前轴承座上半铸件铸造工艺方案设计与模拟优化

前轴承座上半属于壳体类构件,两侧对称,但壁厚不均匀,材质为HT250。分析铸件结构特点,制定了分别从轴承座底面和顶面浇入的两种底注式浇注方案,分型面皆在轴承座底面。通过数值模拟对两种方案的温度场、速度场、缺陷等进行分析可知,从轴承座顶面浇入的缺陷较大且不利于消除,故选择从轴承座底面浇入的方案,并对此方案进行优化处理。针对铸造过程中产生的缩凹、缩松、缩孔等缺陷,分别增设了冒口、冷铁并进行优化。最终使铸件中的缺陷几乎全部消除,较大的缺陷均集中在浇注系统中,对铸件无影响。

深孔薄壁件变薄拉深工艺及模具设计

以某深孔薄壁件为例,制定其成形工艺方案。通过有限元模拟重点对反挤压、变薄拉深、双道次变薄拉深等关键工序进行分析,探讨工艺方案的可行性,完成了采用整体凹模结构的双道次变薄拉深模具设计。结果表明,通过工艺与模具设计方案的实施,获得了批量生产的合格深孔薄壁零件。

大型柴油机球铁缸体的生产

介绍了18V缸体生产中采用的劈模造型工艺。借助凝固摸拟技术优选工艺,制定了适合大型缸体的浇注系统及过滤系统,使铁液快速平稳地进入型腔,有效地解决了缸体内二次渣的问题。采用冲天炉-电炉双联熔炼,并采用多孔塞包脱S工艺对原铁液进行脱S处理,然后采用恰当的球化处理和孕育处理工艺,确保附铸试块和本体力学性能、金相组织等技术指标达到QT400-18材料牌号的要求。

高盒形件多道次变薄拉深工艺机理研究及数值模拟模型确立

盒形件有限元模拟通常采用壳单元进行建模,由于薄壳单元在计算中忽略了厚向应力,因此在多道次拉深成形及变薄拉深成形工况下的适用性存在质疑。以3003H14高盒形件多道次变薄拉深为研究对象,利用Dynaform并结合LS-DYNA有限元软件进行数值模拟,对比壳体单元与实体单元的模拟计算数据,通过分析外观模拟结果和Levy-Mises增量理论中瞬时本构关系系数的模拟数据,得到单元类型对薄板多道次变薄拉深成形模拟计算精度的影响规律。利用实际工程中的毛坯尺寸样本数据对建立的盒形件拉深毛坯尺寸计算程序进行训练,从而实现了盒形件拉深工艺毛坯尺寸预测软件的开发。此外,在明确建模方法后,结合实体单元有限元模拟结果研究板料在变薄拉深过程中材料的减薄与增厚的机理,揭示了材料流动规律。研究表明:实体单元模拟计算结果与实际更接近。若以坯料单元在工序前后的理论变形厚度的百分比差值作为变形程度衡量指标,当变形程度为0~11.1%时,两种单元计算差异为0.5%~27.8%;当变形程度为24.2%~34.9%时,两者计算差异为44.4%~79.3%。经多道次变薄拉深后,金属材料增厚区域多发生在凸缘及长边与短边交界处的圆角上;在模具的限制作用下,减薄区域多发生在底部圆角,长边与短边区域都有一定减薄;除工序1外,其他各个工序长边侧直壁平均厚度比工艺设计的理想值大1.00%~2.02%,短边侧直壁平均厚度比工艺设计的理想值小0.86%~12.90%。