管坯镦锻工艺仿真及优化

管坯镦锻制品是石油、钻探等机械设备的关键部件,要求具有很高的强度、抗拉性能及抗疲劳性能。在实际生产中,管坯成形过程很容易产生失稳、内部凹陷甚至折叠,而且坯料体积不易控制,使得锻件成形困难,锻件质量得不到保证。本文采用Deform-3D塑性有限元分析软件,以钻杆头部镦锻为例对管料的镦锻成形工艺过程进行了模拟和分析,并针对原有成形工艺中出现的问题进行了改进和优化。运用Deform-3D系统模拟的油管与生产实际基本吻合,因此,该模拟结果及其参数可用于钻杆头部镦锻模的设计。

核电大型管板锻件两种压实工艺的数值模拟与研究

中心凸台压实工艺和锥形板镦粗工艺是常用的两种大型饼类锻件镦粗方式。利用Forge锻造模拟软件模拟了两种工艺镦粗的核电管板锻件。结果表明:采用中心凸台压实工艺的坯料心部在镦粗过程中一直存在三向压应力,且心部产生了变形,但上下端面仍存在难变形区;采用锥形板镦粗工艺的坯料心部在镦粗过程中一直存在两向拉应力,虽迫使与锥板接触部位的坯料产生了变形,消除了难变形区,但心部并没有产生有效变形。

航空发动机叶片导流管的固态介质模锻成形技术

对导流管的固态介质模锻成形工艺过程进行了有限元仿真,并对管坯尺寸、芯料体积、管坯与芯料和模具的摩擦系数等工艺参数展开研究,得到该工艺各参数对管坯成形后的厚度分布和形状精度的影响规律。分别通过单向拉伸试验和单向压缩试验,得到管坯材料和固态介质锡的应力–应变关系。给出了以零件最终几何信息来确定管坯和芯料几何尺寸的方法。为了避免飞边的出现,提出了沿切向设置分模面的模具设计方式。依据材料数据、管坯、芯料和模具的几何模型,建立了成形过程的有限元模型并对工艺过程进行仿真。将仿真结果中的零件厚度分布和贴模度作为评价成形质量的指标,分析了管坯和芯料的尺寸参数α和β,以及管坯与芯料、模具的摩擦系数fi和ft对成形结果的影响规律。结果表明,管坯和芯料的周长和容积缩放系数组合为α=1.00和β=1.05,摩擦系数组合为fi=0.05和ft=0.05时更有利于成形结果的厚度和贴模度分布。

管坯镦粗工艺

管坯成形过程容易失稳 ,产生折纹 ;同时因管壁厚度公差大 ,坯料体积不易控制 ,使得锻件成形困难 ,质量难以控制。本文针对我厂生产的一种管坯锻件的成形工艺 ,结合有限元模拟与实际生产情况 ,着重分析了第一道聚集工步的特点 ,型腔设计的基本原则 。

带直弯的连接轴弯曲镦锻成形数值模拟

对带直弯的连接轴的锻造成形进行了工艺分析。使用Deform-3D有限元软件对其弯曲镦锻成形工艺进行了模拟,发现可能存在的锻造缺陷。通过优化工艺参数以及坯料形状,获得了金属流动、应力应变分布等,确定了最优坯料及弯曲镦锻工艺参数。其结果是消除了锻造缺陷,提高了材料利用率。

13Cr油管加厚数值有限元模拟

介绍了一种先外增厚再缩径的油管管端镦粗新工艺(减径法),通过建立管端镦粗塑性成形工艺有限元模型,模拟了13Cr油管管端加厚传统工艺(累积法)与新工艺的金属流动规律及对成形过程的影响,并将新工艺的模拟结果与实际生产结果进行对比。对比发现:与累积法相比,减径法的成形速度较快,所需顶锻力较小。模拟结果表明:数值模拟结果与实际生产结果基本吻合,模拟结果具有可靠性;利用减径法镦粗变形的13Cr油管管端内外表面光滑平整,无明显的凹坑、波纹、折叠等缺陷。