Evolution of microstructure of aluminum alloy hollow shaft in cross wedge rolling without mandrel

During the process of cross wedge rolling of aluminum alloy hollow shaft, the evolution of its microstructure has an important influence on the mechanical properties of the rolled piece. In order to obtain the microstructure evolution law of aluminum alloy hollow shaft in cross wedge rolling without mandrel, a finite element model is constructed through the finite element software Deform-3D. The influences of rolling temperature, sectional shrinkage,spreading angle and forming angle on the average grain size of rolled piece are studied by numerical simulation of microstructure evolution. The cellular automata method reveals the inherent relationship between the process parameters and the evolution of the microstructure, and provides a reference for optimizing the rolling process parameters of aluminum alloy hollow shafts and improving the forming quality. The results show that the average grain size of the rolled piece increases with the increase of the rolling temperature, decreases with the increase of the sectional shrinkage,and decreases first and then increases with the increase of the spreading angle, and changes little with the increase of the forming angle.

锥形件无芯模旋压的静态有限元分析

采用有限元数值模拟方法研究了无芯模旋压的几种可能方案及各自优缺点 ,并以锥形件无芯模旋压为代表 ,依据静态隐式有限元法建立了用于分析无芯模旋压的简化模型 .通过有限元分析 ,得到了锥形件无芯模旋压时的位移场、壳体中面上的经向应力场、纬向应力场、等效应力场、塑性区分布和主应力场 .模拟结果与实验相符 ,表明所建立的有限元模型能够正确反映无芯模旋压的实际工艺 .

端子冷挤压工艺及模具设计研究

通过对端子的工艺分析,提出无芯冷挤压工艺。研究了工艺参数选择计算、模具设计和质量控制。采用了保证工件与下模型孔对中性良好的具有导向的组合式模具结构。对试验中出现的质量问题,采取了可行的措施。经生产验证,该挤压工艺简化了工艺装备和操作,节省了原材料,能够提高工件精度、生产率、表面质量和机械性能,有一定的经济效益和社会效益。对该类产品的毛坯生产,有一定借鉴意义。

多刀无芯冲切式自动铝管切断机结构设计

针对工厂中使用的老式切管机存在产品质量不稳定、加工效率低、工人工作强度大和人机交互性差等缺点,设计了基于PLC技术的多刀无芯冲切式铝管自动切断机。该切管机拥有自动上料、送料装置、自动切断装置、端面处理装置和切屑回收装置。设备使用结果表明:不仅改善了铝管端面的垂直度和大幅度提高了切断效率,而且改善了工作环境,保证工人的身体健康。该设备的结构设计满足现在生产企业的要求,测试结果达到预想目标,符合市场的要求。

无芯棒拉拔过程应力应变分析及壁厚变化

管材无芯棒拉拔时,直径减小的同时壁厚也会发生改变,其增厚值可达13.2%,甚至更大。但现有文献对无芯棒拉拔过程进行应力应变分析时,通常忽略壁厚的变化,这对预测管件壁厚,从而对工艺参数进行控制不利。该文不同于以往壁厚不变的假设,而是采用应力应变方程统一求解的方法,按增量理论给出壁厚变化的理论解以及应力分布。同时,选取不同的初始直径管坯进行无芯棒拉拔实验,分析变形后出口端壁厚变化规律,并与理论计算结果进行比较。结果表明,随拉拔道次变形量的不断增大,出口端管材的壁厚变化率先增大后减小,但是最终的变形总是增厚,实验结果与理论计算值吻合较好。

间隙对0Cr18Ni9不锈钢管大曲率无芯弯曲成形性的影响

基于Abaqus有限元平台建立了0Cr18Ni9不锈钢管大曲率无芯弯曲有限元模型,分析了管材与模具间隙对管材弯曲成形性的影响,同时验证了模型可靠性。结果表明:弯管外凸侧壁厚减薄率与管-弯曲模间隙、管-压力模间隙呈正相关关系,而与管-防皱模间隙呈负相关关系;弯管内凹侧壁厚增厚率与管-弯曲模间隙、管-防皱模间隙呈正相关关系,而与管-压力模间隙呈负相关关系;弯管横截面椭圆度与管-弯曲模间隙、管-压力模间隙呈正相关关系,而与管-防皱模间隙呈负相关关系;管材与模具间隙对壁厚减薄率及横截面椭圆度影响的趋势一致。

无芯棒旋锻径向进给参数变化匹配研究

以某汽车等速万向传动中间旋锻轴为研究对象,耦合旋锻成形工艺特征、强度要求和材料力学特性等进行无芯棒旋锻径向进给参数变化匹配。首先根据旋锻工艺特征确定无芯棒旋锻内外表面圆度几何质量参数;其次根据旋锻轴材料力学特性的应力约束和尺寸和形状等几何特性要求的几何约束确定无芯棒旋锻的最大等效进给量;最后根据旋锻轴产品精度要求,确定无芯棒旋锻各道次进给最小锻打次数与进给道次。通过制定的无芯棒旋锻径向进给参数对旋锻轴进行生产试制并进行内外表面圆度质量测试和硬度测试,测试结果满足产品质量要求和后续渐开线花键成形的硬度要求,进一步表明通过研究匹配的径向进给参数合理。

无芯棒旋锻周向进给参数变化匹配研究

以某汽车等速万向传动中间旋锻轴为研究对象,根据无芯棒旋锻过程中毛坯尺寸和力学特性变化,按径向进给量大小将无芯棒旋锻过程分为粗、中以及细进给量逐渐递减3个道次。提出了通过有限元仿真取点刻画无芯棒旋锻后内外圆尺寸,并将变形放大一定倍数,进而更加直观的表征内外圆几何形状和圆度质量的方法。为了在保证内外圆圆度质量的同时考虑锻打效率,分别对每个道次不同外径下的周向进给量和周向进给道次进行匹配。首先,通过无芯棒旋锻内外圆最大和最小变形位置以及实际工艺统一化确定周向进给量;然后,在确保无芯棒旋锻坯料每个部分都得到锻打和满足内外圆圆度质量要求以及锻打效率的情况下确定周向进给道次。最后将实物剖面尺寸与数值模拟结果进行比较,结果表明制定的周向进给参数匹配合理。

超长圆锥管无芯模旋拉过程的三维数值模拟

在研究旋压和拉拔工艺的基础上,针对难加工的超长圆锥管,结合这两种工艺的各自优点,提出了一种新的冷加工工艺———旋拉工艺,并设计出旋拉联合成形设备。本文基于弹塑性有限元理论,利用大型有限元分析软件ANSYS,建立了旋拉过程的有限元模型,数值模拟结果表明:在旋压和拉拔共同作用下圆管沿径向缩小,轴向应力最大,变形明显且沿轴向伸长。

计算空拔钢管壁厚的数表

根据周氏算式，提出了两种计算空拔钢管壁厚的数表，并通过计算实例，证明这种方法使用方便，误差小，通用性强，制约因素少。

基于主辅旋轮的曲母线件无芯模旋压成形

无芯模旋压由于不受芯模限制,适合复杂曲母线工件的柔性旋压成形,但仍需一定的辅助支撑,以克服成形形状精度较差的问题。针对主辅旋轮的曲母线件无芯模旋压,运用仿真与实验相结合的方法分析其在有无端部辅助支撑、有无辅助旋轮支撑时的旋压效果,分别对仿真结果的应力、应变、轮廓形状和壁厚分布情况进行了探讨。结果表明,端部辅助支撑有助于提高整体弯折变形效果,辅助旋轮支撑有助于板料局部成形,复合辅助支撑则综合了两者的成形特性,可以得到满足成形质量的工件。另外,通过变进给和首道次预成形直线形状的两道次旋压成形方法,对成形质量进行改善,结果表明两种方法相结合可以明显提高最大减薄率,改善壁厚均匀度。