基于Simufact Forging高铁轮毂锻压成形工艺仿真

基于Simufact Forging有限元分析软件对高铁轮毂成形过程进行了仿真,着重研究了轮毂辗扩过程中的等效塑性应变、等效应力及材料流动。结果表明:高铁轮毂在辗扩过程中材料整体变形基本一致,可以获得较好的力学性能;随着锻压成形不断的进行,轮毂内圈塑性应变逐渐变大;成形过程中整个轮毂应力分布较为均匀。

多楔轮轮毂冲锻成形工艺及影响因素研究

针对某筒形多楔轮轮毂零件的结构特点,基于板料近净成形原理,对其轮毂成形制定了多道次冲锻工艺方案。基于DEFORM-3D软件平台建立了多道次冲锻成形全流程三维有限元模型,通过数值模拟研究了模具结构参数对缩径翻边和镦锻工序中成形缺陷的影响,并分析了成形过程中的等效应变分布与轮毂筒壁壁厚变化情况。结果表明,当两道次缩径翻边步长l1和l2的取值范围为12.8~15.6 mm、第1道次缩径翻边圆角半径r1不小于16 mm时,轮毂筒壁成形结果良好,没有产生失稳和削料。当整形上模圆角半径R为3.5 mm时,镦锻末期在筒壁与凸缘交接处不会产生折叠缺陷。根据模拟结果进行实验验证,成功试制出多楔轮轮毂,验证了工艺制定及参数选择的可靠性,并最终在此基础上制得合格的多楔轮零件。

一种盘式铝合金汽车轮毂锻造工艺设计及锻件组织力学性能分析

设计并优化了一种盘式铝合金汽车轮毂的锻造工艺及模具,结合数值模拟明确了锻造过程中金属的流动规律。针对此类盘式铝合金汽车轮毂的结构特点,提出了一种预锻件-终锻模具内嵌式相切的设计方法。基于此设计方法,通过数值模拟得出了合理的预锻上模压下量为50~70 mm。优化的锻造工艺和模具解决了轮毂初始坯料和预锻件与模具间定位难的问题,并消除了终锻件的折叠缺陷。利用优化后的锻造模具和工艺进行了锻造生产试验,对轮毂终锻件不同部位进行了组织表征和力学性能测试。结果表明,采用提出的预锻模具设计方法及推荐的预锻上模压下量,轮毂锻件成形质量良好,飞边分布均匀且无折叠缺陷,不同部位的组织和力学性能均满足要求。

基于SolidWorks Composer的火车轮毂智能锻造生产线可视化设计研究

以CAXA CAD和SolidWorks为平台,设计建立火车轮毂智能锻造生产线所需的环形加热炉、工业机械手、快速锻造液压机等三维模型,完成生产线系统模型集成优化,后将模型导入SolidWorks Composer软件进行可视化交互设计,即通过设置属性关键帧、位置关键帧、时间关键帧等内容,完成生产流程的可视化设置,生动呈现智能化生产过程,实现机械设计制造与可视化设计耦合,为火车轮毂智能锻造生产线系列化设计和运动联动设计提供基础与依据。

铝合金机轮轮毂锻造流线仿真与实验研究

采用Deform 2D软件对铝合金机轮轮毂在不同工艺参数下的锻造流线进行仿真分析,并通过机轮轮毂缩比件锻压工艺实验研究对仿真结果进行验证。研究结果表明:适当增大坯料与模具之间的摩擦,可减小流线与锻件表面夹角,避免流线露头;与常规热模锻工艺相比,等温模锻工艺(模具温度和坯料温度均为450℃,压制速度为0.1 mm/s)在较高的温度和较低的变形速率下,可有效降低材料的变形抗力,增强材料在模腔中的流动性,成形的机轮轮毂流线分布合理,晶粒细小均匀,避免了热模锻过程中易产生裂纹、充填不满等缺陷。

基于FEM的热锻模磨损分析与寿命预测

锻模磨损是热锻模失效的主要形式,对热锻模的磨损进行分析显得尤为重要。建立了基于磨损计算的三维有限元模型,对轮毂热模锻成形过程进行热力耦合分析,实现了成形过程的仿真,得到了模具应力分布和模具磨损分布,预测了成形所需的载荷力;根据热锻模具在工作时的模膛磨损分布趋势,对热锻模型腔表面的关键部位的磨损进行观察,并对热锻模具的使用寿命进行了预测。研究结果表明,采用有限元模拟与磨损理论相结合的方式预测热锻模寿命,与实际使用状况相符,可以为实际的热锻模具设计及锻造生产提供参考。

6061铝合金轮毂的力学性能与锻造工艺的计算机模拟

分别采用树枝晶和非树枝晶6061铝合金锻造生产汽车轮毂,并应用CMT5305电子万能实验机对轮毂不同位置取样进行力学性能测试,用三维有限元软件Deform-3D模拟6061铝合金轮毂的锻压过程,分析对比轮毂不同位置的应力应变状态以及与力学性能之间的关系。结果显示,经过电磁搅拌处理的非树枝晶材料生产的轮毂,其力学性能较普通材料整体上有较大改善;轮毂中累积应力应变越大的位置,其力学性能相对应力应变小的位置更佳。

锻造铝合金轮毂摆动辗压制坯工序数值模拟技术

锻造铝合金轮毂由于其优越的性能成为轮毂制造业发展的必然趋势。摆动辗压制坯工序是锻造铝合金轮毂生产工艺中一步重要的工序。本文使用DEFORM-3D软件对锻造铝合金轮毂摆动辗压制坯过程进行数值模拟,考察了主要工艺参数对成形过程的影响,并确定了合理的始锻温度480℃和压下速度10 mm.s-1。用已经确定的成形参数考察了Φ558.8 mm铝合金轮毂制坯工序成形力的大小为2335 kN,与实验结果2362 kN非常接近。数值模拟结果可以为开发该工序设备确定主参数提供理论依据。

轮毂闭式热锻模温度场仿真分析

热锻模工作时温度场是连续变化的,其第一次工作循环与达到热平衡状态时的温度场之间存在巨大差异。以轿车前轮毂闭式热锻模为例,用DEFORM-2D软件模拟了其全工作过程的温度场,分析了温度场的变化过程和变化规律,得到了热锻模热平衡状态下的温度场,为实际热锻模设计制造提供了理论依据。

铝合金机轮轮毂锻件微观组织仿真及工艺优化

利用Deform-2D仿真软件,研究了锻造工艺对机轮轮毂锻件微观组织的影响,并用实验进行了验证。研究结果表明,热模锻时,提高模具温度在细化锻件晶粒方面效果显著,特别是当温度高于420℃后;采用坯料、模具温度均为450℃,成形速度为0.1mm/s的等温模锻工艺成形机轮轮毂,锻件形变均匀,晶粒细小均匀,再结晶充分。仿真结果与实验结果基本符合。

时效制度对喷射成形7055铝合金机轮轮毂锻件性能的影响

采用全自动控制往复喷射成形工艺制备直径为495 mm的大规格7055铝合金锭坯,经热挤压、2次锻压成形和双级固溶处理后,分别进行T76(120℃/6 h+160℃/8 h)、T74(120℃/6 h+160℃/18 h)和T73(120℃/6 h+160℃/30 h)双级时效处理,测定时效态锻件各取样部位的抗拉强度(σb)、屈服强度(σ0.2)和电导率(γ),并与单级时效T6态(120℃/24 h)的锻件进行对比,研究时效制度对轮毂锻件各取样部位性能和断裂方式的影响。结果表明,随二级时效时间延长,锻件的抗拉强度与屈服强度均降低,屈强比也略有降低,但断裂韧性提高;在T74和T73时效状态下试棒拉断后为典型的韧性断裂;随二级时效时间延长,锻件的断裂韧性和电导率均呈升高趋势,并改变T6态下的脆性断裂特征,满足机轮的应用要求。

液态模锻铝轮毂的工艺及组织性能

用液态模锻方法试验研究了轿车铝合金轮毂的成形工艺，确定了各主要工艺参数及其对成形质量的影响，分析了组织及力学性能。该法工艺先进，设备简单，使铝合金在高压下结晶，并在结晶过程中产生一定量的变形，消除了缩孔、疏松、气孔等缺陷。

轮毂轴承法兰热锻工艺优化方法研究

基于再结晶物理机理,结合Yada模型,建立了一微观组织演化模型,并嵌入DEFORM软件中。选用锻模在镦粗过程中的压下量及其初始温度为工艺变量,以锻件晶粒分布均匀度和锻件晶粒细小化程度作为优化目标,以锻压后材料损伤分布的体积分数为约束函数,对轮毂轴承法兰热锻成形工艺进行优化。最后,根据优化前后的轮毂轴承法兰热锻成形工艺参数进行了现场试制,以验证所提出的热锻成形工艺优化方法的有效性。结果表明,优化后的工艺参数能够使工件的晶粒度细化且分布更加均匀。

汽车轮毂(长)轴管锻坯壁厚偏差研究

对汽车轮毂(长)轴管锻坯壁厚偏差问题进行了分析,从模具材料选择及热处理方法、模具结构等进行了多方面的尝试改善。重点介绍了不同中频感应加热工艺参数对此类长轴管壁厚偏差的影响,取得了良好效果。

轮毂锻造机器人欠秩耦合端拾器结构设计及优化

为了提高高温和振动环境中轮毂锻造机器人的夹持稳定性和安全性,设计了一种轮毂锻造机器人欠秩耦合端拾器,并进行了结构优化。首先,将欠秩端拾器与弹簧杆件耦合,进行了欠秩耦合端拾器的设计及其自适应抓取过程分析;然后基于虚功原理,建立了端拾器执行机构在自适应夹持状态下的接触力模型;随后以接触力大小均衡性为要求建立结构参数优化模型,并提出新自适应小世界算法及其优化流程;最后利用自适应小世界优化算法完成了端拾器优化,并将优化结果与经验法、Fmincon优化函数、遗传算法和基本小世界算法进行了比较。数值测试表明,与其他4种算法相比,自适应小世界算法的优化目标值最小,且分别减少了97.4%、62.9%、52.3%和42.2%,显示出小世界算法在欠秩耦合端拾器优化中的可行性和优越性;而将所优化结构参数分别代入端拾器的接触力模型比较,文中所优化端拾器不同接触点处接触力偏差最大值也最小,且最大偏差分别减少了87.2%、82.6%、69.5%和42.1%,满足了锻造机器人端拾器夹持时的接触力均衡性要求。

基于ANSYS的120 MN重型轮毂锻造压机机身有限元分析

利用建模软件SolidWorks,设计模拟了120 MN重型轮毂锻造液压机的机身结构,并且利用有限元分析软件ANSYS分析了机身结构的受力模型,通过对比设计标准规范取值,对应力高的部分进行了结构优化,增强设备使用性能,为同类型重型轮毂锻造液压机的快速设计及通用化工作提供了基本参考和经验借鉴。

持续改进的轮毂锻造模具顶杆新型结构设计

对实际现场旧锻造模具顶杆存在的问题从现象到理论进行了分析,提出了2种新锻造模具顶杆方案设计,改良了锻造模具顶杆结构,并通过实验证明了设计的有效性。

液态模锻A356铝合金汽车轮毂的微观组织及性能

液态模锻技术在生产A356铝合金轮毂方面具有特殊的优势。对液态模锻A356铝合金汽车轮毂不同部位的微观组织进行了观察分析,测试了不同部位合金的硬度。结果表明:内轮缘部位Si偏析严重,轮辐部位形成粗大的树枝晶;轮辐的硬度相对较低。结果对生产实际具有指导意义。

浅谈铝合金轮毂生产技术的发展现状

本文简要叙述了铝合金汽车轮毂的研究与应用历史,介绍了几种常用生产铝合金轮毂的新技术、新工艺。包括铸旋成型新工艺、半固态模锻新工艺以及计算机辅助工程技术、X射线无损检测技术等在铝合金汽车轮毂生产中的应用情况,并对铝合金汽车轮毂生产技术的发展趋势进行了展望。

基于等效试验的铝合金轮毂薄弱区域性能与组织研究

为研究轮毂成形工艺对通风孔即薄弱区域材料显微组织和力学性能的影响,提出一种基于等效应变的等效试验方法。运用Deform-3D软件建立轮毂两步锻造模型,研究坯料整体以及薄弱区域的变形规律,根据薄弱区域等效应变设计单向压缩试验,对比分析了试样截面不同区域的变形规律、力学性能和显微组织。结果表明:试样表面区域晶粒尺寸最大,芯部和对角线区域晶粒得到不同程度细化,芯部与薄弱区域应力状态相似,等效应变相同。通过等效试验,能够较好的等效薄弱区域的变形。与初始坯料相比,通过锻造加工过程,薄弱区域材料的屈服强度和抗拉强度分别提高了77.1和61.6 MPa。