径向锻造718镍铬合金的数值模拟

数值模拟对轧制、锻造及挤压：等体积成形过程的研究具有重要作用,我们模拟常用材料的成形过程是为了还原材料，并且找到可能的缺陷。在近来的研究课题中，几种变形材料如镍基合金引起了我们极大的兴趣,为了采用尽可能少的成形道次得到坯料形状,必须优化成形条件,由于径向锻造机不能过载，718合金的成形性能受到，限制。就径向锻造而论,该设备的工艺参数，例如温度、锤头速度、坯料进给速度、锻件旋转角度、锤头形状及摩擦等必须精确协调。变形过程的结果随设备工艺参数而变化，本文利用DEFORM 3D COGGING（tm）模拟718合金的径向锻造。坯料经过4道次从大约280mm的原始直径锻造成最终直径224mm。由于坯料在第一道次后弯曲,使得数值模拟很复杂。弯曲的原因主要由锤头、操作机与坯料的接触情况引起。于是，一些合适的参数如单元数、网格对称性、操作机的位置及移动距离需要精确设定。此外，还需要改变锤头的运动性能。在成形过程中，需要研究成形力、温度和金属流动。     

径向精密锻造机V字锥形锤砧锻造分析及数值模拟

为改善精密锻造机锻造轴类件横向性能,设计一种新型锤砧——V字锥形锤砧,即在普通锤砧定径区两侧的主工作斜面上堆焊开口相反的两个V字锥形突起。对V字锥形下端的金属流动情况及坯料子午面与横截面上的变形进行分析,运用DEFORM软件对普通锤砧锻造与V字锥形锤砧锻造进行数值模拟,比较选定的5个横截面上典型点的应力应变,结果表明:使用V字锥形锤砧锻造,增加了金属的横向流动性,变形区的等效应变等效应力增大;减小了变形差异程度,横截面上各点的变形差异程度减小30%以上;改善了轴线心部的应力状态,中心点的轴向拉应力减小50%。生产实践表明,使用V字锥形锤砧替代普通锤砧锻造芯轴,有效提高了锻件的力学性能。     

基于DEFORM的大型封头整体锻造工艺数值模拟

大型整体封头越来越受到重视,需要开发可行的制造工艺。通过采用数值模拟的手段,设计了采用上模和下模的整体封头锻造工艺,对两种上模旋转下压的方式进行了对比,通过DEFORM-3D塑性成形软件对锻造过程进行了模拟计算,分析了终锻后锻件的等效应变分布。结果表明,通过采用上模旋转下压的方式,可以得到所需的封头,锻件尺寸符合要求。     

TC4合金叶片精锻过程的二维数值模拟

采用刚塑性有限元法对钛合金精锻叶片的锻造过程进行了二维有限元数值模拟。在数值模拟过程中 ,考虑了摩擦边界的作用和畸变网格的局部重划分。根据数值模拟结果 ,研究了不同锻造工艺参数 (变形温度、变形速率、压下量等 )对叶片锻造过程中的变形力、应力和应变变化的影响规律。     

轴承套圈毛坯的塔形锻造

介绍中、小型圆锥滚子轴承套圈毛坯的塔形锻造工艺,对其它类型轴承套圈毛坯的塔形锻造工艺也作了简单说明。附图9幅。     

连接盖锻造过程的数值模拟

采用刚塑性有限元法对连接盖的锻造过程进行了数值模拟。模拟结果表明，锻造时金属首先充填轴套部分，然后开始充填凸耳，在充填的最后将出现金属回流现象，导致折迭缺陷产生。     

径向锻造三维成形锻透性的数值模拟

根据径向锻造的原理和GFM锻造机万能锤头锻打φ480 mm圆棒料至φ250 mm的工艺参数,采用DEFORM 3D软件对锻造过程进行了数值模拟;并从坯料心部的等效应变状态来研究锻件的锻透性.结果表明:用万能锤头锻打φ480 mm至φ250 mm坯料是可以锻透的,并得到锻透性随压下量的增加而增大的定量关系;同时在相同的压下量时,锻透性随拉打速度增大而减小.     

轴承套圈锻造数值模拟

运用MSc—Marc软件对轴承套圈锻造加工进行了数值模拟分析，以金属成形理论和有限元方法基本原理为基础，建立了热力偶合刚粘塑性锻造模型。以第二代轮毂轴承外圈锻造为例进行模拟分析，对预成形模型的实验和模拟结果作了对比，提出产生过大锻造力的一个原因是最终成形阶段工件在模腔内分布不均使变形速率急剧增加，提出了预成形坯的设计优化准则，依此设计的第二代轮毂轴承外圈的优化预成形结构、锻造力比传统设计下降了一半以上。     

连接盖锻造过程的数值模拟

采用刚塑性有限元法对连接盖的锻造过程进行了数值模拟。模拟结果表明，锻造时金属首先充填轴套部分，然后开始充填凸耳，在充填的最后阶段将出现金属回流现象，导致折迭缺陷产生。根据模拟结果，成形方案中增加了一道预制坯工步，通过预制坯在凸耳处聚集足够体积的金属，保证锻造时凸耳与侧筋同步充填，避免折迭缺陷产生。     

齿轮毛坯闭式锻造问题探讨

介绍了盘齿类锻件闭式锻造时容易产生的问题。在对问题原因进行解析的同时提供了相对应的解决方法。其中大部分内容来源于实际工作当中，希望对从事锻造行业的技术人员有一定的帮助和启发。     

直齿圆柱齿轮精锻成形过程数值模拟及参数分析

采用三维有限元数值模拟方法分析了直齿圆柱齿轮的精锻成形过程，选择模拟表面单元数、加载步长、模数、齿数、齿轮高度等参数进行了多次模拟分析，根据模拟结果对比分析了以上诸参数对成形工艺的影响。确定了适宜的表面单元数目和加载步长值，较好地满足了模拟的需要。从数值模拟结果分析可知，在齿轮其他参数不变的情况下，锻造载荷随模数和齿数的增加而增加，模数的变化对载荷的影响显著；在对高度不同的齿轮成形过程的模拟分析中发现，在成形的初始阶段，高度越小载荷越大，在填充终了阶段，随高度增加载荷稍有增加。     

直齿圆锥齿轮冷闭塞锻造数值模拟分析

轿车上的直齿圆锥齿轮尺寸精度与产品质量要求很高，难以采用常规的塑性加工技术成形。冷闭塞锻造技术是近年发展起来的精密成形技术。以捷达轿车差速器行星齿轮为例，对冷闭塞锻造成形过程进行了数值模拟，分析了成形过程中的金属流动充填规律以及力学量场分布情况，对数值模拟中的一些关键技术问题进行处理，并进行冷闭塞锻造工艺实验研究。结果表明数值模拟分析准确，冷闭塞锻造工艺与模具设计合理，液压模架工作稳定可靠。     

带缺口筒形件毛坯展开的数值模拟分析

以一个带铂格矩形缺口的圆筒形拉深件为对象,分析了其成形规律和毛坯展开件形状和尺寸的特点,并用有限元分析软件DYNAFORM-PC对其成形过程进行了数值分析。模拟过程更直观地再现了该零件的冲压成形过程。模拟结果与试模样件基本一致,表明用数值模拟的方法确定大型、复杂冲件的毛坯较试模方法确定毛坯有着明显的优越性。     

毛坯外形对盒形件拉深成形的影响

盒形件是典型非轴对称件，其拉深成形是一种包含几何非线性、材料非线性，接触非线性的强非线性问题的复杂力学过程，影响因素很多，规律难以定量表达，用ANSYS有限元软件，模拟了在同一套模具和成形条件下，不同毛坯外形的盒形件成形过程，找出了毛坯外形对盒形拉深件应力应变影响规律，并用实验验证了模拟结果的可靠性。     

双联齿轮精锻成形工艺及数值模拟分析

针对双联齿轮的结构特点,提出了两种双联齿轮成形工艺,设计了坯料的合理形状,建立了三维有限元分析模型。通过工艺分析和不同工艺条件下的材料流动过程三维有限元动态仿真,研究了变形全过程的材料塑性变形行为、流动规律、几何尺寸变化以及成形件几何质量和缺陷等。对比有限元模拟结果发现:闭式模锻工艺齿形填充较差,产生折叠缺陷或充不满现象;挤压成形工艺齿形填充良好,是双联齿轮精锻成形的优选方案。研究结果为双联齿轮成形工艺实用化研究提供了理论指导或技术支持。     

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.