传动轴多工位锻造过程数值模拟及工艺优化

传动轴属于车用关键零部件,其锻造质量直接影响到车辆的行驶安全。本文利用Deform-2D软件分别对汽车传动轴锻造的两种不同工艺方案进行数值模拟,对模拟得到的应力、应变、载荷和损伤值等参数进行分析与比较;通过优化目标使挤压过程中每个工位的模具承受载荷较小、且分布均匀。模拟分析和试验验证表明,采用试验工艺的第2种方案生产出的零件无裂纹缺陷,零件表面质量好,单个工位变形量小,这种工艺方法可适用于大批量生产。     

导电杆冷锻成形数值模拟与工艺优化

利用Forge-3D有限元模拟软件,分别对导电杆冷锻成形的两种不同工艺方案进行数值模拟,获得了导电杆不同工艺方案变形过程中的应力、应变分布和载荷变化,并对其进行分析与比较,选择最优的工艺方案。发现第2种工艺方案在锻造过程中各工位模具载荷较小且分布均匀,同时生产的零件表面质量好、无缺陷,且所需工位较少,能够提高生产效率,符合优化的目标。经模拟分析和实验验证,表明按照第2种方案生产出的零件填充饱满、无折叠毛刺等缺陷,这基本符合数值模拟结果,也适用于锻造行业低损耗、尺寸精度高和生产效率高等需求,因此,第2种工艺方案更符合此优化目标要求。     

偏心螺母的多工位冷镦成形工艺数值模拟及优化

对偏心螺母进行工艺分析,提出了两种不同的工艺方案,并基于Deform-3D对两种冷镦工艺方案进行数值模拟。对比分析了两种方案成形过程中应力应变分布以及载荷行程曲线的变化规律。通过优化工艺及模具结构使得多工位冷镦过程中各工位模具承受的载荷值较小并且分布均匀。经仿真分析以及实验验证证明,通过第2种工艺方案生产出来的偏心螺母表面质量较好,填充饱满,无裂纹、折叠等缺陷,采用该工艺方法更适用于零件的大批量生产。     

基于数值模拟的车用法兰连接件多工位冷锻工艺研究与改进

以车用法兰连接件为研究对象，根据其结构特点，提出了一种6工位冷锻工艺方案，并采用Deform-3D对各工位成形过程进行了建模分析。结果显示，该方案能够获得外观填充完整的法兰连接件，但存在材料折叠缺陷。基于此，在原方案基础上提出了两种改进方案并依次进行了模拟，分析了改进后方案的网格流线变化图，同时对比了两种改进方案的成形载荷大小。结果表明：两种改进后方案均能够解决材料折叠问题，采用改进方案1时，成形载荷相对更小，更利于降低模具受载，提高模具寿命。经实际试模可知，按改进方案1生产的各工位零件与模拟结果一致，成形完整，无裂纹、折叠等缺陷，工艺可靠，该优化方法对多工位锻造技术的发展具有一定的推广作用。     

汽车变速箱花键轴多工位锻造工艺模拟及应用

为加快生产速度,并节约人工、材料和时间成本,以一种汽车变速箱花键轴为研究对象,尝试将加工工艺改为多工位锻造,并联合Deform-3D软件进行同步研究。根据零件外形特征和加工材料的极限变形程度初步设计了两种理论上比较可靠的多工位自动锻造成形工艺,通过搭建符合实际条件的虚拟锻造试验平台完成了两种工艺的成形模拟,并根据成形结果进行了工艺评定,分析和对比了等效应力、载荷变化规律等试验结果。结果表明：设计的两种多工位锻造工艺基本可行,并且工艺1在零件成形质量和模具寿命方面表现更好。最后,参考工艺结果通过工业试验完成了变速箱花键轴的制造,锻造速度快,生产稳定,并且零件生产质量较好,无裂纹等缺陷,验证了多工位锻造工艺方法的有效性。     

小型套管多工位冷镦挤成形工艺方案设计

针对小型套管类零件整体尺寸小、成形工步多、大批量加工的特点,提出小型套管类零件采用多工位高速冷镦挤成形加工的方法,并根据塑性成形理论,设计了两种六工位冷镦挤成形工艺方案,借助有限元分析软件DEFORM-2D模拟套管的成形过程,分析比较两种工艺方案中金属流动规律、成形载荷大小和锻造流线分布。模拟结果表明,采用两次反挤压+终镦的方案,其成形的套管充填饱满、无折叠,各工步成形载荷大小分布合理。通过工艺实验进行验证,结果表明数值模拟结果与实验结果相一致,验证了数值模拟的准确性,可为实际生产提供指导。     

多工位高速锻造工艺优化技术研究现状

简要介绍了多工位高速锻造工艺及其特点，阐述了基于有限元模拟的锻造工艺优化技术的发展现状，并在此基础上根据多工位高速锻造工艺的特点，阐明了多工位高速锻造工艺优化技术研究中存在的主要问题，探索了多工位高速锻造工艺优化技术研究的方向。     

组合形活塞销冷镦挤成形工艺方案设计

依据组合形活塞销结构特征,制定了两种多工位冷镦挤成形工艺方案,并应用DEFORM-2D软件对活塞销成形过程进行数值模拟仿真,分析比较了两种方案中金属流动规律、应力分布规律和成形力大小。模拟结果显示:采用制定的两种工艺方案成形活塞销均不会出现折叠、开裂等锻造缺陷,但"两次反挤压+挤锥"的成形工艺方案各工步成形载荷分布更合理。工艺实验结果显示,采用"两次反挤压+挤锥"生产的组合形活塞销满足设计尺寸要求、无折叠和开裂缺陷。数值模拟结果与工艺实验结果相一致,制定的工艺方案可以满足零件塑性成形的设计要求。     

基于近似替代模型的多工位高速锻造预锻模具优化

多工位高速锻造是一种节能减耗的先进成形技术,与传统的单工位多工序锻造有较大区别,不合适的预锻工位模具设计在生产中会造成载荷过大、锻件充填质量差、折叠等问题。文章提出了基于近似替代模型的多工位高速锻造预锻模具优化设计方法,采用拉丁超立方抽样方法构造初始样本点集,应用有限元软件获得响应值,并应用Kriging模型和BP神经网络模型建立真实问题的替代模型,来近似拟合预锻工位模具形状与成形载荷、成形质量之间的关系,并结合基于惩罚函数法的遗传算法求得最优解。以3工位高速锻造问题为例,经过优化取得了良好的效果,与初始设计相比,成形质量显著提高,成形载荷下降了40%左右。     

汽车哈克钉铆套多工位冷镦挤工艺开发与应用北大核心CSCD

汽车哈克钉铆套由于具有孔深、壁薄、尺寸小等特点,成形难度较大,通常采用的热镦配合切削加工的生产方式存在效率低、质量不稳定等问题,故提出采用多工位高速冷镦挤生产方式。根据金属塑性成形原理,针对铆套结构特征初步制定了2套多工位冷镦挤成形方案,并借助Deform-3D软件分别进行了数值模拟,获得了两种方案的铆套成形过程、最大成形载荷和金属流线分布等情况。结果表明:方案1存在成形缺陷,而方案2成形良好,无缺陷,载荷也更小。根据最佳方案设计了多工位模具结构,并进行了生产验证。生产结果与模拟分析结果一致,铆套质量良好,无缺陷,尺寸、性能均能满足实际需求,生产效率大幅提升,实现了对哈克钉铆套工艺的升级。     

平衡重模锻优化方案

将150系列大功率高速柴油机新产品两项平衡重锻件开发视为一项系统工程，总体做到统筹安排、系统管理和技术与管理相结合，提出了两项平衡重锻件模锻成形总体与具体的优化方案，达到了优质、高效和低耗的效果。     

150柴油机排气摇臂成形工艺的研究

对150系列大功率高速柴油机排气摇臂的成形工艺进行了工艺分析，着重介绍了可确保排气摇臂成形、质量和合格品率提高的模锻工艺，锻模设计及其热处理工艺的研究，说明了排气摇臂成形工艺的可行性、实用性和效益性。     

摇臂轴座精锻工艺及模具CAD/CAM研究应用

280柴油机摇臂轴座一改传统的铸造方法为精锻制造.分析了精锻工艺的可行性,介绍了高能螺旋压力机公称压力值的计算方法.在工艺及模具设计时,采用Pro/E三维软件建模方法,用CAD/CAM技术取代传统工艺、模具设计制造方式,实现无图化模具设计制造,并尝试在没有少、无氧化加热设备的情况下实现精锻,提升了工艺、工装设计及制造水平,产品尺寸精度、生产率、综合力学性能较铸件方案明显提高.该工艺的研制成功,解决了摇臂轴座断裂质量问题,保证了280柴油机的正常试验和工作,提高了柴油机的可靠性. 生产实践证明,工艺及模具设计合理,产品质量满足设计要求.     

全纤维曲轴锻件曲柄臂平衡块安装面形状数值模拟

采用弯曲镦锻法锻造中高速柴油机曲轴时,曲轴锻件曲柄臂安装面极易出现塌角缺陷。针对平衡块安装面为平面类型的曲柄臂,以16V240曲轴为研究对象,设计了4种平衡块安装面形状的曲柄臂锻件,并采用有限元法模拟了16V240曲轴锻件4种方案的RR法镦锻成形过程。从镦锻过程金属坯料的流动速度和速度矢量方向两个方面讨论了4种平衡块安装面形状对曲柄臂锻件成形质量的影响,模拟结果表明,设计为收敛形状的平衡块安装面在锻造过程中能有效避免塌角缺陷。根据方案4的模拟结果优化设计了模具并进行了曲轴单拐的挤压实验,实验结果与数值模拟结果基本一致。     

基于DEFORM和正交试验法的前轴辊锻工艺优化

正交试验主要用于解决科研和生产中多因素、多水平的问题,运用正交试验法可以在减少试验次数的情况下获得最佳的参数组合,可有效节约人力、物力和时间。在DEFORM-3D有限元数值模拟过程中应用正交试验优化设计方法,对前轴制坯辊锻模具弹簧座截面的圆角值、辊锻模具角速度、摩擦因子及坯料初始温度四因素、三水平问题,进行前轴制坯辊锻模具结构及工艺优化研究,分析影响前轴辊锻成形过程中最大成形载荷的因素,研究结果有利于前轴辊锻模具结构及工艺的优化,而且可有效提高辊锻模具的使用寿命。     

基于响应面法的汽车发电机磁极锻造成形工艺多目标优化

针对汽车发电机磁极锻造成形过程中出现的填充不满、成形载荷过大、局部应力过大等缺陷,采用Deform软件对磁极锻造成形过程进行数值模拟分析。以降低未填充率、成形载荷和局部应力最大值为优化目标,以坯料直径、锻件温度、挤压速度和摩擦条件为优化变量,通过4因素5水平的中心复合试验,采用响应面法进行建模分析,最终得到3个优化目标的二阶响应面模型;对所建立的模型进行方差分析,通过模拟试验验证了该模型的准确性和可靠性。实际生产表明:采用优化工艺参数组合可以得到成形缺陷较小的磁极锻件,锻件成形精度可以达到±0.5 mm;成形载荷和局部应力最大值得到降低;提高了模具寿命及生产效率。     

增压柴油发动机排气门盘部断裂分析

利用金相及扫描电镜对增压柴油机排气门盘部断裂原因进行了分析。分析结果表明，21－4N网不适合做高热负荷发动机排气门材料；排气门的锻造流线必须符合气门外形轮廓，不得存在截断和大角度弯曲等缺陷。     

M35锻制圆钢生产工艺及组织研究

研究了M35锻制圆钢的生产工艺及显微组织,通过采取多电极焊接后电渣重熔以及锻锤锻打成型,可以生产出高质量的M35圆钢,通过对成品圆钢的边缘、半径1/2处及中心部位检验纵向共晶碳化物不均匀度及晶粒度,说明该生产工艺对M35锻制圆钢显微组织有明显改善准够满足客户对高速钢刀具提高切削速度和加工质量、延长刀具寿命的要求。     

铝卡箍模锻优化方案

分析了396系列大功率高速柴油机2项铝卡箍新产品模锻件的锻造工艺性,提出了2项铝卡箍模锻件开发的总体优化方案,制定了2项铝卡箍锻件模锻工艺和锻模设计的具体实施优化方案,达到了2项铝卡箍新产品锻件开发优质、高效和低耗的效果。     

正交分析冷挤压成形性能的影响因素及背压工艺的应用

以体积成形有限元分析为基础，应用正交实验法针对泵体成形过程分析凸模和凹模的摩擦、模具的几何圆角、挤压速度对工件充满度和挤压成形过程中的最大载荷的影响，优化这些因素使得工件成形质量最优，压机载荷最小。将背压工艺应用于泵体成形过程，使得材料在成形过程中三相受压，从而获得优于未加背压时的型腔充满度和最大载荷。