钛合金复杂件等温锻造研究

针对TC4钛合金非对称变截面复杂件在加工过程中锻造温度范围窄、充型能力差、容易产生皱褶等问题,研究了TC4钛合金等温锻造的工艺过程,并采用DEFORM 3D有限元软件进行了数值模拟。结果表明:采用等温锻造工艺,成功的锻造出了某钛合金复杂件,且该锻件轮廓清晰,表面光洁,尺寸精度高;该锻件金属流线分布合理,组织性能超过了常规锻件;该锻件材料用量相对普通锻件材料用量可减少60%。通过软件模拟,了解锻件成形的应力应变及行程载荷等情况。     

工艺条件对径向锻造中圆坯端部的影响

针对径向锻造使圆坯锻件的端部受到拉缩而产生的内凹现象,利用有限元分析软件,对圆坯径向锻造的成形过程进行数值模拟,对引起端面内凹现象的主要因素进行定量分析,以便改进成形锻造的工艺条件,提高金属利用率及锻件心部的锻造质量。     

17Cr2Ni2MoVNb钢直齿轮精密锻造成形技术研究

研究了不同锻造比及正火温度对17Cr2Ni2MoVNb钢材料的力学性能、晶粒度及带状组织的影响,获得锻造比越大(变形量大),正火温度越高,带状组织及晶粒度越优;同时随着锻造比增加,屈强比有一定的下降趋势,这对于直齿轮精锻成形原材料尺寸的选择具有重要意义。通过分析不同锻造工艺对直齿轮精密成形的优缺点,开展直齿轮锻件及模具设计,以及直齿轮闭式锻造工艺仿真分析,完成了闭式锻造成形模具加工,并实现了直齿轮锻件的制造。结果显示,采用闭式锻造工艺可实现企业所用模数直齿轮的小批量生产制造,零件的锻造流线完整,符合锻造成形过程状态。     

关于轴类锻件拔长过程中组织均匀性控制的研究

汽轮机低压转子的终锻成型通常使用上平下V砧进行拔长,锻件变形很不均匀且晶粒分布均匀性较差,为后续热处理增加了难度。通过拔长缩比试验结合DEFORM-3D数值模拟,以30Cr2Ni4MoV低压转子钢为研究对象,将控制轴类锻件组织不均匀性作为目标,对不同拔长工艺进行对比,探究变形量和变形温度对锻件微观组织均匀性的影响。数值模拟与物理模拟结果表明,变形量和温度对锻件内部晶粒度影响较大,通过增加变形量,提高锻造温度,能够较为有效地控制锻件组织均匀性;当锻造温度为1 250℃,锻比为1.2~1.3时,锻件组织均匀性最佳。研究结果可为汽轮机转子终锻成形工艺的制定提供参考。     

圆盘锻件纯形状锻造模具优化设计

在讨论圆盘锻件模具设计现状的基础上,提出了一种金属成形过程的有限元灵敏度分析方法和以此为基础的模具形状优化设计方法。对圆盘件锻造过程进行了灵敏度分析和模具形状优化设计。结果表明,采用优化设计的预锻模具,可得到侧面无鼓形的纯形状圆盘锻件,并且预锻模具形状光滑、简单、便于加工和锻造生产。为圆盘锻件的纯形状锻造模具设计提供了一种定量分析方法。     

大型曲臂锻件模锻成形工艺模拟研究

针对大型曲臂锻件的结构特点和性能要求,提出采用了预锻-终锻两步成形方法模锻成形大型曲臂锻件。采用DEFORM-3D有限元软件对此工艺方法的成形过程进行模拟,并对应力、应变、温度场的分布特点和时间-载荷曲线进行分析。结果表明,采用此方法能够在8万吨水压机上饱满成形大型曲臂锻件,得到金属流动合理、锻造流线完整的锻件。     

带管嘴异型圆板锻件成形工艺

某产品由于其锻件外形结构比较特殊,整体呈圆板形,在一侧带有一个入口管嘴,一个出口管嘴和两个人孔,且尺寸、位置各异,属于不对称结构件。而采购方要求该锻件的流线应尽可能保留,即全纤维锻造,这为该锻件的成形带来了极大的困难。经过综合考虑后决定采用胎膜锻成形该锻件。为此,应用Deform-3D软件对该异型圆板锻件的成形过程进行模拟分析,通过改进锻造方式,合理布置平砧的压下顺序,最终解决了锻件缺肉的问题。     

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.     

大型座舱骨架整体成形有限元模拟及实验研究

为研究飞机大型座舱骨架的整体成形,在DEFORM一3D软件中对该铝合金锻件的整体锻造过程进行了有限元模拟,并优化了模具结构及坯料。在模拟结果的基础上生产了坯料和模具,并在万吨水压机上对坯料进行了整体锻造,实际生产的锻件质量良好。研究表明,模拟结果与实际生产基本一致,通过大型座舱骨架整体成形的有限元模拟实现了模具结构和坯料的优化,减少了试模次数,提高了锻件的质量。     

基于有限元逆向模拟技术的预成形模具设计

介绍了基于刚一粘塑性有限元方法的正向和逆向模拟技术,并将该技术应用于链轨节锻件的复杂锻造工艺的预成形设计,实现了从理想形状的终锻件设计预成形件和预成形模具的目标。所设计的预成形件和预成形模具降低了终锻模具的磨损,提高了材料的利用率,保障了预成形件在后续模具中的定位稳定性,井应用于生产实际,取得了较好的经济效益。     

T形锻件辗扩工艺的改进

本文介绍了铁路客车轴承锻件内圈在1t空气锤及D51—350扩孔机生产线上加工的新工艺方法,分析了该类锻件辗扩成形的特点,及锻件缺陷形成的原因。从锻坯设计、模具结构设计及辗扩工艺操作等方面阐述了提高铁路客车轴承锻件质量的措施。 铁路客车轴承42726QT/02及42724QT/02锻件均为T形锻件,如图1所示。原加工工艺是在20000kN平锻机上锻造毛坯,后在MTP—300扩孔     

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。     

高氮不锈钢Cronidur30轴承套圈锻造工艺设计

介绍Cronidur30不锈钢的锻造特性,通过分析其锻造特点,优化Cronidur30轴承套圈锻造工艺参数,优化后锻造工艺为锻压成形工艺+辗扩成形工艺。避免锻件孪晶和晶粒粗大现象,使锻件合格率达到90%以上。     

140转向节锤上模锻工艺

一、140转向节锻件的锻造工艺性 图1所示为140转向节锻件,经测算,复杂系数为0.176,接近S4,材料为40MnB,锻件质量为15.5kg。锻件在分模面上的投影为:长331mm,宽242mm。锻件杆部重约3.3kg,只占锻件质量的1/5左右。另外,为了得到较好的力学性能,用户规定用φ110mm的圆钢生产。这样锻造不仅要解决成形问题,而且还要通过成形使锻件获得比较好的力学性能——即解决变性问题。     

车桥桥壳锻造成形过程的数值模拟分析

针对车桥桥壳精锻成形难度大的问题,利用DEFORM-3D软件对桥壳的锻造成形过程进行模拟仿真分析。讨论了锻件坯料尺寸形状对其成形性的影响,分析了成形过程中等效应力、应变分布以及载荷行程曲线,研究了锻件形状对金属材料流动规律的影响,利用研究结果优化模具结构及工艺参数,并在实际生产中验证了工艺方案的正确性。     

锻压行业推举盛会 知名企业彰显实力

第四届中国国际金属成形展览会暨第十届中国国际锻造展览会将于2008年12月8-11日在上海国际展览中心召开。届时,将有国内外90多家一流的锻压设备、模具和材料的展商,以及国内100多家优秀自由锻件,模锻件。冷温热精锻件、精冲件、封头及汽车覆盖件等金属成形零部件生产商集中展示公司的最新成果。作为展会重要的支持媒体,为配合展会的成功举办,本刊特选了部分展商推介给读者。     

带肋板齿轮坯闭式热精锻成形工艺的数值模拟改进

针对某带肋板齿轮坯在原闭式热精锻成形工艺方案下充填不饱满的问题,借助Deform-3D软件模拟锻造成形过程中的金属流动情况,得出成形锻件在原工艺方案下不能充满的原因,在此基础上进行了工艺改进,并进行了试验验证。结果表明:原工艺因变形量过大,打击能量消耗过快,导致成形后期打击力不足,金属不能充满模具型腔;提出了增加预锻工序的改进闭式热精锻成形工艺,数值模拟结果显示改进工艺下的锻件充填饱满,未见锻造缺陷;试验结果与数值模拟结果吻合度较高。     

基于响应曲面法的大型锥形件缩口成形工艺设计及多几何参数优化

提出一种适用于大型锥形件的缩口成形方法,通过主应力法对该缩口成形时的轴向缩口力与标准直壁锥形件的缩口力进行对比,得出了最佳成形方案。并基于Deform和响应曲面法讨论了该成形模具中缩口凹模母线弦高χ、内壁直空比l/h和毛坯壁厚S₀、变壁厚尺寸λ分别对缩口件高度和缩口成形力的影响,得到了两个响应变量分别关于四个自变量的回归预测模型,优化出凹模内直空结构和毛坯的最佳几何结构参数,最后通过物理试验得到验证。结果表明：当χ=6.9 mm、l/h=0.3、S₀=29.5 mm、λ=4.8 mm时,毛坯在缩口过程中未发生失稳,实时最大缩口力为1 920 kN,测量缩口件高度为1 108 mm,与模型预测结果误差均小于10%,说明了该工艺方案中缩口凹模和毛坯结构参数的可行性,其成形工艺及模具结构形式将为大型锥形产品的缩口成形提供理论指导。     

核电反应堆主管道接管芯轴拔长的模拟研究

大型空心锻件的锻造过程主要分为镦拔、冲孔和芯轴拔长三个工序,其中芯轴拔长为主要的成形工序。以DEFORM-3D为分析软件建立芯轴拔长的数值模型,对空心锻件的芯轴拔长过程进行数值模拟分析,并分别从金属塑性变形的流动规律、内孔畸变率以及锻件内部的应力场、应变场等方面研究不同锻造工艺参数对内在影响规律。获得合理工艺参数组合,以指导实际的生产过程。     

离合器外壳闭式模锻工艺设计

以2500t电动螺旋压力机应用为背景,针对锻件离合器外壳成形时金属流动困难、打不靠、充不满等技术问题,通过在外形、拔模斜度、锻造余块、过渡圆弧和机加余量等方面进行分析,优化锻造工艺及模具设计,突破了小吨位设备精密成型大型复杂锻件的窄口,形成了独具特色的"以小搏大"的闭式精密模锻技术。掌握了锻件成形过程精确控制、可靠性模具设计等关键技术,实现了复杂锻件的精确成形,并应用于批量生产,取代了普通模锻工艺。