汽车桥壳胀-压成形工艺压制过程的数值模拟

根据汽车桥壳胀-压复合成形工艺压制过程的基本步骤,通过ABAQUS有限元模拟软件对汽车桥壳压制过程进行数值模拟。研究了汽车桥壳压制过程中模具运动方式以及预制坯内部压强大小对桥壳成形件质量的影响,确定了最佳的桥壳压制模具运动方式以及预制坯内部压强的大小,并进一步分析了理想桥壳成形件壁厚分布情况。模拟结果表明:汽车桥壳胀-压复合成形工艺压制过程中,当压制模具同时运动且预制坯内部压强为30 MPa时桥壳成形件的成形质量最佳。在最佳成形条件下,桥壳成形件中间壁厚最薄,最薄壁厚为3.2 mm且大于初始设计最薄厚度,桥壳的轮廓清晰、过渡圆角大小合适且没有破裂或飞边失效,满足汽车桥壳的设计要求与使用要求。     

大型铝合金壳体锻造成形过程的数值模拟和实验研究

针对某大型铝合金壳体锻件的形状特点,结合实际制造能力,提出一套成形工艺方案。利用有限元数值模拟软件DEFORM-3D,分析了预压坯件形状对终成形效果的影响,研究了摩擦因数、锻造速度、始锻温度对终成形最大载荷的影响规律,解析了该大型铝合金壳体成形过程的4个阶段。通过数值分析和实践经验得出了合理的坯件形状、模具形式及成形工艺参数,消除了成形中可能出现的缺陷,并将成形力控制在250MN以内,研究内容最终得到了实验验证。     

阶梯筒形缸头锻件模锻数值模拟与试验研究

针对某阶梯筒形的缸头锻件的形状特点,提出一种应用圆环坯料模锻成形该锻件的工艺方案。通过数值模拟分析得出金属坯料模锻成形的流动过程和变形规律。根据坯料的尺寸参数对成形锻件质量的影响规律,优化坯料尺寸;根据坯料加热温度对模锻成形过程的影响,确定最佳工艺参数。经过试制件验证工艺可靠性。     

预成形管坯压制成形汽车桥壳的变形分析

介绍了小型汽车桥壳样件胀压成形的工艺,针对两端经过缩径、中部经过液压胀形得到的轴对称状预成形管坯,其内部充液后用模具压制成形桥壳样件的过程,定性分析了横截面、纵截面的变形,揭示了变形机理以及壁厚的变化规律,探讨了桥包部分横截面大小对其成形性的影响。通过有限元模拟和工艺试验,进一步考察了管坯压制成形工艺的成形性,并定量分析了壁厚的分布情况。研究结果表明：轴对称状的预成形管坯压制成形异型截面的汽车桥壳样件时,样件成形性好,壁厚分布较好,成形过程中所需液体压力低。     

附加前盖对汽车桥壳胀-压成形性的影响

根据胀-压成形汽车桥壳新工艺,初始无缝钢管经缩径、液压胀形及压制成形后得到带有后油盖及附加前盖的桥壳样件,切除前盖后获得桥壳产品,附加前盖的大小不仅影响材料的利用率,对管坯的压制成形性也有重要影响。针对某小型汽车桥壳,设计了三种不同尺寸、形状的附加前盖,利用有限元分析软件ANSYS模拟了不同附加前盖时桥壳样件的缩径、胀形及压制成形全过程,对比分析了桥包部分的成形性及端部翘曲量,确定了附加前盖的合理尺寸范围。在普通液压机上成功试制出桥壳样件,实际测量了其外形参数,并与模拟值进行了比较,证明了设计方法的可行性。     

具有双螺旋齿面的直锥齿轮冷摆辗成形过程的数值模拟与试验研究

为了获得高质量、高精度的直锥齿轮精密锻件,对具有双螺旋面齿形的直锥齿轮冷摆辗成形工艺进行了Deform-3D数值模拟分析和工艺试验研究。首先借助于Deform-3D有限元模拟分析软件对直锥齿轮冷摆辗成形过程进行数值模拟,分析其齿形的充填规律,获得在冷摆辗成形过程中齿轮内部的应力、应变分布规律;并在此基础上,制定了合理的冷摆辗成形工艺过程,确定了合适的坯料形状尺寸以及成形工艺参数。工艺试验结果表明,采用该冷摆辗成形工艺得到了齿面表面质量高、齿形精度高、加工余量小、无裂纹和折叠、充填饱满的高质量双螺旋齿面直锥齿轮锻件。     

控制锻件变形均匀性和变形力的锻造预成形多目标优化设计

以影响锻件质量的重要因素--锻造预成形模具形状为研究对象,对锻造过程展开同时包括锻件变形力和变形均匀性两个方面的优化设计的研究.研究目标是使锻件变形最均匀的同时变形力最小,即获得变形均匀性和变形力综合性能最好的终锻件.基于有限元数值模拟方法,采用有限元灵敏度分析方法,首次对同时控制锻件变形均匀性和变形力的锻造过程预成形进行多目标优化设计研究.给出总目标函数和各子目标函数的表达形式,并详细推导各目标函数相对于优化设计变量的灵敏度.利用自行开发的程序,对断面为H形的轴对称锻件进行预成形多目标优化设计,给出优化过程中总目标函数及各子目标函数、预成形模具形状、预成形件形状及终锻件等效应变和y向应力的分布变化情况.结果表明,通过对预成形模具形状进行优化设计,总目标函数、变形均匀性子目标函数和变形力子目标函数分别下降了13%,33%和6%左右,达到了同时对锻件变形均匀性和变形力进行优化的目的.     

前滑块锻造工艺分析及数值模拟

分析了前滑块锻件工艺方案及关键技术特点,制定了前滑块预锻、终锻成形工艺方案,采用DEFORM-3D软件对成形过程进行了数值模拟.通过比较分析最终确定了前滑块预锻、终锻的最优方案.模拟结果显示,只有合理地选择坯料形状、制定工步,才能顺利地成形锻件.     

基于FEM的车桥本体内高压成形工艺研究

对汽车桥壳本体内高压成形工艺进行有限元模拟研究，基于弹塑性有限元法建立了数学模型并进行了动力显式有限元分析求解，对成形工艺进行分析，研究了内压和轴向进给等主要工艺参数对形成量的影响。     

桥壳内高压成形工艺参数优化及试验研究

针对桥壳内高压成形过程的工艺参数优化进行了研究.根据桥壳零件结构的特点,确定了桥壳内高压成形的工艺过程;运用人工神经网络建模确定了工艺参数之间的关系,采用正交试验的方法分析了各项工艺参数对成形结果影响力的大小,并得到了最优工艺参数组合,即轴向位移进给量17 mm,进给时间0.1 s,液压加载峰值35.5 MPa,加载时间0.25 s.将优化后的工艺参数代入有限元模拟软件Dynaform得到数值解,验证了工艺参数优化结果的正确性,同时进行了内高压成形试验,零件轴向内高压成形的厚度值的仿真结果和试验结果误差为3.1％,径向结果误差为1.3％.试验结果与仿真结果吻合程度在合理范围内.     

圆柱斜齿轮浮动凹模冷挤压成形仿真与实验研究

采用浮动凹模冷挤压成形工艺,对螺旋角不同的同一型号圆柱斜齿轮进行了数值模拟与实验研究。分析了成形过程中金属的流动特点、成形载荷,并与传统工艺进行了比较。通过不同螺旋角斜齿轮的对比,探索了影响脱模后锻件精度的因素。结果表明:对圆柱斜齿轮采用浮动凹模冷挤压成形可有效降低成形载荷,且在脱模过程中齿轮锻件沿着齿形螺旋方向做刚性旋转运动,脱模后锻件可保持较高精度。研究成果为圆柱斜齿轮精锻成形工艺的深入研究提供了参考。     

基于变形均匀性的锻造预成形优化系统集成

预成形优化设计在锻造工艺设计中得到了广泛的应用,锻件的变形均匀性是衡量锻件质量的一个重要指标,提高锻件的变形均匀性以提高锻件的综合质量。本文以提高锻件变形均匀性为优化设计目标,采用基于灵敏度分析的正向模拟优化法对锻造过程的预成形模具形状优化系统集成进行了研究,给出了目标函数、设计变量及其灵敏度的表达形式,解决了优化模拟过程中的网格再划分问题,给出了优化系统的流程图并编制了相应的程序,最后,给出了一个优化设计的数值算例,取得了较好的优化效果。     

带法兰阶梯轴冷镦挤复合成形工艺研究

针对带法兰盘阶梯轴的结构特点,提出了镦挤复合成形工艺方案,并分别研究了在冷镦挤条件下,不同直径坯料对成形过程的影响.采用有限元模拟软件对带法兰盘阶梯轴的成形过程进行了数值模拟,比较分析了不同坯料尺寸对变形过程中金属流动、应变以及载荷曲线等的影响.试验结果表明,采用冷镦挤复合成形工艺成形带法兰盘阶梯轴,可以获得高质量和高精度的锻件,实现近净成形.     

大尺寸复杂形状汽车桥壳管件胀压成形机理分析及内外压施加准则的确定

胀压成形是制造大尺寸复杂形状汽车桥壳管件的新工艺,成形性好、所需内压低,但成形机理尚不明晰,尚未有明确的内外压确定方法。简介胀压成形工艺,分析了预成形管坯充液压制过程,揭示出横截面小圆角及大圆弧区的成形机理,推导出应力大小与内压、外压的表达式;提出内压、外压的施加准则,给出初始内压的计算公式及压制方式的数学表达式。针对某轴荷10 t桥壳管件的胀压成形过程进行了有限元模拟,结果表明横截面小圆角、大圆弧区的应力状态及其变化趋势同理论分析一致,揭示了小圆角两侧剪切应力的变化规律,得到了最佳内压系数nf、压制系数ks。进行了桥壳管件胀压成形工程试验,实测模具压制力及样件典型横截面的小圆角尺寸、大圆弧区壁厚,相同条件下的有限元模拟与试验结果吻合,最大偏差为6.81%。     

重型车半轴套管镦挤过程中凸模磨损问题的分析

对重型车半轴套管镦挤成形过程中凸模磨损进行了研究。利用DEFORM-3D软件对重型车半轴套管镦挤成形过程进行了数值模拟,分析了不同模具初始硬度和坯料的预热温度对凸模磨损深度的影响。得到了不同硬度与预热温度对模具磨损情况的影响规律。不仅优化了工艺参数,也使锻件缺陷不同程度地减小,为半轴套管的模具设计以及挤压生产提供了指导。     

齿轮模锻件模具设计及优化

通过对齿轮形状及尺寸的分析,完成齿轮锻件图的设计及初始坯料的选择,确定模腔的形状及尺寸,并以此为基础对齿轮模锻件进行仿真模拟。通过观察模拟中各节点处材料的流动情况,分析出影响成形质量的关键因素并进行调整,通过反复模拟得到最优成形方案。在此基础上,设计出齿轮模具,经过试验,得到尺寸和形状均满足要求的齿轮锻件。经过解剖检测,模锻件的性能要优于自由锻件件。     

凸缘叉锻造工艺技术攻关

凸缘叉锻件是公司目前生产相对较复杂的锻件之一，该锻件两侧耳部属于高筋壁薄形状，成形时金属很难充满．并且该锻件底部的球状壁厚最薄处只有6mm，大部分为非加工面。经分析研究，确定采用立式锻造工艺．并采取了将锻件分模面抬高等措施。实践证明，该工艺方案可行。     

卡车驱动桥壳体机械扩胀成形工艺分析及实验研究

提出一种适用于中型卡车驱动桥壳体制造的施加轴向辅助推力的机械扩胀成形工艺。推导了低于金属再结晶温度条件下方管坯极限扩胀成形系数的解析式,并对成形过程中各力参量的匹配对极限扩胀成形系数的影响规律进行了分析,给出了径向胀形时轴向辅助载荷的取值范围。根据所得出的理论,以某5t卡车驱动桥壳为研究对象,基于有限元软件DEFORM-3D对成形过程的关键工序进行了数值模拟,获得了金属流动状态、应力应变分布及壁厚的变化规律,并对桥壳在扩胀过程中出现缺陷的形式和部位进行了预测。在挤压设备上进行了相关的物理试验,结果表明轴向辅助载荷对于防止胀形过程中发生拉裂的必要性。实测了试验中合格样件的外形和壁厚分布,试验结果与有限元模拟结果吻合,从理论和实践上验证了机械扩胀成形工艺应用于制造中型卡车驱动桥壳的可行性。     

不同初始结构环壳液压成形理论分析与数值模拟

针对用环壳液压胀形工艺制作弯头过程中存在的失稳起皱问题,从理论上分析了环壳的初始形状对其成形的影响,并用动态有限元分析软件DYNAFORM对其成形进行了数值模拟,模拟结果与实验结果基本一致,同时对起皱原因进行了分析,研究结果表明,通过选择合适的胀前壳体结构,可以有效地改善胀形过程中壳体存在的失稳起皱问题。     

单榫头叶片锻造过程成形缺陷分析

折叠和模腔充不满是锻造过程中常见的成形缺陷 ,利用自行开发的叶片锻造过程三维刚粘塑性有限元模拟分析软件 ,通过对叶片锻造过程不同截面金属流动规律的三维有限元模拟分析 ,可以预测叶片锻造过程成形缺陷折叠和充不满的形成。通过改变毛坯尺寸和成形工艺参数 ,可以消除这些成形缺陷的产生 ,并获得合格叶片锻件。该研究对其它种类叶片锻造过程中成形缺陷的分析具有一定的指导意义