汽车轻量化连接用自流钻螺钉挤压成形工艺研究

目的针对自流钻螺钉现有工艺生产效率低、易产生晶粒粗大等问题,提出了一种新的多工步冷挤压成形工艺——利用模腔控制螺钉尾部形状,并验证了该工艺的可行性。方法利用有限元软件DEFORM-3D对提出的3种不同冷挤压方案成形过程中的金属流动规律、材料填充情况、成形力进行了数值模拟,讨论了方案一和方案二中锻造缺陷产生的原因,最后根据方案三的模拟结果设计了相应模具并进行了试验验证。结果根据方案三成形出的自流钻螺钉充填饱满,第一道工序是将圆棒坯料一端直接挤压成螺钉特定的尾部形状,该工序所需成形力为42.4kN。第二道工序是将螺钉头部镦粗,该工序所需成形力为58.2kN。第三道工序是终锻成形,该工序所需成形力为287.4kN。结论通过有限元模拟,确定了自流钻螺钉三工步冷挤压成形工艺,提出了能够避免折叠产生的预制坯形状和模具结构,实现了自流钻螺钉尾部的可控成形。通过试验验证,形成了稳定的成形工艺窗口和可靠性较高的模具结构,实现了该产品的批量生产。

一种挖掘机斗齿多向精密成形工艺研究

目的研究挖掘机斗齿多向精密锻造成形工艺。方法根据挖掘机斗齿的结构特点,设计一种多向精密成形工艺方案。使用Deform-3D有限元分析软件对提出的工艺方案进行模拟,分析锻造过程中的载荷-行程曲线和金属流动规律,最后设计模具并进行工艺试验。结果通过数值模拟与工艺试验,获得了成形过程中的工艺参数,揭示了挖掘机斗齿多向精密成形过程的变形规律。结论提出的多向精密成形工艺方案成形挖掘机斗齿没有超出模具的许用应力范围,工艺试验获得的锻件充填饱满,无锻造缺陷。

制动系统不锈钢管端部精密成形工艺研究

目的改善铁路货车制动系统管系现有的连接方式,对不锈钢管端部进行精密成形,以得到力学性能较好的锻造接头。方法根据原有管系的连接方式及钢管塑性成形特点,提出对不锈钢管端部进行多工步镦挤的工艺方法。采用Deform-3D三维有限元模拟软件对工艺过程进行数值模拟,分析成形过程中锻件成形情况,以及锻件和模具的受力、温度、金属流动情况等。结果在高温条件下采用的多工步镦挤工艺可以使钢管端部达到成形要求。结论提出的钢管端部塑性成形工艺是可行的,对铁路货车制动系统管系连接方式的改善有重要的参考意义。

Analytical Solution of Thermo-Elastic-Plastic Deformation of the Combined Forging Die

On the multi-layer forging die used in daily life,stressed ring can strength the die structure within elastic deformation and the die material can be self-strengthened through uniform plastic deformation by autofrettage effect,whereas the thermal effect generated during forging process can directly influence the stress state and dimension of the forging die in service.In this study,an analytical solution of the thermo-elastic-plastic deformation in the forging die is derived.The relationships between the radial and circumferential stresses and the temperature distribution,which are directly related to geometric parameters,material properties and working pressure,are determined.This helps to better understand the thermo-elastic-plastic deformation behavior of the die and design the combined forging die to achieve long service life and high accuracy product.

轮毂轴承锻件成形工艺分析与改进

轮毂轴承是汽车底盘关键性零件,起到支撑车身和转动的作用。现有工艺生产轮毂轴承法兰盘和外圈异形件,产品易出现充填不满等缺陷且模具寿命低。针对该问题,提出了新的法兰盘多工位锻造成形工艺和外圈异形件飞边设计方案,并利用有限元软件DEFORM-3D对法兰盘和外圈成形过程中的金属流动规律。

一种异形截面钢丝滚道全模拉拔工艺

通过计算分析异形截面钢丝滚道拉拔前后的断面收缩率以及变形特点,制定了3道次全模拉拔成形的工艺方案。利用Deform-3D有限元软件,对异形截面钢丝滚道的全模拉拔工艺过程进行数值模拟,分析了拉拔过程中的金属流动规律,研究了拉拔模具的受载荷情况和各道次钢丝拉拔过程中的等效应力分布。根据模拟结果调整试验参数,并进行生产试制,得到表面成形质量好、圆角填充完整、尺寸精度符合要求的成品钢丝。试验结果与模拟结果基本一致,表明选取的试验参数是合理有效的,同时也验证了异形截面钢丝滚道3道次全模拉拔工艺方案是可行的。

预制坯形状对挖掘机斗齿终锻成形的影响

根据某型号矿用挖掘机斗齿形状特点,设计了两步成形的锻压工艺,试验样件存在两侧弧形凸起填充不满的问题。根据成形难点重新设计了预制坯,并使用Deform-3D有限元软件对斗齿锻压过程进行数值模拟,分析了锻造过程中的等效应变和金属流动规律,研究了锻造模具的受载荷情况。根据模拟结果对预制坯形状和尺寸进行修正,设计模具并进行生产试制。生产得到的斗齿锻件充填饱满、内部金属流线分布合理、无折叠飞边等缺陷,与模拟结果相一致。结果表明,通过对预制坯形状进行优化,能够有效降低斗齿成形难度、提高成形效果。该研究优化了斗齿锻造工艺,提供了一种合适的预制坯形状,为挖掘机斗齿的锻造生产提供了一种可行的工艺方法。

十字轴小飞边精密成形工艺

针对十字轴热模锻成形过程中飞边大、成形力大的问题,根据十字轴形状尺寸及锻造成形工艺特点,提出十字轴小飞边精密成形工艺。采用Deform-3D对十字轴小飞边精密成形工艺过程进行数值模拟,对模拟成形的十字轴锻件及其金属速度场、等效应变、模具载荷-时间曲线进行分析。模拟结果显示,十字轴锻件成形完整,金属流动均匀,模具载荷减小。结合模拟结果,设计制造模具进行十字轴成形工艺试验。试验得到的十字轴锻件,填充饱满,无折叠、表面裂纹等缺陷,飞边明显减小,与模拟结果一致。结果表明:改变十字轴热模锻成形工艺,采用十字轴小飞边精密成形工艺,使锻件飞边减小,锻造过程成形载荷降低。