2024铝合金件精密等温锻造工艺研究

用H13热作模具钢制作了等温锻造模具,并采用等温锻造工艺对大型2024铝合金锻件挤压成形。先将铝合金板材预锻成预制坯,然后用20 MN液压机进行等温锻造。等温锻造工艺中,模具温度为(450±10)℃,2024铝合金预制坯温度为(465±10)℃,成形时最大挤压力为11000 kN。等温锻造试验表明,等温锻造模具采用渗氧氮化热处理工艺后,可以提高模具的抗黏附性。在试制过程中,对等温锻造模具侧板圆角半径进行优化,比较R5,R10和R15 mm这3种圆角半径,测试后发现圆角半径为R15 mm的模具侧板可以更好地改善金属流动性,并减缓锻件与模具的粘结。此外,比较了两种等温锻造工艺,结果表明,通过预锻或第1道次终锻出现筋条大圆角,可以保证终锻后筋条充满。     

铝合金轮毂终锻工艺数值模拟分析

本文首先通过SolidWorks软件建立了铝合金轮毂终锻锻坯及模具,然后基于Forge软件对铝合金轮毂终锻成形过程中锻造成形速度、锻造温度及模具与锻坯间的摩擦系数进行了数值模拟分析,通过终锻成形过程中压机的载荷历程、锻坯内部的应力分布、温度场、金属流动及成形效果比较,得出铝合金轮毂终锻时的成形速速、锻造温度及润滑条件数值的选取对终锻锻坯的成形效果具有很大的影响。     

基于类等势场的粉末高温合金盘件等温锻造预成形设计

以体积成形工艺为例提出了一种新的预成形设计方法。通过静电场模拟选取适当的等势线作为预锻模型腔的基本形状，将选取的预成形形状通过频谱分析进行光顺处理，可以确定出六组预锻模型腔最终轮廓形状。利用有限元软件对粉末高温合金盘件两工步（预锻＋终锻）等温锻造过程进行模拟，进一步分析了相关场变量的分布，优选出预锻模型腔形状。分析表明，基于类等势场法的预成形设计和基于频谱分析的曲线曲面光顺处理方法适合体积成形工艺的预制坯设计。     

基于CAE的汽车铝合金控制臂锻造成形工艺

以某汽车右上控制臂为研究对象,选用6082铝合金为锻造材料,分析了产品的结构特点及成形难点,确定了其成形工艺为两道次辊锻、两工位弯曲、预锻和终锻。根据锻模设计理论,采用Solidworks软件设计各道次模具,并通过Deform软件对6082铝合金控制臂成形过程进行模拟,从温度分布、等效应力应变以及金属流动等角度分析了各工序的成形情况。针对成形方案中变形程度最大的预锻工序,采用控制单一变量的方法,分析了坯料始锻温度及摩擦因数对预锻成形的影响。结果表明：预锻时,随着始锻温度的增加,平均等效应力减小,始锻温度在450～490℃时更合理;改善润滑,减小摩擦因数使得模具载荷降低,锻件的最大等效应变减小,有利于成形且提升模具寿命。最后,基于模拟结果结合实际生产进行了试验,得到了与模拟结果相吻合的成形锻件。     

基于Deform 3D的长杆类汽车转向节锻模设计及锻造工艺生产验证

针对SG转向节形状复杂、锻件截面变化较大的结构特点和实际锻造生产中出现的塌角、缺料、折叠等锻造缺陷,通过Deform 3D有限元软件建立SG转向节的有限元模型,构建弯曲模具、预锻模具和终锻模具,并分析预锻件和终锻件的金属流动过程.对SG转向节的弯曲、预锻和终锻3道工序进行现场生产试验,验证了模具设计、工艺方案的正确性和...     

基于数值模拟的7075铝合金转向节成形工艺优化

应用三维有限元模拟软件Deform对7075铝合金转向节成形过程进行了数值仿真与工艺分析。通过模拟研究,确定该转向节的成形方案为:二道次辊锻制坯加一步终锻成形。在辊锻制坯时,将原始圆坯优化为方坯显著地提高该过程的稳定性,进而改善了辊锻制坯件的质量。针对转向节较难成形部位,将辊锻以及终锻模膛结构作适当修改。改进后,所得终锻件各部位充填饱满、飞边分布均匀并且无明显折迭缺陷。实际生产表明,采用优化后的工艺成形的铝合金转向节质量良好,符合产品的使用要求。     

铝合金控制臂多向挤压制坯及模锻成形工艺

提出了采用多向挤压工艺为复杂枝权类控制臂锻件成形锻造预制坯。选取典型的复杂铝合金控制臂锻件,通过有限元模拟分析,研究了多向挤压成形过程中毛坯温度、材料流动速度、流线及挤压成形力和模锻成形过程中的温度分布及模具充填情况。模拟结果表明:当坯料成形温度为540℃、模具加热保温至200℃时,挤压后两枝权温度为520℃,枝权头部温度约为480℃,无须进行二次加热。模锻成形材料变形均匀,模具充填效果好,飞边较小,表明挤压制坯与锻造型腔较好匹配。最后,通过多向液压机对模拟进行了验证,结果表明,多向挤压制坯成形工艺可以获得高质量的控制臂锻件预制坯,该工艺具有可行性。     

铝合金控制臂锻造工艺参数优化与缺陷分析

为了满足乘用车轻量化的要求,对现有的某铝合金控制臂成形工艺参数和预锻模具进行优化。利用单一变量法并结合有限元分析软件,对预锻工序的锻造温度和模具温度进行分析,确定其对控制臂成形效果的影响规律。计算结果表明,始锻温度采用420～450℃、模具温度采用280～300℃。其次,针对锻造实验中出现的筋部折叠缺陷,采取加大预锻模具中弯臂和中心孔处筋条底部的过渡圆角的方法进行消除。最后,通过实验验证了锻造参数的合理性与模具修改方案的可行性,避免了在实际生产中出现质量缺陷。     

一种近终形制备铝合金控制臂的新工艺

根据汽车用6082铝合金控制臂锻造坯料性能的要求,提出一种近终形制备铝合金控制臂的新工艺。将铝合金熔体采用半连续铸造的方式制备出外形与终锻坯形状接近的近终形6082铝合金锭坯,经切片后直接锻造成形。锻造坯料经530℃4 h固溶和175℃10 h时效处理后,锻坯筋部位置的屈服强度达到340 N/mm2,伸长率高达12.7%,满足了汽车控制臂对6082铝合金锻坯的性能要求。与传统控制臂制备工艺相比,新工艺流程短,节能降耗效果显著。     

局部加载冷锻成形圆柱直齿轮仿真

圆柱直齿轮冷锻成形载荷大,模具寿命低。提出整体预锻齿坯与局部加载终锻齿形两步冷锻成形圆柱直齿轮的工艺。用三维造型软件Unigraphics NX建立了圆柱直齿轮锻件及模具模型之后,通过有限元仿真软件Deform3D数值仿真圆柱直齿轮冷锻过程。仿真结果表明,该工艺在保证齿形充填完整的同时,可以显著地降低成形载荷。     

基于响应曲面法的预成形模具优化设计

采用响应曲面法对预成形模具形状进行了优化设计,以终锻件能够完全充满型腔且飞边最小为优化目标,建立了数学建模。以工字型锻件为例,设计出了直线、圆弧和曲线3种预锻模形状,提取了直线的角度、圆弧的半径、四次曲线的拐点位置为设计变量。以Deform 2D为有限元模拟软件,对每种预锻模形状进行锻造过程模拟,根据模拟出的实验数据求得目标函数值。用曲线拟合软件1st Opt对形状设计变量和目标函数值之间的相互关系进行曲线拟合,得到相应的曲线方程,并对曲线方程求最优解,从而获得最佳角度为41°,最佳半径为109.1 mm,最佳拐点位置为0.3。通过对3种最优预锻模形状的比较,得出四次曲线型预锻模为最佳预锻模形状。     

镁合金AZ31B直齿锥齿轮热锻成形研究

根据镁合金AZ31B的高温流动应力曲线,建立了包含应变的三维加工图,反映了温度、应变和应变速率对功率耗散系数和流变失稳区的影响,确定了合适的热变形范围,即温度为250-325℃、应变速率为0．1～1s^-1。在此基础上,研究了镁合金直齿锥齿轮的锻造成形,制定了无齿形预锻和终锻两步等温锻造工艺,在MSC．Marc平台上进行了锻造过程的模拟,基于模拟结果,完成了镁合金直齿锥齿轮的锻造成形实验。     

基于晶体缺陷机理的6061铝合金镦粗成形工艺分析

基于晶体缺陷机理,并利用计算机有限元仿真软件进行6061铝合金冷、热镦粗成形模拟对比试验。在工具运动速度及材料平均变形速度均保持不变的条件下,将6061铝合金分别置于室温20℃与加热温度350℃状态下进行自由镦粗成形,热变形时锻件高径尺寸满足要求而冷变形时尺寸达不到规格。试验结果分析表明了晶体缺陷机理对铝合金塑性变形的多方面影响,并肯定了热镦粗工艺比冷镦粗工艺更适用于铝合金模锻前制坯的方法,因为热成形有利于减少金属内部的晶体缺陷运动阻碍。     

非对称式四拐曲轴辊锻制坯模结构优化

某四拐曲轴在辊锻制坯工艺过程中,坯料的端部和腰杆部位过渡处出现"耳朵"缺陷。运用有限元仿真软件Deform对辊锻制坯过程进行仿真分析,研究"耳朵"缺陷产生的机理,据此提出优化改进方案。最终确定第一、二两道次腰杆部位所对应与模具型槽间的距离以及模口处过渡圆角,从而保证获得合格锻件。     

CAD/CAE技术在曲轴锻件制造过程中的应用

以曲轴锻件的成形工艺为例,介绍了CAD/CAE建模的方法和特点,以及Defom软件在锻造仿真分析及工艺优化设计中的应用。     

Hot forging process design and parameters determination of magnesium alloy AZ31B spur bevel gear

Magnesium alloys have relatively low workability at room temperatures due to hexagonal crystal structure. In general, the forging process of magnesium alloys is considered to be very difficult because of the poor flowability and the sensitivity to the temperature and strain rate. Taken spur bevel gear as an example, the hot forging process of the complicated shape parts of magnesium alloy AZ31B was investigated by means of finite element (FE) simulations combined with experiments. After the two-stage hot forming process (preforming operation without gear shape and finish forging operation) was determined, the influence of various shapes of preform dies on the hot forging process was discussed by the commercial finite element analysis software Marc, and the optimum preform die shape was obtained. According to the numerical simulation results, the hot forging experiments of magnesium alloy AZ31B spur bevel gear were successfully conducted. By comparison between experimental load–stroke curves and the calculated ones, it shows that the calculated results are consistent with the experimental ones.     

挤压速度对铝型材分流模寿命影响的模拟分析

挤压速度是影响铝型材分流模寿命的主要因素之一。不同挤压速度下,模具所受温度和压力不同,对模具寿命产生直接影响。以矩形管铝型材挤压为例,利用Deform有限元分析软件对挤压过程进行数值模拟,得到不同挤压速度下分流模温度和压力变化情况。结果表明:随挤压速度的增大,分流模各工作部位温度逐渐升高,而所承受压力则先降低后升高。探讨了温度和压力的改变对模具寿命的影响机制,指出挤压速度对模具寿命的影响表现为加速模具各工作部分的塑性变形、磨损和应力集中部位失效,以及加剧挤压模的冷热疲劳现象。     

火车车轮全模锻数值模拟

铁路运输朝着高速重载发展,铁道车辆对车轮的要求越来越高,车轮加工新工艺被不断提出。全模锻工艺制造的车轮,其金属力学性能、几何尺寸的精确度均优于其它工艺。本文通过有限元分析软件De-form3D对车轮全模锻加工工艺进行数值仿真模拟,该仿真结果对车轮全模锻加工提供了理论依据。     

采用Deform 3D对2A12铝合金锻造变形的模拟研究

锻模模膛的充填能力是锻模设计的关键,它直接影响锻件的质量及锻模的质量与寿命.本文针对锻模模膛充填困难的特点,以2A12铝合金为研究对象,以棒料模锻后的充填高度为控制目标,采用有限元数值模拟试验,模拟了模锻过程,分析坯料的变形行为,讨论了变形过程中坯料的温度变化情况、整体应力的分布和变化情况.