经网络(ANN)模型,并将其映射成模拟电路模型.以此模拟电路模型为参考模型,应用于模型参考自适应控制(MRAC)系统,对涡轮盘件等温成形过程进行控制.结果表明,所建立的ANN模型及其模拟电路模型对粉末高温合金涡轮盘件等温成形过程的拟合精度很高,且控制参数始终与模型输出相吻合,为实现盘件成形过程的实时控制奠定了基础.     

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%。     

MICROSTRUCTURAL EVOLUTION AND CONTROL IN SUPERALLOY FORGINGS

ＭＩＣＲＯＳＴＲＵＣＴＵＲＡＬＥＶＯＬＵＴＩＯＮＡＮＤＣＯＮＴＲＯＬＩＮＳＵＰＥＲＡＬＬＯＹＦＯＲＧＩＮＧＳＲ．Ｎｏｅｌ,Ｄ．Ｆｕｒｒｅｒ,Ｇ．ＳｈｅｎａｎｄＪ．Ｌｅｍｓｋｙ（ＬａｄｉｓｈＣｏ．,Ｉｎｃ．,Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ８９０２,Ｃｕｄａｈｙ,ＷＩ５...     

TC4钛合金等温锻造过程的数值模拟和实验研究

实验研究了TC4钛合金等温锻造的工艺过程,并采用DEFORM-3D有限元软件对其进行数值模拟.结果表明,采用等温锻造工艺成功地锻造出某钛合金复杂结构件,锻件轮廓清晰、表面光洁、尺寸精度高,金属流线分布合理,组织性能超过常规机加工件,其材料用量相对于常规机加工件提高到60%.通过软件模拟,了解锻件成形的应力、应变及金属流动等信息,为工艺的确定和设备的选取提供了理论依据.     

等温精密成形镁合金上机匣新工艺

针对直升机上机匣的复杂结构和其受力特点,以及加工制造中存在的问题,对此类锻件所使用的材料和加工工艺做了对比分析,建议此类锻件采用等温成形加工。确定了等温成形加工方案,设计出了所使用的模具。通过实际应用,证明该方案行之有效。     

2618铝合金纵向摇臂等温模锻工艺的研究

根据纵向摇臂技术条件要求,确定了等温模锻工艺为最佳成形工艺方案。介绍了在５×１０４ｋＮ液压机上实现等温模锻时的模具结构、变形温度（４５０℃）、应变速率（９．６×１０－４ｓ－１～１．２×１０－２ｓ－１）及较佳的坯料形状、尺寸及润滑剂。用等温模锻工艺研制的锻件冶金质量符合其技术条件要求     

航空钛合金锻造技术的研究进展

综述了近年来国内外航空钛合金锻造技术的研究进展,介绍了等温锻造技术、精密辗轧技术、大型复杂构件整体成形技术、锻造工艺模拟等国内外研究情况,并讨论了航空钛合金锻造技术后续的研究方向。等温锻造技术应深入研究构件热处理技术、模具设计与制造技术、加热与润滑防护技术;精密辗轧技术应深入研究薄壁环件精确环轧技术、自动控制技术、轧制胀形用工装与模具设计技术、设备控制软件开发技术;大型复杂构件整体成形技术应深入研究复杂构件的增量加载精密模锻技术、多向精密模锻技术、大型锻件组织性能均匀性控制技术及复杂结构件精密制坯技术;同时,应系统开展锻造工艺与装备数字化技术的研究与推广应用,建立基于数值模拟技术的锻造工艺设计方法。     

一种基于等温多塑性变形机制耦合的数值模拟方法

以TC4合金等温锻造为例,提出一种基于多塑性变形机制耦合的数值模拟方法。通过对等温锻造过程中塑性变形机制的研究和对应变速率敏感指数以及TC4合金动态再结晶的分析,建立材料常规塑性变形、超塑性变形和蠕变变形的判据。并依据多塑性变形机制判据来确定坯料内部各单元的实时塑性变形机制,同时采用相应的本构方程,使模拟结果更符合实际情况,从而能真实反映航空难变形材料的等温锻造工艺过程：普通塑性变形、超塑性变形和等温保压充填模具过程等。模拟结果表明,变形材料并非处于单一塑性变形机制,而是多种变形机制相互协调,并且随着变形的进行,材料各单元的变形机制也随之改变。等温锻造过程中,上述机制的改变与材料的动态再结晶密切相关     

TC17合金整体叶盘等温锻造过程数值模拟及工艺参数影响

采用二维有限元模拟软件Deform-2D对TC17钛合金整体叶盘锻件的等温β模锻过程进行数值模拟,分析了整体叶盘不同部位的应变场。根据有限元模拟结果对TC17钛合金整体叶盘锻件的荒坯尺寸及工艺参数进行优化,并进行了TC17钛合金等温锻造成形工艺试验。试验结果表明,等温β模锻工艺可使TC17钛合金组织中粗大原始β相晶粒得到充分的形变,晶界析出弯曲、断续的细小α相,晶内析出交错、细小的次生α相,呈现理想的网篮组织;当应变达到0.75时,可使得整体叶盘锻件的强度、塑性及断裂韧性实现理想匹配。