汽车轮毂旋压成形工艺研究

目的 优化汽车轮毂旋压成形过程中的工艺参数。方法 设计了四因素四水平正交试验,研究了摩擦因数、旋轮圆角半径、进给率、主轴转速对第1道次和第2道次试样壁厚比值的影响。结果 在第1道次中,进给率对壁厚比值影响最大,其次是摩擦因数、旋轮圆角半径,主轴转速对壁厚比值影响较小。在第2道次中,摩擦因数对壁厚比值影响最大,其次是主轴转速,最后为旋轮圆角半径和进给率。结论 第1道次最优工艺组合为ABCD,即摩擦因数为0.4,旋轮圆角半径为25 mm,进给率为0.7 mm/r,主轴转速为150r/min;第2道次最优工艺组合为ABCD,即摩擦因数为0.2,旋轮圆角半径为8 mm,进给率为1.4 mm/r,主轴转速为210 r/min。所制备的轮毂在0°、90°、180°、270°等4个位置测得的屈服强度相近、抗拉强度也相近,屈服强度和抗拉强度的均值分别为213MPa和263MPa,说明所制备的轮毂在4个角度位置具有较优的力学性能均匀性。

镍基高温合金锥筒形件拉深旋压时成形质量及组织性能研究

针对镍基高温合金因严重的加工硬化而导致塑性成形时质量控制困难的问题,以应用于燃烧室的锥筒形件为对象,提出采用剪切旋压工艺获得锥形预制坯,经固溶处理后进行拉深旋压成形出口部筒形段的方法。基于Abaqus软件建立锥筒形件多道次拉深旋压成形有限元模型,研究了进给比及旋轮圆角半径等成形参数对成形质量的影响规律,结合组织性能测试,获得了微观组织及力学性能变化规律。结果表明,进给比及旋轮圆角半径对制件的最大壁厚减薄率、圆度及回弹的影响显著。拉深旋压成形后,筒形段各区域的晶粒形态各异,中部晶粒被拉长并形成较多形变孪晶,口部筒形段发生晶粒堆积,且晶粒呈等轴状;拉深旋压成形的筒形段的强度显著提高,但伸长率下降。

2250mm薄壁封头外环约束无模旋压的壁厚精度

针对薄壁封头在传统中心约束旋压过程中出现的壁厚不均匀性问题,构建了2250mm大型薄壁封头外环约束无模旋压的1∶1三维有限元模型。研究了进给率和旋轮圆角半径对旋压件的壁厚精度影响规律。研究表明,在第一道次剪切旋压中,小的进给率和圆角半径对目标构件的壁厚精度有利,在后续扩径旋压中,进给率和圆角半径越大,壁厚均匀性越好。同时,采用通过模拟仿真得到的最优工艺参数,在外环约束无模旋压平台上成功旋制出了2250mm大型薄壁封头构件。采用超声波测厚仪测量成形件沿母线方向的壁厚,其壁厚波动规律与仿真结果基本一致,且壁厚均匀性良好。

Ni-Cr-W-Mo合金曲母线异型件多道次热旋成形数值模拟

针对热旋成形过程中起旋断裂以及边缘开裂等零件质量问题,基于ABAQUS/Explicit平台建立了Ni-Cr-W-Mo高温合金曲母线异型件多道次热旋弹塑性有限元模型,研究了多道次热变形过程中的应力、应变规律以及缺陷形成机制,探讨了工艺参数对第2道次热旋成形过程的影响规律,最后通过实验验证了模型的可靠性。结果表明:在第1道次热旋过程中,由于应力差的存在,很容易使板材内外表面产生不均匀变形,甚至拉裂;在第2道次成形过程起始阶段(2~5 s内),等效应变增大过快,易出现材料堆积及起皱现象;此外,当旋轮圆角半径(R=10 mm)及旋轮进给比(f=1.0 mm·r^(-1))过大时,均会导致旋压件产生褶皱现象。