锥形件变薄旋压回弹的三维有限元分析

了解锥形件变薄旋压成形后的回弹规律,对提高旋压件的成形质量有重要意义.分别采用动态显式和静态隐式方法建立了锥形件变薄旋压及回弹的三维有限元模型,并研究了芯模转速和旋轮进给比对回弹前后应力、应变及壁厚变化和零件形状的影响.研究表明:随芯模转速增加和旋轮进给比减小,回弹前后最大等效应力差逐渐减小,塑性应变差及壁厚变化基本不变;回弹后最大偏离量随芯模转速和旋轮进给比增大在芯模转速较小时变化不大,而在其较大时随其增大有所减小,并随旋轮进给比增大呈先减小后增大再缓慢减小的趋势.

加载条件对铸态7075铝合金筒形件强力热反旋鼓包的影响

基于ABAQUS/Explicit平台,建立了铸态7075铝合金筒形件强力热反旋成形过程的三维热力耦合有限元模型,并通过实验验证了模型的可靠性。在此基础上,研究了芯模转速、旋轮的进给速度和减薄率对筒形件鼓包高度的影响,揭示了其作用机理。结果表明,随着芯模转速的增大,第1道次的鼓包高度逐渐减小,第2和第3道次的鼓包高度先轻微减小后缓慢增加,第4道次鼓包高度急速增加;随着旋轮进给速度的增大,第1道次的鼓包高度先增大后减小,第2和第3道次的鼓包高度逐渐增大,而第4道次的鼓包高度先增大后减小;随着减薄率的增大,各道次的鼓包高度都基本表现为逐渐增长的趋势。进而基于正交实验优化设计,获得了各道次芯模转速、旋轮进给速度和减薄率的最优值,即第1～2道次、第3道次、第4道次芯模转速分别为2.5、1.5和2.0 r·s-1,各道次的旋轮进给速度推荐取值为0.8 mm·s-1,前3道次的减薄率推荐取值为25.7%,第4道次的减薄率为28%。

浅析多楔带轮旋压成形工艺优化

多楔带轮在旋压成型工艺过程中,旋轮容易出现黏结、磨损、轮齿断裂、齿根和齿面开裂、R圆角塌陷等缺陷。上述缺陷的形成很大程度上是因为旋轮在成形过程中承受了较大的成形载荷,从而导致旋轮发生严重的磨损甚至破裂,不仅影响零件的成形质量,也降低了模具的使用寿命。尤其是齿形旋轮受损更严重。因此,有必要对多楔带轮旋压工艺中的齿形成形进行工艺优化,以达到降低齿形旋轮所受载荷、提高旋轮使用寿命的目的。本文采用正交试验方法,然后结合有限元软件对各组试验进行模拟,从而获得一组最优方案:主轴转速为500r/min,旋轮进给速度为0.5mm/s,旋轮直径为220mm,并用物理试验验证了最优方案的合理性与再现性。并将该最优方案在旋压机上进行试验验证,旋制出了满足产品质量要求的多楔带轮。

大直径薄壁铝合金封头剪切旋压成形研究

应用ABAQUS/Explicit软件平台建立了大直径薄壁铝合金封头剪切旋压成形过程的有限元数值模型,通过数值模拟对大直径薄壁铝合金封头在剪切旋压过程中的应力应变分布进行了分析,获得了工艺参数对成形质量的影响规律为:随旋轮圆角半径R、旋轮进给比f及芯模转速n的增大,旋压件的不均匀变形度呈增大趋势;随旋轮圆角半径、旋轮进给比的增大,旋压件壁厚极小值逐渐减小;随芯模转速提高,壁厚极小值增大,旋压件壁厚极大值对工艺参数的变化不敏感。在此基础上确定了优化工艺参数为:R=12 mm,f=1 mm·r^(-1),n=40 r·min^(-1),并进行剪切旋压成形试验,获得了质量合格的Ф2600 mm大直径薄壁铝合金封头样件。

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。

TB6钛合金筒形件强力旋压成形工艺模拟

建立了TB6钛合金筒形件旋压成形工艺模型,运用有限元软件对不同工艺参数下工件的变形过程进行了模拟,分析了工件在旋压过程中的受力和变形特性,并研究了减薄率(30%~45%)、变形温度(900~1050℃)、主轴转速(3~6 r·s^(-1))和旋轮进给率(1.0~2.5 mm·s^(-1))等工艺参数对旋压过程中等效应力、等效应变的影响规律。结果表明:变形温度和主轴转速对工件成形质量的影响较小,旋轮进给率和减薄率对成形质量的影响较大。随着旋轮进给率的增大,外径圆度精度呈V形分布;随着减薄率的增大,工件的最大等效应力和等效应变均随之增大。综合优选出的最佳的旋压工艺参数组合为:减薄率为30%、变形温度为1000℃、主轴转速为4 r·s^(-1)、旋轮进给率为2 mm·s^(-1)。