车轮成形中预锻工艺及模具结构对终锻过程的影响

以铁路货车用HDSA车轮为研究对象,采用MSC Marc软件建立车轮模锻有限元模型,模拟分析原预锻工艺及模具条件下车轮模锻成形过程中金属的流动及变形力,研究预锻闭模间隙对终锻轮辋充满度及锻压力的影响,进而考察预锻模具结构尺寸对终锻的影响,优化闭模间隙及预锻模腔结构。结果表明:在原预锻工艺及模具结构尺寸下,终锻结束轮毂完全充满,轮辋型腔上下角部充满度较差;减小预锻闭模间隙可使预锻压力显著增大并使终锻时轮辋金属更多流向轮缘,轮辋上部的圆角充满度降低,限于预锻压力机的能力,原预锻模具结构下预锻闭模间隙的可调整空间小,通过调整闭模间隙改善终锻轮辋内圆角部位填充效果有限;减小预锻模具的轮辋型腔内径可显著减小预锻压力,利于提高终锻后轮辋上部圆角的充满度,且对终锻压力没有明显影响;增加预锻轮辋型腔的高度也能一定程度降低预锻压力,提高终锻后轮辋上部圆角的充满度,但会显著增大终锻压力。综合考虑,减小预锻模具轮辋型腔内径是优选方案,但还需考虑终锻模具轮辋型腔尺寸,两者不能差异过大。

儿童平衡车车轮毂压铸模设计

对儿童平衡车车轮毂进行了工艺分析,确定了制件使用压铸铝合金为原材料,详述了模具压铸机的选择、分型面的确定、浇注与排溢系统的设计、推出机构、侧抽机构、冷却系统及模具工作过程。该模具结构合理、可靠。

基于BP神经网络和SQP算法的轮毂锻模优化设计

针对轮毂锻模的上模芯磨损剧烈的问题,将锻造成形数值模拟、BP神经网络和SQP算法耦合以优化模具的型面,改善上模芯的磨损情况,从而提高模具的寿命。基于MATLAB平台,以等磨损为目标建立优化数学模型,采用3次样条插值曲线描述上模芯成形部位的轮廓形状。结合锻造成形数值模拟和修正的Archard磨损模型得到计算结果并以此训练BP神经网络,建立模具型腔控制点与目标函数之间的映射关系。运用SQP算法对设计变量进行寻优,得到最优的上模芯成型部位的轮廓形状,并对此轮廓的磨损情况进行数值模拟验证。结果表明:优化后成形上模芯磨损量减小且更加均匀,等磨损值下降了38.4%。

基于CAE的铝合金车轮低压铸造模具结构优化

基于流体力学传热学基本方程和有限差分方法,利用AnyCasting铸造模拟软件,采用残余熔体模数预测缩孔、缩松缺陷,用确定性模拟方法模拟微观组织。将铸造的充型凝固宏观模拟与微观组织模拟相结合,实现了铸造成型过程从宏观缺陷到微观组织以及机械性能进行完整的模拟。以某型铝合金车轮的模具设计为例,证明了该模拟方法能够指导模具结构优化,减少反复修模、试模所造成的能源浪费,提高工艺成品率。

镁合金汽车轮毂低压铸造数值模拟

为了预测镁合金轮毂低压铸造过程中可能产生的缺陷,利用三维建模软件对镁合金轮毂进行数值建模并通过Procast模拟软件对镁合金轮毂的充型和凝固过程进行模拟分析。由于加压速度的快慢,对铸件充型的平稳性有很大影响,并且热节及孤立熔池部位极易产生缩孔缩松缺陷,因此对镁合金轮毂铸造过程的加压速度及温度场、流场进行研究。研究结果表明,通过降低加压速度能够很大限度地减少在浇注过程中所产生的气孔和缩孔缩松及氧化夹杂缺陷,对于轮辐处产生的热节,可以对该部位进行激冷处理,使其优先凝固,进而改善了铸件的质量。

半固态模锻ZL101铝合金车轮的组织与力学性能

采用低过热度浇注法制备半固态ZL101铝合金圆棒坯料,在200 T立式油压机上模锻成形铝合金车轮,研究了铝合金车轮的组织与力学性能。结果表明:低过热度浇注法制备ZL101铝合金圆棒坯的合理浇注温度为635～655℃,棒坯组织为细小均匀的等轴和球形α-Al晶粒,棒坯合适的二次加热工艺为600℃等温加热60～80 min。半固态模锻ZL101铝合金车轮组织由球形α-Al晶粒和α+Si共晶组织组成,经T6热处理后,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为211.9 MPa、318.1 MPa和5.9%,表明半固态模锻铝合金车轮具有较高的综合力学性能。

低压铸造铝合金轮毂内部缺陷分析及改进措施研究

对低压铸造A356铝合金轮毂内部缺陷进行了分析,对轮毂各个部位的微观组织和力学性能以及试样拉伸断口形貌进行了检测。结果表明:轮辐和轮心部位α-Al的二次枝晶臂间距(SDAS)分别为48μm和55μm,易出现少量的缩孔、缩松以及气孔等铸造缺陷,局部区域存在变质不良的Si相及针状、鱼骨状的铁基化合物;外胎圈座附近易出现偏析现象,造成局部性能不佳;轮缘部位晶粒细小,Si相变质良好。为提高产品质量,总结了压铸铝轮毂组织中易出现的各种缺陷并提出相应的改进措施。

三角带轮压铸模智能CAD系统的研究

采用面对对象的知识表达方法 ,利用MFC与MDT 3 .0三维造型软件相结合 ,研究开发了基于三维参数化造型技术的三角带轮压铸模智能CAD系统。系统由专家系统模块和图形处理模块组成 ,可以自动生成实心轮、辐轮的压铸模实体图和工程图 。

镁合金汽车轮毂挤压成形工艺研究

通过对镁合金汽车轮毂成形难点的分析,制定出一套合理的成形方案。重点介绍了正挤压工序。通过分析坯料预热、模具预热及挤压速度等对正挤压的影响来合理控制坯料预热温度、模具预热温度、挤压速度以实现镁合金轮毂产品的成形,从而获得力学性能优于铸造成形的汽车轮毂。该工艺的提出为汽车轮毂的发展提供了有价值的参考依据。

镁合金轮毂低压铸造模具冷却性能模拟分析

对镁合金轮毂低压铸造模具关键部位的冷却性能进行模拟研究,对比了采用不同冷却方式所产生的凝固缩孔缺陷.研究发现,单独设置侧模冷却管道是一种有效的冷却方式,能够很好地减小镁合金轮毂低压铸造凝固过程中在轮辐与轮辋连接处所产生的合金液体孤岛体积,使其位置向轮心方向移动,进而降低这些区域的缩孔缺陷.通过对改进冷却性能后的轮毂实施静力学强度分析,对比改善前后轮毂应力应变分布情况,表明了模具冷却性能改善的有效性.

低压铸造压力和模温自动控制系统

分析了低压铸造工艺的发展对液面加压和模温的要求,介绍了自行研制的低压铸造压力和模温自动控制系统的组成、工作原理和特点。实际应用表明,该系统实现了液面加压和模具温度的闭环控制,其泄漏补偿能力使液面分级线性加压具有良好的重复再现性,多种方式综合调节冷却循环实现模温合理监控,此外系统稳定可靠,人机界面便于操作。工艺装备水平的提高对优化工艺进而稳定质量、提高生产率提供了保障,进一步提高了企业竞争力。

铝合金轮毂低压铸造充型过程模拟及工艺改进

以实际生产中的铝合金轮毂铸件为例,采用商用软件AnyCasting和自己开发的低压铸造过程数值模拟软件对其充型过程进行了模拟,并针对铝合金轮毂件的气孔缺陷分析提出了工艺改进方案。经过实际生产验证,有气孔缺陷的产品明显减少,表明数值模拟技术在低压铸造领域中对于改进生产工艺、减少铸件废品等方面具有实际指导意义。

铝合金车轮挤压铸造工艺

采用挤压铸造代替压力铸造生产铝合金车轮,不仅克服了压铸件内部容易形成气孔和氧化夹杂的缺陷,而且提高了成品率及材料利用率。介绍了铝合金车轮挤压铸造的模具结构及设计参数,分析了挤压铸造的工艺参数及选择依据。

火车车轮全模锻数值模拟

铁路运输在我国国民经济中起着至关重要的作用,十二五期间,铁路将朝着高速重载方向发展。车轮作为铁路运输车辆重要零部件之一,对其质量与数量的要求变得越来越高。全模锻法制造的车轮具有金属力学性能好、几何尺寸精度高、金属切削量少、不平衡度及表面缺陷小等诸多优点。通过三维有限元分析软件Deform-3D对车轮全模锻加工工艺过程进行数值模拟仿真,得出车轮全模锻过程金属流动规律以及模具受力情况,该仿真结果为车轮全模锻实际生产提供理论依据。

涡轮壳铸件消失模发泡模具的快速制造

本文介绍了涡轮壳铸件消失模发泡模具的快速制造过程 ,即首先采用曲面建模技术 ,完成模具的三维造型 ,而后结合分层物体制造 (LOM )快速造型技术和转移涂料精确铸造工艺 ,实现模具的快速制造。结果表明 ,此种工艺方法 ,可以实现小型、复杂浅腔模具的快速制造。

汽车轮毂轴承套圈冷挤压工艺及模具设计

对桑塔纳L45449汽车轮毂轴承套圈进行了工艺分析,制订了零件冷挤压工艺方案,对冷挤压模具进行了介绍,特别针对GCr15轴承钢冷挤压变形抗力大的特点,在凹模内壁上加设若干外凸的韧带圈,以在冷挤压前起到摩擦预热的效果。实验证明运用该冷挤压工艺制造汽车轮毂轴承套圈,其材料消耗少,力学性能高,设备投资少,具有显著的经济价值。

镁合金车轮成形工艺及模具研究

针对铸造镁合金车轮存在缺陷及力学性能相对较差等问题,制定了锻造镁合金车轮成形工艺,并根据该工艺要求设计了成套模具,确定了工艺参数和工艺步骤,试制了车轮产品。实验性生产表明:该工艺具有简单易行、生产效率高、易于自动化等优点;设计的成形模具设有特殊卸料及补温装置,保证了工艺的顺利实施;车轮产品的力学性能好,顺利通过了标准台架试验检测;节能效果对比测试表明:与同款式铝合金车轮相比,镁合金车轮实现减重35%、等速路跑测试条件下节能约11%、等速台架测试条件下节能约15.4%。

高精度链轮冷挤压工艺及其模具精度控制

分析了限扭器链轮的工艺性 ,介绍了用冷挤压技术生产链轮的工艺流程及难点 ,提出了采用预应力控制模具精度的方法 ,其齿型参数达到国家标准 ,满足了图纸规定的要求。

压力成形轮形件的非均质现象

以A356铝合金车轮为例,研究低压铸造、铸旋和挤压铸造3种压力成形工艺下轮形件的组织和性能不均匀现象.结果表明:压力成形轮形件的非均质程度随着压力的提高而减轻,但是非均质的分布随着压力所用方式和压力的高低而变得更加复杂,加压铸造轮形件的晶粒度和力学性能沿径向和纵向都表现出非单调的变化规律;加压成形条件下,显微组织的细化机理包括冷速细化、压力细化和流变细化,细化效果随压力增大而增大;在挤压铸造、铸旋和低压铸造3种工艺中,挤压铸造轮形件的组织和力学性能均匀性最好,低压铸造最差.

铝合金轮毂压铸充型阶段压力条件的影响

在铝合金轮毂的压铸充型过程中,压力条件是影响压铸质量的主要因素,可以通过数值模拟与试压铸来建立压力条件。将有限元数值模拟手段与生产试验相结合,给出了压力条件建立的非线性增加过程;具体分析了熔液进入浇口初时、进入芯部与轮辐部、进入轮辋部时,在压力条件高低变化下,对流场状态与缺陷形成的影响;指出了充型阶段的一些现象与缺陷,如中心部气隙的出现与前移,芯部产生飞溅而形成气隙弥散,轮辋处产生缩松等。相应的压铸缺陷得到了验证,从而获得了轮毂型腔充型阶段压力条件的影响规律。