中空气门毛坯的终锻过程研究

对中空气门楔横轧-模锻成形工艺中的终锻成形过程进行研究。根据管坯轧制成形和气门终锻工艺的要求,设计不同初始尺寸的中空气门毛坯,借助有限元软件Deform-2D对其在不同成形条件下的终锻过程进行模拟。模拟结果表明:终锻成形过程中毛坯头部金属主要沿径向流动并伴有少许轴向流动;金属轴向流动将使得毛坯头部材料减少,可能导致模具型腔充填不满,需要对头部进行适当的体积补偿;摩擦系数对杆部伸长量影响可以忽略。依据中空气门毛坯形状尺寸及成形条件的关系,获得了合理的毛坯形状尺寸,借助试验验证模拟结果的可靠性。试验结果表明,采用楔横轧-模锻工艺成形的中空气门产品具有良好内部流线,且组织性能高。

预成形毛坯过渡圆角半径对气门终锻成形过程的影响

采用数值模拟与实验相结合的方法,对气门毛坯的楔横轧-模锻工艺过程进行研究,依据气门毛坯楔横轧成形工艺及终锻成形工艺的要求设计了不同过渡圆角半径的预成形毛坯,采用有限元软件进行数值模拟。分析其成形工艺过程中坯料的金属流动规律、不同过渡圆角半径的坯料所需最大成形载荷,并研究成形过程中坯料与凹模的接触情况。研究结果表明,与锻件过渡圆角相比,毛坯圆角半径与锻件圆角半径越接近,综合效果越好;当毛坯圆角半径过小时,所需的成形载荷也较小,但毛坯过渡圆角处的氧化皮难以清除,且会出现较浅的挤压痕迹;当毛坯圆角半径过大时,成形载荷也越大,产生严重的挤压痕迹,使模具产生严重的磨损,从而降低模具的使用寿命。

基于楔横轧预制坯的中空气门终锻凸模设计

对中空气门楔横轧-模锻成形工艺终锻成形过程中的凸模形状尺寸进行研究。根据预成形毛坯终锻过程的成形特点,设计3种不同初始尺寸的终锻成形凸模,采用实验与模拟相结合的方法研究其对预成形毛坯终锻成形过程的影响。模拟结果表明,终锻成形过程中凸模芯轴太短,将出现凸模芯轴前端聚料的现象,导致无法成形出终锻件的盘部型腔尺寸;而实验结果表明,凸模芯轴太长会在实际生产中导致成形后终锻件难以脱模。通过综合模拟与实验结果的分析,获得了凸模芯轴的设计原则,确定了合适的凸模芯轴长度,并且依据该凸模设计原则,进行终锻成形,获得了形状尺寸合理的终锻件。