一种法兰锻件的工艺优化

介绍了一种法兰锻件的工艺优化方案。通过约束剪切下料,采用程控能量的电动螺旋压力机,配2个锻造机器人,设计闭式模具精密锻造成形,运用Deform软件模拟验证,锻后采用余热淬火工艺调质,简化了工艺流程,稳定了过程质量,降低成本,取得较好的经济效益。     

变速箱长柄法兰轴工艺分析及模具关键结构设计

目的 根据长柄法兰轴的结构特点,制定一套产品的成形工艺方案并投入到生产中。方法 法兰轴是双离合器变速器输出端与差速器连接的重要零件,其形状复杂,成形难度较大,根据产品的特点,制定温锻–冷锻联合成形的工艺方案。针对温锻工序中锻件内腔难以充满的问题,利用DEFORM对工艺中的关键步骤进行模拟仿真,并根据模拟结果对模具进行补偿设计,使锻件内腔底部与模具之间的间隙降至0.3 mm以下。考虑到金属的剧烈流动会加重模具的磨损,设计一套模具润滑系统,以提高模具的使用寿命。而锻造过程中模腔内形成密闭空间,压缩的空气会阻碍金属充填型腔,因此,在凹模与凸模上设计出一套模具排气系统,以避免塌角缺陷的产生。结果 实现了长柄法兰轴工件的工业化生产,生产效率可达每分钟12.5只。结论 根据数值模拟的结果对模腔面进行优化,设计了一套模具的润滑结构与排气结构,避免了锻造缺陷的产生,为双离合器变速箱长柄法兰轴产品的温冷锻工艺生产提供了经验依据。     

柴油机喷射系统泵体精密挤压工艺

目的为了提高燃油喷射系统泵体的综合性能和制造效率,采用精密挤压来实现变量泵泵体的高效绿色制造。方法通过工艺设计,初步确定了锻件形状、分模形式和模具结构,采用有限元法对泵体精密挤压工艺进行仿真分析,研究了挤压成形时金属在型腔的流动规律,模具结构对挤压时的影响,以及锻件边角的充型情况。结果通过模拟仿真,对设计的挤压工艺进行了理论验证,坯料流动主要以充填法兰和外侧飞边的方向为主,外六角根部、法兰底部均充填完全,最终多余的金属流向模具间隙,没有出现紊流和涡流的现象。结论通过最终的工艺试制试验,验证了设计的工艺方案,精密挤压的变量泵泵体充型饱满,法兰顶部及根部六角形均充型完全,经机加工后成品尺寸稳定,满足产品的技术要求。     

Microstructure evolution during metal forming processes

Recrystallization and grain growth evolutions during metal forming processes are considered. Coupling between the thermo-mechanical and microstructure processes is realized. Die forging of a rear-axle flange is simulated numerically on the base of the finite element method. Material parameters of the models are obtained experimentally. The influence of interpass and holding times on grain size distributions in the end product is shown.     

铁路车辆销类件摆辗精密成形及新型摆辗机研制

实验研究了铁路车辆销类件拔摆类件冷拔摆辗精密成形工艺，对工艺参数的确定和产品质量问题进行了分析，并研制了适合该工艺的新型摆辗机，结果表明：采用摆辗工艺生产销类件具有金属流线不易破坏，表面硬度略有升高，尺寸精度和表面粗糙度达到有关标准要求，综合机械性能有所提高等,析型摆辗轨具有液压踊跃式静压球形轴承摆，玫瑰线轨迹，大行程和圆形民轨结构，适用于销类件等法兰长杆件的加工。     

基于有限元模拟的四通阀体多向模锻工艺研究

针对阀体传统制造工艺效率低、锻件性能差、成本高等问题,本文提出采用先进的多向模锻工艺进行阀体制造,并以一种不等径四通阀体为典型对象,结合Deform-3D数值分析进行工艺研究.首先,根据不等径四通阀体的结构特征,确定了分模面,并依此设计了两种锻件图;其次,根据锻件图设计了 3种不同的多向模锻结构,并分别确定了模具的加载...     

精密锻造技术的研究现状及发展趋势

综述了精密锻造成形技术的研究与应用现状,介绍了冷精锻、热精锻、温精锻及复合精锻工艺的应用现状和发展方向;分析了精密锻造设备的特点及应用现状;总结了精密锻造模具的特点,介绍了模具弹性补偿、高速切削、模具补焊等先进的模具设计、制造技术;从数值模拟和反向模拟两个方面综述了成形过程模拟技术在精密锻造工艺中的应用情况及存在的问题;介绍了精密锻造工艺优化技术的研究现状.最后对精密锻造成形技术发展方向进行了展望.     

High Temperature Brittle Fracture of Austenitic Stainless Flange

A 321 SS 16″ 400 lb. flange, located at the exit of the waste heat boiler in a reformer gas line, was subjected to high line expansions stresses. It failed in creep rupture after 4 2/3 years. An expansion joint was installed to absorb the line stresses. The new 321 flange broke in 30 days. The fracture was mostly intergranular but definitely not of the creep type. Large stringers in the matrix, associated with the forging direction, were identified as sigma phase. Since process temperature was 1135 °F and metal temperature 890 °F, the formation of sigma by process conditions within 30 days was highly unlikely. Heat treating parameters which could have caused this condition were established.     

Ti–6Al–4V钛合金筋板类吊挂锻造成形工艺优化及模具磨损研究

目的 改善Ti–6Al–4V筋板类吊挂锻件成形缺陷,降低模具磨损。方法 通过对原始工艺中存在的折叠、充填不满等缺陷进行分析,揭示局部飞边高度对锻件充填的影响,进而优化终锻模具局部飞边高度;通过增加预锻件筋条等几何特征,对预锻模具结构进行优化设计,并分析塑性变形时筋条区域金属材料的流动情况。结合BP神经网络技术,分析锻造工艺参数对终锻模具磨损的影响,并对工艺参数组合进行优化设计。结果 基于局部飞边高度对锻件充填效果的影响规律,确定最佳局部飞边高度为4 mm;通过增加预锻筋条优化预锻件结构,从而有效避免折叠缺陷;将BP神经网络技术与数值模拟结合,得到了最优工艺参数组合,有效降低了锻造模具的磨损量。结论 通过实际锻造生产试验对模拟分析结果进行了验证,固化了最佳模具结构与工艺参数组合,获得了变形均匀且无工艺缺陷的钛合金发动机吊挂锻件。     

基于有限元的法兰轴结构件塑性成形工艺分析

目的 针对法兰轴结构件塑性成形过程复杂、工序繁琐、成形效率低、材料易折叠等问题,基于塑性成形理论,对汽车法兰轴零件进行工艺分析,提出2种冷镦成形方案,对法兰轴结构件进行塑性成形工艺研究。方法 分析汽车法兰轴的几何特征,采用有限元分析软件对2种冷镦成形方案的成形载荷进行模拟比较,确定较为合理的工艺方案,通过正交试验设计进一步进行工艺参数的优化,选取预成形角度A、摩擦因数B、冷镦速度C、终成形圆角直径R作为4个因素,每个因素对应3个水平,并以成形载荷大小作为考核指标。结果 通过有限元数值模拟技术,得到工艺1各工序载荷分别为403、521 kN,工艺2各工序载荷分别为226、518 kN。可知工艺2比工艺1效率高,模具使用寿命更长。最后通过正交试验法获得各因素对成形载荷影响大小的排序为：摩擦因数>冷镦速度>终成形圆角直径>预成形角度,最优工艺组合为：预成形角度19°,摩擦因数0.2,冷镦速度15 mm/s,终成形圆角直径3 mm。结论 工艺2的冷镦成形方案缩短了锻件生产试验过程和修模时间,能够满足设计要求,为实际生产金属零部件提供了理论依据。     

机车轮缘磨耗对轮轨接触状况的影响

针对机车运行中出现轮缘磨耗严重这一问题, 统计苏家屯机务段电力机车轮对检修记录, 将轮缘磨耗过程可以分为3 个阶段:初期磨耗阶段、磨耗稳定阶段和后期磨耗阶段。建立不同磨耗时期的轮轨弹塑性接触模型, 运用有限元方法进行计算分析。计算结果表明:车轮轮缘厚度从32mm磨耗到27mm这个过程, 轮缘上的接触等效应力相对较小, 轮缘磨耗速度在整个磨耗过程中最低;机车车轮镟修或换轮后在磨耗后线路上运行, 标准车轮与磨耗钢轨的型面匹配状况不佳, 接触等效应力集中在车轮轮缘上, 运行初期轮缘磨耗较快。得出的结论有助于设计出更好的轮轨型面来降低轮缘磨耗。     

Effects of feeding ratio on flange bending in shear spinning

The effects of feeding ratio on flange bending of shear spinning are investigated with analytical method. Firstly, influence of feeding ratio on total energy is analyzed utilizing the formula of shear spinning force and power derived by energy method. Subsequently, the connection between the deviation ratio and the thinning ratio, and the influence of feeding ratio on the thinning ratio are researched. Finally, the conclusions about the deviation ratio and flange bending are adopted to reveal the influential tendency of feeding ratio on flange bending. The results show that the flange bending towards headstock weakens with the increase of feeding ratio, which is verified by the experimental results very well. It indicates that the calculation method in this paper is reasonable.     

300M钢锻件中的凹坑缺陷及其形成机理

对300M钢制锻件中的凹坑缺陷进行了观察与分析，并对凹坑缺陷的形成机理进行了分析与研究，结果表明，锻件中的凹坑缺陷是在锻造过程中产生的，它是在锻件裂纹延性开裂与扩展时，伴随锻造裂纹的产生，扩展以及微裂纹与空洞形成，连通，圆钝与氧化而形成的。     

钛合金多向锻造数值模拟

目的研究TC4钛合金在多向锻造过程中的变形行为。方法基于Deform-3D模拟软件平台,对钛合金的多向锻造变形过程进行有限元模拟分析,研究不同工艺参数(锻造温度、锻造速度、锻造工步)下合金最大主应力、等效应变和载荷最大值的变化规律。结果多向锻造的每工步锻造为典型的镦粗过程,坯料中心部位一直受压应力作用,鼓肚处则出现最大拉应力。随着锻造温度的升高和锻造速度的减小,最大压应力和拉应力均减小,多工步锻造之后合金主应力场分布更加均匀。随着锻造工步的增加,坯料等效应变增大且中心大变形区域体积分数增加。最大载荷随锻造温度的升高和锻造速度的降低而减小,相同参数下不同锻造工步的载荷最大值变化不大。结论锻造温度、锻造速度、锻造工步对TC4钛合金多向锻造变形行为有显著的影响,适当选择多向锻造工艺参数,可以降低载荷并获得均匀性较好的坯料。     

铝合金由对称法兰件热挤压成形极限的理论分析

对铝合金轴对称零件热挤压成形进行了理论分析,总结出零件成形极限的影响因素及规律.通过建立法兰类轴对称零件在热挤压成形过程中变形区应力计算的力学模型,得出应力变化和法兰区外径最大尺寸的表达式.并通过不同应力状态下临界尺寸表达式的对比,分析径向压力P、材料与模具之间的摩擦力τ以及法兰区厚度t对法兰区外径最大尺寸Rmax的影...     

TC－11钛合金叶片模锻工艺分析

本文通过对现行ＴＣ－１１钛合金叶片模锻工艺的分析，提出了采用挤压和镦粗精密制坯和机械压力机恒载荷精锻工艺方法精锻叶片改进现行的常规模锻工艺的建议。     

ANALYSIS OF AXISYMMETRIC FORGING OF POROUS MATERIALS BY THE FINITE ELEMENT METHOD

Axisymmetric forging of powdered-metal preforms was analyzed by the finite element method neglecting the effect of temperature on deformation. A remeshing program based on the area-weighted-average technique was developed and tested by simulating forging of the flange-hub shape. Then the analysis was performed for forging of a pulley blank. The detailed deformation characteristics for the different preform shapes under the two frictional conditions were obtained. A comparison between the prediction and the experiment regarding proper preform design to forge defect-free pulley blank demonstrates that the finite element analysis is useful for further developments in preform design in powdered-metal forging.     

车用2A12铝合金连接锻件变形规律分析与工艺设计

针对某种2A12铝合金车用连接锻件质量差,容易报废的问题,利用Deform仿真系统对该锻件的变形过程进行了模拟分析.根据模拟结果可知,锻件易报废是由于材料相对流动产生折叠引起的.鉴于此,在原工艺基础上增加了预锻工序,预成形后有效消除了材料的折叠缺陷.但同时又出现了锻件顶部枝叉充不满的缺陷,因此对锻模进行了优化,引入了阻...     

锻造技术在轻金属中的应用

随着社会的发展,材料的研发与设计向着轻量化、高强化发展,轻金属在航空航天以及汽车工业上表现出了良好的应用潜力,同时也对材料加工成形方式,如锻造技术等提出了更高的要求。简要介绍了金属锻造技术,如自由锻造、等温锻造和多向锻造技术,分析了锻造技术在轻量化金属如钛合金、铝合金以及镁合金上的应用,经过锻造处理后,金属的微观组织及力学性能得到了提升,锻件质量得到了改善。还介绍了数值模拟在锻造过程中模具设计及工艺优化上的研究及应用现状,同时对金属锻造未来向精密化、复杂化以及智能化的发展趋势进行了分析与展望。     

Stress distribution and performance of threaded bolts in gasketed flange joints

The performance of the flange joint depends on the relaxation of load in bolts. This in turn affects the gasket stress and control of leakage. A finite element model of flange joint with threaded bolt-nut fastener having zero helix angle is developed and analyzed for stress distribution in the threaded bolt. The stress concentration factor at the thread root region is observed to be non-uniform along the circumference due to the bending behavior of the bolt in the flange joint. The maximum stress is observed in the first engaged thread. The variation in bolt load due to internal fluid, thermal and external loads are also investigated for both single and twin-gaskets (two concentric half-sized single gaskets). The gasket material and gasket configuration are observed to be potential factors causing variation in the distribution of load in the flange joint. In a flange joint subjected to external bending load, the maximum stress concentration in the bolt is observed to be in the first thread, instead of the first engaged thread. Under external bending load, the flange joint loses its structural integrity before the traces of leakage occur in the joint.