复合镦挤工艺批生产质量和效率提升研究

基于航天与国防军工等领域对高强韧镁合金坯料产品的大量需求,以复合镦挤工艺为研究对象,开展了该工艺应用于产业化的批生产适应性研究。针对该工艺产业化过程中镦挤产生的压余过大、处理压余导致的工序不连续和镦挤大高径比坯料时挤出坯料弯曲的问题,提出3种改进方案,通过三维建模、数值模拟和成形工艺试验进行了验证。结果表明:挤压模口下方导引板的设计,将原本弯曲1.90°的坯料矫正为0.01°,有效提高了坯料成形直线度;复合镦挤无压余技术的应用,减少了10%的坯料损耗,避免了不必要的工序;连续生产快换模具结构的设计,使得仅更换模具部分构件就可以生产不同规格的坯料,实现连续镦挤,提高了生产效率和模具使用寿命。

花键离合齿轮镦挤复合成形

对花键离合齿轮外形尺寸进行工艺分析 ,选择镦挤复合成形工艺。制订了零件冷挤压件图及镦挤工艺流程 ,对镦挤变形程度进行校核 ,计算了最大挤压吨位 。

直齿圆柱齿轮浮动凹模冷闭式镦挤成形数值模拟分析

结合齿轮浮动凹模锻造和分流锻造技术,提出了一模两击式直齿轮冷闭式镦挤新技术,即先进行环形坯料带活动芯轴的镦挤预锻,后进行无芯轴空心分流终锻的两步成形工艺。并通过DEFORM—3D数值模拟分析和比较,验证了该技术能解决成形力过大和齿形充不满等缺陷,是适用于直齿圆柱齿轮精锻的有效工艺方案。

奥氏体不锈钢管坯镦挤法兰工艺

针对应用广泛的奥氏体不锈钢中间带大孔的高颈法兰类零件传统锻造工艺的不足,提出了一种利用管坯直接镦挤法兰的新工艺;用DEFORM-3D软件模拟了奥氏体不锈钢(0Cr18Ni9)法兰锻件的管坯镦挤成形过程。结果表明:该工艺是可行的,与传统工艺相比,该工艺工序少,材料利用率高,成形载荷小,提高了生产效率,降低了生产成本。对类似零件的成形具有一定的参考价值。

圆柱齿轮镦挤成形约束分流的数值模拟

借助Msc/superform软件对圆柱齿轮镦挤成形中的约束孔分流、约束轴分流的成形过程进行了三维有限元模拟,分析变形过程中一些有代表性的状态点的速度云图、应力云图以及载荷曲线,得到成形过程中一些瞬间点的状态云图。研究表明,约束分流不仅可以使变形继续进行,而且合适施加约束,能够保证齿轮角部金属的填充;约束孔分流可以保证齿轮角部金属的填充,但是,成形力会随着成形过程的进行而增加较大;约束轴分流在齿轮角部金属填充饱满后,成形力增加的幅度不是很大。

直齿圆柱齿轮镦挤精锻模拟

在总结各种直齿圆柱齿轮精锻工艺的基础上 ,设计了一种直齿圆柱齿轮镦挤精锻工艺和模具 ,并进行了实验和上限模拟。实验模拟证明采用该工艺可以获得满意的直齿圆柱齿轮锻件 ,并表明在变形过程中坯料芯部存在一轴对称变形区。上限模拟通过所设计的简便精确的动可容速度场 ,获得了变形力和轴对称变形区的变化规律。两种模拟结果较为吻合。

温镦挤模具磨损失效分析

对失效的H13温锻模具钢进行了分析,发现模具钢硬度、晶粒大小、合金元素含量基本符合标准。高温摩擦磨损实验及磨损形貌观测表明,模具磨损的主要形式为黏着磨损,氧化磨损和磨粒磨损。运用DEFORM-3D软件模拟分析了模具硬度和毛坯温度等工艺参数对模具磨损的影响,结果与实际磨损状况基本吻合。这可为延长模具寿命提供帮助。

循环镦挤在AZ91D镁合金半固态工艺中的应用(英文)

研究AZ91D镁合金在循环往复镦挤和局部重熔过程中的组织演变,研究重熔温度和保温时间对AZ91D镁合金半固态组织的影响,测试触变挤压AZ91D镁合金构件的力学性能。结果表明:对于触变成形制备半固态AZ91D镁合金,循环往复镦挤和局部重熔是一种有效的方法。在局部重熔过程中,随着重熔温度的升高和保温时间的延长,固相晶粒尺寸增大,晶粒球化效果较好。比起其他铸态AZ91D镁合金,循环往复镦挤和半固态重熔制备的AZ91D镁合金的力学性能得到显著提高。

轴套镦挤成形过程的计算机模拟与工艺优化

通过计算机模拟带有锥孔大法兰轴套零件镦挤成形过程，研究该类零件镦挤成形中的金属流动规律及成形条件。得出了在满足成形要求及耗能最小的前提下，最佳的毛坯形状和工艺，为该类零件镦挤成形工艺的制定提供了科学依据。

润滑条件对圆管镦挤法兰成形的影响

对圆管镦挤法兰成形工艺进行了详细的研究 ,采用有限元数值模拟方法分析了润滑条件对成形过程中金属流动的影响及缺陷产生的原因 .给出了两种内径、三种壁厚情况下成形法兰宽度 -摩擦系数关系曲线 ,并进行了圆管镦挤法兰成形试验 ,数值模拟结果与试验结果具有较好的一致性 .

空心件镦扁镦挤过程数值模拟

运用Deform软件对空心扁法兰件镦扁镦挤过程中的缺陷进行数值模拟。根据模拟结果,改进了工艺方案,优化了模具结构。生产实践验证,这一改进能有效克服缺陷。

带法兰盘的阶梯轴冷镦挤成形工艺研究

为了研究法兰盘阶梯轴零件成形过程,确定其合理的工艺方案,课题组运用Deform 3D软件对带法兰盘阶梯轴零件镦挤过程进行数值模拟。通过模拟结果对初定工艺方案进行分析,确定了3步成形工艺,并对该工艺进行改进。基于正交试验对改进工艺进行优化,综合模具载荷、折叠角大小和分布及应力分布等因素,确定了最佳的工艺方案。结果表明:采用3步成形工艺时,对法兰盘进行2步镦粗成形,即采用挤压-法兰盘1次镦粗-法兰盘2次镦粗成形工艺,该工艺可有效降低模具载荷、折叠角的角度和面积及零件应力;且当压力机工作速度为5 mm/s,法兰盘拐角处模具圆角半径为5 mm,摩擦因数为0.05时,工件成形质量较优。通过实际生产获得了表面质量良好的法兰盘阶梯轴零件。

基于DEFORM的半轴套管复合鐓挤模拟分析

汽车半轴套管一般采用优质碳素结构钢和合金结构钢热轧,无缝钢管由机加工制造。对于形状简单凸缘直径不大的套管,机加工难度不大,但是对于形状复杂,内孔异形的套管采用机加工成形浪费材料或者根本无法加工。采用挤压成形有诸多优点,如节省材料,提高效率,工件性能由于塑性强化而提高等。设计了一种半轴套管的复合鐓挤成形工艺,模拟仿真的结果很理想,工件尺寸达到要求,凸凹模应力也远低于许用应力。

花键离合齿轮镦挤复合成形

对花键离合齿轮外形尺寸进行了工艺分析,选择镦挤复合成形工艺,制订了零件冷挤压件图及镦挤工艺流程,对镦挤变形程度进行校核,计算了最大挤压吨位,并介绍了镦挤模具的结构特点。

超声辅助镦挤塑性成形过程材料变形模式研究

从材料塑性变形的角度,结合试验和应力波理论,研究超声效应对于材料变形的影响规律,提出超声辅助镦挤过程中的材料变形模式。基于镦挤试验,研究材料铝的小孔填充能力和径向变形规律,试验结果表明超声辅助振动可以大幅提高小孔的填充能力和接触区域的径向变形量。利用扫描电镜测试手段,研究了镦挤成形工件的表面形貌,发现超声辅助塑性成形零件表面生成了高硬度的氧化铝膜。归纳总结超声辅助塑性变形过程中的变形模式,基于材料变形等效的原则,结合应力波理论和冲击动力学方法,认为超声辅助镦挤过程中的变形模式与材料塑性模量下降、接触区域摩擦因子下降和超声振动的间歇冲击有关。

镦挤拔模斜度对成形的影响规律研究

由于坯料在镦挤变形过程中要经过镦粗和挤压变形, 给模具参数的选择带来一定的难度。凹模的拔模斜度是影响成形工艺的一个重要参数, 关于拔模斜度大小的选取, 目前尚无准确的公式、曲线或表格。论文以数值仿真技术为依托, 建立了基于刚粘塑性有限元法的镦挤热成形工艺有限元模拟模型, 利用塑性成形仿真软件 DE FORM-3D对镦挤工艺进行模拟仿真, 分析讨论了不同拔模斜度对镦挤热成形过程的影响以及成形过程中可能产生的缺陷, 建立了基于数值模拟仿真模拟结果的最佳拔模斜度成形规律曲线, 为指导镦挤工艺设计中凹模拔模斜度的选择提供了理论依据, 也为其它挤压凹模斜度的选择提供了参考。

摆辗镦挤成形的上限分析

本文应用上限法对圆柱体自由摆辗镦挤成形过程的力能参数和变形规律进行了分析研究，变形区域由接触变形区、非接触变形区和塑性铰组成，并建立了相应的动可容速度场。通过优化计算，获得了摆辗镦挤变形力、反挤压高度随着坯件高度压下量、摆头每转压下量、坯件与模具接触面上的摩擦的变化而变化的关系。

大型饼类锻件镦挤工艺应变场的数值模拟

研究发现,在镦挤过程中,坯料中心出现上下两个刚性区。当压下量较小时,上刚性区较大,随着镦挤过程的进行,上刚性区逐渐减小,并与下刚性区靠近。对比平板镦粗和漏盘镦挤来看,平板镦粗过程中坯料心部的金属产生的等效应变比漏盘镦挤剧烈。

可轴向振动凹模冷闭式镦挤直齿轮中周期影响数值模拟

通过凹模在轴向方向上的振动,利用毛坯受到凹模对其摩擦力方向向下的过程来降低齿轮成形所需的载荷力。从理论上推导出了能让载荷明显降低的最佳周期公式T=t(n+1)(n=0,1,2,3,……),并通过DEFORM-3D有限元分析软件模拟验证了此公式具有普遍性,并对公式中n值进行了分析。

微小尺度镦挤复合成形研究

为了研究晶粒尺寸对微成形工艺的影响,在常温下对具有不同晶粒尺寸微型铜圆柱体坯料进行了微型镦挤复合成形,获得了微小尺度下材料流动特点及相关工艺参数。所得结果表明,所成形的微型杆-法兰件挤出杆端随着材料晶粒尺寸的增大而逐渐呈现出凹凸不平的现象,即出现非均匀流动;随着晶粒尺寸的增大,凸模单位压力逐渐减小;晶粒尺寸的变化对于各个阶段成形力变化趋势没有明显的影响。