环筒件扩挤复合成形新技术的试验研究

本文提出了一种可用于生产环筒类锻件的新工艺———扩挤复合成形技术。并采用模拟试验方法研究了该工艺中金属的流动规律和主要工艺参数对成形的影响。优化出合理的冲头工作角和扩挤变形比例，为该工艺应用于实际生产提供了科学依据。

大型环筒件包套冲挤新成形技术的开发研究

针对大型高合金钢环筒形件自由锻造时容易产生开裂缺陷和变形不均匀等问题,研究开发了坯料包套模内冲挤成形新技术。研究证明,该方法不仅改善了坯料受力变形状态,合理调控了热力参数,有效防止了变形开裂缺陷,而且变形均匀,工艺流程短,有利于提高产品质量和经济效益。包套在热成形时既能起保温润滑作用,还能减少加载设备的吨位,实现了省力成形的要求。

铝合金环筒件锻造液压机功能开发及应用验证

针对航天大型铝合金环筒件的制造需求,开展了6000 t锻造液压机设备的研制工作。首先,对设备主要参数、主机结构与核心功能进行了详细设计,确定了四柱“拉杆预紧组合框架”式结构;通过引入速度闭环控制理论、优化滑块和立柱导向结构以及移动工作台的定位方式,解决了自由锻造与模锻功能兼容的难题;通过开发预冲+终冲的快速冲孔模块,设计了3个工位的移动工作台,提高了环筒件的制孔效率。其次,分析和确定了锻造工艺的主要内容,开展了工装模具设计与制造工作。最后,进行了产品的工程化试制,验证了设备及工艺的可行性。结果表明,6000 t锻造液压机可以满足环筒件的生产需求,对减少锻造火次与工装更换次数、提高生产效率起到较大的作用。

高性能环件辗轧成形智能仿真优化新思路与研究进展

面对环件辗轧成形过程有限元计算效率极低和成形成性难以一体化调控的挑战,提出了环件辗轧智能建模仿真优化的新思路和新方法。该方法能在有限元计算过程中,实现各轧辊运动的实时协调匹配和基于目标驱动的自动调控,只需要一次有限元计算就可直接获得满足控制量(环件长大速度、轧制力、温度、组织性能等)目标要求的环轧工艺路径;简介了超大型铝合金环件(10 m级)双向辗轧智能建模仿真、超大型筒节环件轧制智能建模仿真、基于力控的大型铝合金环件(5 m级)双向辗轧工艺路径智能仿真优化、基于温控的铸坯环件双向辗轧工艺路径智能仿真优化4个方面的最新研究进展。

铝合金锥面筒形环件轧制成形数值模拟与实验研究

铝合金异形截面环件是航天航空和国防装备的重要结构件,铝合金异形截面环件目前多采用自由锻成形或者简化为矩形截面环件后轧制成形,使环件生产周期长、材料利用率低、环件的组织性能差,严重限制了该类环件的应用和发展。针对2A14铝合金锥面筒形环件进行了轧制过程数值模拟和实验研究,提出了形状相似环件毛坯设计方法和锥形环件轧制过程的合理工艺参数范围计算方法,并基于ABAQUS/Explicit平台建立该环件轧制过程的三维热力耦合有限元模型。通过分析毛坯结构对成形环件尺寸误差和变形均匀性的影响,得到了等截面积环件毛坯成形尺寸误差最小的结果。并根据模拟结果进行轧制实验验证,成功轧制出合格的锥面筒形环件。