变速箱长柄法兰轴工艺分析及模具关键结构设计

目的根据长柄法兰轴的结构特点,制定一套产品的成形工艺方案并投入到生产中。方法法兰轴是双离合器变速器输出端与差速器连接的重要零件,其形状复杂,成形难度较大,根据产品的特点,制定温锻-冷锻联合成形的工艺方案。针对温锻工序中锻件内腔难以充满的问题,利用DEFORM对工艺中的关键步骤进行模拟仿真,并根据模拟结果对模具进行补偿设计,使锻件内腔底部与模具之间的间隙降至0.3 mm以下。考虑到金属的剧烈流动会加重模具的磨损,设计一套模具润滑系统,以提高模具的使用寿命。而锻造过程中模腔内形成密闭空间,压缩的空气会阻碍金属充填型腔,因此,在凹模与凸模上设计出一套模具排气系统,以避免塌角缺陷的产生。结果实现了长柄法兰轴工件的工业化生产,生产效率可达每分钟12.5只。结论根据数值模拟的结果对模腔面进行优化,设计了一套模具的润滑结构与排气结构,避免了锻造缺陷的产生,为双离合器变速箱长柄法兰轴产品的温冷锻工艺生产提供了经验依据。

用有限元法预测粉末体镦粗过程中的裂纹缺陷

以金属粉末体材料的塑性理论为基础，采用体积可压缩的刚塑性有限元法模拟粉末体材料的塑性变形过程。同时以Ｌｅｅ－Ｋｕｈｎ通过实验获得的局部应变极限准则为破裂条件，获得了在不同摩擦因子、高径比和初始相对密度条件下鼓形部位出现破裂的极限工艺参数。与Ｌｅｅ－Ｋｕｈｎ的实验结果比较表明：本文的预测方法不仅可行，而且其模拟计算结果可靠。

摆辗圆盘件中心变薄的预测及防止办法的有限元分析

本文采用三维刚塑性有限元法对圆盘件的摆动辗压过程进行了数值模拟，针对具体算例进行了圆盘件摆辗中心变薄缺陷的预测，并且对所提出的缺陷防止办法进行了数值模拟，结果说明，采用有限元方法进行圆盘件摆动辗压工艺缺陷预报是可行的，所提出的工艺优化方案改善了工件的受力条件，避免了工件中心变薄的发生。

锻钢冷轧辊坯内裂缺陷控制研究

冷轧辊坯超声波探伤超标的主要原因是裂纹性缺陷,非金属夹杂物对裂纹性缺陷的产生起到了重要的作用。高温扩散可明显改善对冷轧辊坯超声波探伤超标缺陷,终锻工艺应充分利用夹杂性裂纹的变化特点控制裂纹性缺陷。

金属冷锻破裂的预测

系统地分析了冷锻件破裂的原因,提出了提高冷锻件质量的方案,研究了不同热处理状态下镦粗的极限应变。考虑到静水压应力分量具有抑制材料韧性破坏的重要特性,从能量观点出发提出了冷锻材料破裂准则。试验验证结果表明,该准则可用于金属冷锻成型的破裂预测,并可指导冷锻成型工艺的编制及模具的调试。

考虑晶粒尺寸影响的硬度预测模型

目的研究了晶粒尺寸对冷成形过程中材料硬度变化的影响。方法通过不同的退火处理,获得了具有不同晶粒尺寸的材料。采用压缩试验、压痕试验和有限元模拟相结合的方法,研究了不同初始晶粒尺寸条件下材料硬度与等效应变的关系。结果初始晶粒尺寸d对材料初始硬度HV0、硬化系数K、硬化指数n有较大影响,随着晶粒尺寸的增大,它们呈减小趋势。同时提出了一个考虑晶粒尺寸影响的硬度预测模型,并进行了实验验证,硬度的预测值与测量值吻合较好。结论该模型能准确预测具有不同初始晶粒尺寸的材料在冷成形过程中的硬度分布。

基于数值模拟和响应面法的CVT带轮轴终锻成形优化研究

针对汽车变速器带轮轴锻件多齿形、阶梯轴、带法兰等难成形的特点,在工艺分析基础上指出终锻是保证其成形精度和质量的关键。通过数值分析获得坯料在终锻工序中的应变场和模具应力场,并预测了终锻缺陷。基于响应面法、数值模拟和实验对终锻工艺参数进行了研究,通过线性加权和法建立了终锻成形质量的评价函数,得到了响应变量关于3个自变量的回归预测方程。研究结果表明,坯料温度对终锻成形质量影响最大,当优化工艺参数为坯料温度1070℃、摩擦系数0.22、凸模速度33 mm·s^-1时,终锻成形质量最好。实验验证了优化工艺参数下锻件齿形饱满,符合产品要求,为复杂带轮轴类锻件的热模锻成形提供了理论和工艺指导。

冷轧带钢综合拉窄量预测及切边工艺控制研究

通过理论分析和预测建模功能的对比,建立了带钢在冷轧工序拉窄量的最优预测模型,形成了酸洗圆盘剪定尺规范。结果显示:(1)随机森林预测模型精度高于神经网络模型和决策树模型,为最优预测模型;(2)影响拉窄量的关键参数工艺点为屈服强度、轧机2~3机架张力差、退火工序加热三段出口板温、轧机2~3机架张力差、原料宽度及退火工序张力;(3)以强度和宽度为大类重新建立酸洗圆盘剪定尺规范,酸轧窄尺缺陷得到显著改善。

降低冷挤轴套废品率

本文主要介绍了冷挤轴套废品产生的原因，并分析确认要因、制定改进措施，最终达到降低废品率的目的。

汽车差速器齿套冷锻工艺分析与优化

以汽车差速器齿套为研究对象,为解决现有制造工艺中存在的工序多、产速慢、材料浪费、生产的齿套齿部强度差等问题,研究了一种适用于齿套生产的冷锻新工艺。首先,基于齿套结构完成了符合成形理论的5工位成形工艺设计,并利用Deform-3D软件进行了成形检验,结果显示其中有两个阶段材料流动异常,引起了折叠缺陷;然后,基于缺陷原因完成了工艺的优化,并对改进后的工艺中各阶段的成形过程重新进行了模拟检验,结果显示均达到了预期要求;最后,对优化前后两种工艺分别进行试模,其中优化前工艺得到的齿套存在折叠缺陷,并且产生的部位和阶段与模拟结果完全一致,而优化后的工艺得到的齿套成形充分,无折叠等缺陷,成形质量及尺寸精度达到要求,能作为生产该齿套的新工艺。

基于数值模拟的车用法兰连接件多工位冷锻工艺研究与改进

以车用法兰连接件为研究对象,根据其结构特点,提出了一种6工位冷锻工艺方案,并采用Deform-3D对各工位成形过程进行了建模分析。结果显示,该方案能够获得外观填充完整的法兰连接件,但存在材料折叠缺陷。基于此,在原方案基础上提出了两种改进方案并依次进行了模拟,分析了改进后方案的网格流线变化图,同时对比了两种改进方案的成形载荷大小。结果表明:两种改进后方案均能够解决材料折叠问题,采用改进方案1时,成形载荷相对更小,更利于降低模具受载,提高模具寿命。经实际试模可知,按改进方案1生产的各工位零件与模拟结果一致,成形完整,无裂纹、折叠等缺陷,工艺可靠,该优化方法对多工位锻造技术的发展具有一定的推广作用。

大型汽轮机低压转子混晶缺陷预防工艺措施研究

揭示了大型汽轮机低压转子锻件产生混晶缺陷的主要原因,提出消除混晶缺陷的锻造工艺措施,通过生产验证和晶粒度数值计算验证,获得了锻造300和1000MW两种汽轮机低压转子的具体工艺参数,申请并授权了两项发明专利。

哈克抽芯铆钉铆套冷精锻成形工艺

针对哈克抽芯铆钉铆套成形过程中头部出现的填充不饱满、折叠、飞边等缺陷,在金属流动行为方面分析了缺陷形成的原因。在此基础上初步设计了两种冷精锻成形工艺并优化了模具结构,在工位3模具结构中铆套顶部外圆角处、杆部与头部连接处分别预留一个直径为Ф0. 2 mm的排气孔,目的是解决制件填充不满问题,并分别建立有限元模型,利用DEFORM-3D进行数值模拟。对比两种工艺成形过程的等效应力、等效应变、成形载荷和金属流向,仿真结果表明:工艺2成形终段的等效应力、应变值比工艺1分别高出15%和34. 6%,且金属流动混乱,从而得出工艺1更加合理的结论。并通过JBF-19B-4S螺栓冷镦机进行试模,得到了无缺陷、填充饱满的制件,实验结果与数值模拟结果保持一致。