基于有限元的轴类件浮动模局部成形新工艺

轴类件局部成形是节材、高效的精密塑性成形新工艺。在细长杆形坯料的局部成形工艺技术中,顶镦工艺应用最为广泛。当锻件变形长径比ψ>2.5时,通过一次顶镦工步完成将产生折叠,需要多次顶镦工步完成工件的成形。基于此,文章提出采用将自由镦粗、挤压、闭式模锻工艺相结合的轴类件局部成形新工艺——浮动模局部成形工艺,可避免细长杆局部镦粗工艺中的弯曲折叠,并减少成形件表面的拉应力。采用浮动模局部成形工艺可实现细长杆坯料变形长径比ψ>4的一次成形,解决了现有工艺中的一系列难题,为细长杆坯料局部精密成形提供了新的途径。

管件径向局部成形技术

系统介绍了管件局部径向成形的各种方法及模具在生产中的应用。

板料局部成形成形极限的数值研究

通常在板料冲压成形中,通过成形极限图来预测板料成形时的缩颈、破裂现象。而采用增量成形技术成形板料时,板料的成形极限高于传统冲压成形。这一现象导致了从成形机理上研究板料增量成形极限为什么会高于传统冲压成形极限成为当前的研究热点。假定厚度方向的几何缺陷来表示局部弱化区,通过在板料厚度方向引入工具作用来研究局部材料的稳定性的影响。分别采用BAMMAN_DAMAGE模型和假定几何缺陷的方法来研究横向模具作用对板料成形均匀化的影响。通过数值模拟的方法研究了增量成形能提高成形极限的原因及机理,并考察在这个过程中板料应力和板料应变的变化情况。

特种机械中杆类零件的局部成形工艺及模具设计

以某产品的机头体为例,原采用开式模锻工艺,材料利用率低,机加定位难度大。为了提高毛坯的净化程度和降低生产成本,需要更高效的加工方式。通过对电镦过程的工艺参数摸索,根据已有设备改进工装模具,并借助有限元模拟分析,最终设计采用了一次加热下同时完成局部镦粗再挤压成形的工艺。该工艺难点是控制镦粗的形状,以及砧子和挤压模的材料选择。经计算,该毛坯材料利用率提高到95.4%,并且由于杆部未变形,外形更利于后期机加定位夹持。

圆柱直齿轮分区局部成形机理分析

圆柱直齿轮冷锻成形载荷大,模具寿命低。为了降低冷锻齿轮的成形载荷,提高模具的使用寿命,本文提出分区局部成形圆柱直齿轮工艺。用三维软件Pro/E建立了圆柱直齿轮锻件及模具模型,通过有限元软件Deform-3D数值仿真了圆柱直齿轮冷锻过程。结果表明:该工艺不仅能保证齿形充填完整,而且可以显著地降低成形载荷。

局部成形法在普通模锻技术中的应用

局部成形法是一种解决无大吨位模锻设备和充分利用现有设备能力的工艺方法。根据多年的生产实践,可将其分为多种不同类型的局部成形法。本文以实例形式分析了各种不同局部成形法。

基于DIC技术的不同汽车用板材成形性能评估

利用万能材料试验机对多种汽车用板材,包括不同强度级别的先进高强钢、传统高强钢、铝合金板材进行室温拉伸试验,采用数字图像相关(DIC)技术获取材料在拉伸过程中的全场应变,对比了不同板材的成形性,讨论了材料成形性能的评估方法。结果表明:汽车用板材的断裂应变整体上远大于断裂总延伸率,相比于断裂总延伸率,断裂应变与强度更符合负相关的关系;最大力总延伸率反映材料的硬化与均化应变的能力,不是塑性的直接指标,断裂应变表征材料的真实塑性;成形性指数综合考虑了硬化能力与真实塑性,相比于单一的延伸率指标能更好地评价材料的成形性。

槽的连续局部塑性成形与劈挤

介绍了用于加工槽的各种连续局部塑性成形方法,包括螺纹轧制、横轧与斜轧、分劈、花键轴滚轧、劈分轧制、花键轴/齿轮开模挤压、花键套挤压、槽型换向器整体冷锻、外翅片管挤压—犁削、内/外螺纹管拉拔等。在总结归纳各种方法变形特征的基础上,根据模具工作部分与坯料之间的运动关系,提出槽的连续局部塑性成形可划分为滚轧与劈挤两种基本变形方式。初步给出了劈挤定义,并对几种常见结构槽进行了物理模拟实验验证。初步介绍了劈挤所用模具、变形特征、应用范围。

无缝钢管局部径向模具塑性成形有限元分析

采用大变形弹塑性有限元法,对无缝钢管局部径向模具塑性成形过程进行了研究,得出了对控制无缝钢管成形质量具有重要参考价值的结论,解决了成形过程中钢管的开裂与表面压痕问题。

局部结构的双面多点增量成形方案研究

针对薄壁零件局部结构成形的特点,提出了使用离散工具头代替整体托板支撑的双面多点增量成形工艺方案并验证了其可行性,该方案可实现局部结构的柔性化生产。根据支撑工具头的不同运动方式该方案可分为支撑式和挤压式成形方法。采用有限元建模的方法对比研究了两种成形方法的成形质量。研究表明:两种成形方案壁厚分布规律基本一致;支撑式成形方法的轮廓精度高于挤压式,且其回弹小于挤压式。

三维曲面板类件的连续柔性成形技术研究

文章通过对三维曲面板类件的不同成形方法的比较与分析,介绍了该技术的成形原理,开发出基于多点调整式连续柔性成形原理的实验设备,并进行了三维曲面板类件的成形实验。实验结果表明,板类件横向形状(曲率)取决于柔性辊的弯曲形状,纵向形状(曲率)由上辊的压下量决定。得出结论:使用可弯曲柔性辊的连续柔性成形技术是一种成形三维曲面板类件快速而经济的方法。

端面带筋环件的局部辗压成形规律分析

传统的铣削、焊接、铸造等制造方法难以实现端面带筋环件的高性能、高效率制造。本文提出了一种端面带筋环件的局部辗压成形新方法,对芯辊的进给路径进行精确规划,同时利用约束模限制毛坯金属周向流动,使得金属只能轴向流动成形出环件端面高筋结构。利用Abaqus有限元模拟软件建立了端面带筋环件局部辗压成形有限元模型,分析了其成形过程,并探究了成形过程中等效应变、等效应力、高筋填充、成形载荷等演变规律。

动物骨折治疗用金属骨板局部增量成形新工艺

目的目前动物骨折常用的锁定骨板内固定技术(Point-contact Reconstruction Compress Locking, PRCL)需要采用多个工具配合手动完成骨板成形,针对该过程中精度不可控、效率低等问题,提出一种弯扭复合成形模具,发展一种局部增量成形金属骨板的方法。方法 PRCL骨板固定治疗中,为了贴合受伤骨骼,治疗前骨板需经过面内弯曲、弯曲以及扭转3类变形。通过调整弯扭复合成形模具的空间位置及模具不同组成部分的相对位置,实现不同区域内不同变形量的面内弯曲、弯曲或扭转。应用数值方法分析验证弯扭复合成形模具及成形方法的适用性,基于DEFORM软件建立工业纯钛TA2骨板局部增量成形过程有限元模型,分析具有两个成形区的TA2骨板局部增量成形特征。结果塑性变形仅发生在复合模具附近,对已变形区无影响,会引起未成形区的刚性位移;骨板长度方向受力小于其宽度和厚度方向受力,面内弯曲需要较大的成形载荷。结论所发展的模具和方法可实现预期的骨板成形,也适用于其他PRCL金属骨板的成形。

无缝钢管局部径向塑性成形开裂问题的解决

本文针对无缝钢管在局部径向塑性成形过程中的开裂问题进行了简要的分析 ,然后改进了模具 ,通过试验表明改进的模具很好地解决了开裂问题。

无缝钢管局部径向模具塑性成形过程的三维有限元数值模拟

采用大变形弹塑性有限元理论,用DYNA3D(研究版)有限元软件,对无缝钢管局部径向模具塑性成形过程中当凸模的凹槽尺寸与凸模的圆弧半径发生变化时进行了数值模拟研究,得出了对成形钢管表面质量控制具有重要参考价值的结论,解决了成形钢管表面的压痕问题。

基于ART2网络板材冲压成形难度评价系统的研究

提出板材冲压成形难度的评价体系和相关的评价模型,并引入板材冲压件破裂的局部成形度,建立其冲压成形难度评价系统。通过模糊综合评价的方法形成相应标准样本,研究自适应共振神经网络的结构和内部作用原理,应用其结合目标样本,给出用于板材冲压成形难度动态评价的分类评价算法,并就具体实例给出其预测结果。预测结果表明:板材冲压成形难度动态评价的分类算法,动态量化性的分析有效克服了基于传统人为评价分析的盲目性。

辊压塑性精成形机的研制和开发

辊锻是一种应用很广泛的回转体零件成形方法,但目前它主用用于粗加工,很少用于精成形,另外,辊锻加工材料利用率较低。中国国家专利"辊压塑性精成形机"将辊锻与闭式模锻的优点结合起来,改进了现有辊锻机,使其能精成形,并且材料利用率也提高了很多。本文说明了根据"辊压塑性精成形机"专利的设计思想在设计实验样机时如何解决支承辊中心距调整、齿轮齿条正确啮合、框架模板位置调整及顶出机构设计等技术问题,此外,还说明了在设计辊压塑性精成形模具时应考虑的一些问题。

钛合金等温局部加载复杂热变形历史下的三态组织预测（英文）

建立钛合金等温局部加载三态组织预测模型,以实现三态组织参数与性能的定量调控。逐工步的TA15钛合金等温局部加载实验表明,三态组织形成中存在4个重要组织演化现象:条状α相的生成、各组成相含量变化、条状α相取向变化及条状α相的球化。基于实验结果,总结了工艺条件对上述4种组织演化现象的定量影响规律,在此基础上建立了联系三态组织参数(等轴α相含量、条状α相含量、条状α相取向分布混乱度指数、条状α相的球化分数)与成形条件的三态组织预测模型。然后,将组织模型嵌入有限元模拟软件,建立了基于有限元的等温局部加载三态组织预测模型。通过实验组织观测验证了模型的可靠性与准确性,说明本文作者建立的三态组织模型及其与有限元模型的集成可以有效地预测TA15钛合金等温局部加载三态组织参数。

Nb对镀锌590DP双相钢成形性能的影响

以C-Mn-Cr系镀锌590DP为基准,研究添加0.025%的Nb后,对显微组织、基础力学性能、扩孔性能、成形极限性能以及局部/整体成形性分布图中的位置等成形性能的影响。结果显示:添加Nb后,双相钢中马氏体的含量增加,铁素体细化,组织中两相的协同变形能力增加,单向拉伸强度基本不变,双屈服现象更加明显;局部成形性明显提高,其中真实断裂应变TFS提高了20.6%,扩孔性能提高了28.7%;全局成形性能基本不变,成形极限及均匀塑性延伸率与C-Mn-Cr系保持一致。