楔横轧无料头辊剪制坯端部质量研究

为解决辊剪工艺中的端面堆料缺陷,实现楔横轧无料头轧制,运用DEFORM-3D软件建立了辊剪制坯的有限元模型,通过位移法阐明了辊剪过程中堆料缺陷的产生机理,并通过改变工艺参数和创新模具设计的方法来抑制堆料,提高坯料端面的成形质量.结果表明:在设备功耗范围内,堆料值随着轧辊旋转速度的减小而减小,随着进给速度的增大而降低;在模具外圆周处添加挡块能有效地消除堆料缺陷.该研究结果为完善辊剪制坯工艺,实现楔横轧无料头轧制提供了技术支持和理论依据.     

空心坯料楔横轧内孔缩孔变化的影响规律研究

以21-2N耐热合金钢空心坯料为研究对象,采用DEFORM-3D模拟了楔横轧空心坯料的成形过程,对不同工艺参数下空心轧件的变形情况进行研究.根据有限元模拟结果,揭示了不同工艺参数对空心坯料内孔缩孔的影响规律,即空心轧件轧后缩孔率大小和分布沿轧件轴向的变化、轧件内孔大小和分布沿轧件轴向的变化、轧件壁厚的变化等一系列变化规律.分析结果表明,工艺参数的改变会显著影响空心坯料的缩孔.     

形位参数对楔横轧轴件气压压实的影响

鉴于高压气体压实楔横轧轴件内部空洞(浮压法)可以提高楔横轧轴件质量与成品率的特点, 为进一步改善该方法对心部空洞的闭合程度, 运用DEFORM-3D有限元软件, 研究了形位参数对轴件外形尺寸和空洞闭合的影响规律. 研究结果表明: 轴件高径比为2时, 心部空洞最难闭合; 空洞越靠近轴件表面, 其闭合就越快; 空洞数量和形状对其闭合速度的影响较大; 但以上4个因素对轴件外形尺寸几乎没有影响. 研究结果为控制轧件心部缺陷、提高轴件的力学性能奠定了理论基础.     

基于挡楔与二次闭式的闭开联合楔横轧有限元数值模拟

为解决轴类件楔横轧过程中的凹心问题, 提高材料的使用效率, 采用DEFORM-3D软件建立闭开联合楔横轧的有限元模型, 并通过网格法对闭开联合楔横轧过程中的金属流动规律进行了阐释, 分析了轧件各阶段应力应变分布. 创新使用挡楔和二次闭式轧制的方法, 通过闭式阶段塑造坯料端部形状, 为开式阶段轧制提供凹心补偿. 模拟结果表明, 基于挡楔和二次闭式的闭开联合楔横轧可以有效减少甚至消除轧后端部凹心, 为实现楔横轧的无料头生产提供了理论依据.     

楔横轧阶梯空心轴径向压下量对内孔孔径变化影响规律

在阶梯空心轴的轧制中, 径向压下量对内孔孔径的变化有重要的影响. 基于Deform-3D软件建立了楔横轧阶梯空心轴成形的有限元模型, 分析了阶梯空心轴的成形过程和金属流动规律, 以轧后径向压下量和内孔孔径变化的关系为对象, 研究了原始相对壁厚和轧制温度对该关系的影响规律. 结果表明, 随着原始相对壁厚的增大, 相同径向压下量下内孔孔径变化减小; 随着温度从950℃增加到1180℃, 相同径向压下量下内孔孔径的变化先增加后减小, 其中轧制温度为1050℃时最大. 基于模拟计算结果, 应用MATLAB对阶梯空心轴轧制过程中不同断面收缩率下的径向压下量与内孔孔径变化规律进行了拟合, 给出了50%收缩率以上的统一拟合公式. 随后的楔横轧阶梯空心轴实验结果与仿真结果误差在4.6%以内, 验证了有限元仿真结果的准确性.     

楔横轧42CrMo/Q235复合材料层合轴界面最大剪切应变的影响因素分析

对楔横轧42Cr Mo/Q235层合轴进行轧制实验和有限元分析,研究成形角、展宽角、断面收缩率、轧制温度对界面最大剪切应变的影响规律.结果表明:成形角、轧制温度对最大剪切应变影响不大,断面收缩率、展宽角对最大剪切应变影响较大;展宽角越大,界面两侧最大剪切应变差值越大;断面收缩率越大,界面两侧最大剪切应变差值越小.同时,在最大剪切应变变化不大的情况下,仍然有界面的结合与分离,因此,界面是否结合仅考虑最大剪应变是不充分的,还需综合考虑其他指标的影响.研究结果对楔横轧层合模具设计和揭示界面结合机制奠定了基础.     

楔横轧无料头热剪切制坯工艺参数对端部堆料的影响研究

基于Deform-3D软件建立了楔横轧无料头热剪切制坯的有限元模型,在分析了热剪切制坯过程中端部堆料产生原因的基础上,采用正交试验的方法,分析了棒料剪切温度、剪切摩擦系数和刀具径向进给速度对端部堆料的影响,结果表明剪切温度和剪切速度对端部堆料的影响显著,摩擦系数对端部堆料有一定影响,且端部堆料随着剪切温度、剪切速度和摩擦系数的增加而减小.进而以端部堆料值最小为目标,在考虑加工效率、生产成本和设备能耗的情况下,优选出了一组最佳工艺参数.该研究结果为完善楔横轧无料头热剪切制坯工艺,实现无料头楔横轧提供了工程应用依据和技术支持.     

复杂螺旋回转体板式楔横轧应力分析

基于DEFORM-3D的有限元软件,模拟螺旋回转体的板式楔横轧成形过程,发现轧制单线螺纹回转体在横截面处只有1个变形区,纵截面有2个变形区.同时,揭示了轧件成形过程中起楔段和展宽段的应力分布及变化规律.     

高铁空心车轴三辊斜轧成形仿真及分析

针对目前高铁空心车轴成形工艺投资大、成本高、材料利用率低等问题,采用三辊斜轧成形高铁空心车轴工艺,利用Simufact有限元软件,对1:5的高铁空心车轴进行三辊斜轧成形仿真,分析其成形过程中金属流动规律,应变场、温度场及轧制力的变化规律,阐明其成形机理.在轧制同等尺寸的空心车轴时斜轧的力能参数明显小于楔横轧的.研究结果表明三辊斜轧成形高铁空心车轴工艺可行,为短流程低成本实现高铁空心车轴精确成形及其国产化奠定理论基础.     

闭开联合楔横轧微观组织温度的影响规律

以42CrMo钢为研究材料,在Deform-3D软件中建立了闭开联合楔横轧热-力-微观组织耦合的有限元模型.通过单因素方法,分析了轧制温度对轧件平均晶粒尺寸的影响规律.结果表明,降低轧制温度,轧件越有利于结晶,平均晶粒尺寸越小;闭式轧制后晶粒随着温度的降低整体得到细化;开式阶段晶粒随着温度的升高,平均晶粒大小变化不明显.通过金相实验与模拟对比发现,两者曲线趋势一致,误差为15%,验证了有限元模拟的可靠性.     

工艺参数对高铁轴承外圈端面成形质量的影响

为了实现高铁轴承外圈的精确成形, 应用ABAQUS有限元软件, 对不同工艺参数下的冷辗扩轧制过程进行了有限元模拟, 得到了工艺参数对高铁轴承外圈成形质量的影响规律为: 较大的驱动辊转速和芯辊直线进给速度有利于坯料上端面的成形, 较小的轧制比获得的坯料上端面成形质量较好.     

航空薄壁管件三辊斜轧减径段壁厚变化规律

创新三辊斜轧工艺可实现薄壁管件减径增厚. 利用刚塑性有限元方法, 以5056铝合金薄壁管件为研究对象, 对薄壁管件三辊斜轧进行数值模拟, 探究薄壁管件坯料端部壁厚对力能参数与壁厚增厚效果的影响. 研究表明, 增厚段壁厚越大, 轴向轧制力越大, 不利于薄壁管件的增厚; 选择坯料端部壁厚为2.5mm, 成形增厚效果较好, 符合增厚段成形后壁厚要求.     

先进增材制造技术在模具行业的应用现状与展望

模具在现代工业生产中有着重要地位,而增材制造技术出现和产业化应用为模具行业带来了变革.本文对目前模具行业应用较多的增材制造技术,包括喷射粘结成形、选择性激光烧结、选择性激光融化和光固化成形进行了原理简述.同时,根据增材制造技术在模具行业的2个典型应用方向(模具快速原型制造和高性能模具零件制造),分析了增材制造技术在其中的具体应用方法,并对国内外相关研究成果进行了综述,总结出增材制造技术在模具行业进行批量化应用所需要解决的关键问题是:如何通过对原材料、工艺和设备的研究来提高增材制造技术相比于传统制造技术的性价比.最后对增材制造技术在模具行业的未来发展进行了展望.     

基于正交试验的高铁轴承内圈冷辗扩壁厚均匀性优化分析

为提高高铁轴承内圈冷辗扩成形壁厚均匀性, 应用ABAQUS软件建立高铁轴承内圈非对称冷辗扩有限元模型, 并进行了相关模拟. 基于正交试验方法, 以冷辗扩成形后轴承内圈的壁厚均匀性为试验指标, 获得了芯辊初始进给速度(A)、锥辊转速(B)和驱动辊转速(C)对壁厚均匀性的影响规律, 并利用极差分析法和方差分析法对轴承内圈冷辗扩工艺参数进行优化. 研究结果表明, 工艺参数对内圈壁厚均匀性影响的主次顺序为 , 并得到了最佳工艺参数组合.     

工艺参数对5CrNiMo18变截面锥形薄壁回转件强力旋压成形壁厚均匀性影响

锥形薄壁回转件大量应用于航空航天领域,变截面锥形回转件是其中难以成形的零件之一.本文基于Simufact.Forming仿真软件,对5Cr Ni Mo18不锈钢材料强力旋压成变截面锥形薄壁回转件的过程进行仿真模拟,分析芯模转速、旋轮进给比、摩擦系数3个主要工艺参数对锥形件的壁厚均匀性的影响.使用正交试验方法设置参数组合,用极差法分析试验数据,得出影响因素的主次及较优参数组合.研究表明:当芯模转速1 200 mm·min-1,旋轮进给比1 mm·r-1,摩擦系数0.15时,壁厚极差最小.旋轮进给比对壁厚极差影响最大,随着旋轮进给比增大,壁厚极差先增大后减小;芯模转速对壁厚极差影响次之,随着芯模转速增大,壁厚极差先减小后增大.研究结果为提高旋压成形航空机匣质量提供了理论基础.     

GH4169高温合金锥形机匣旋压轮廓精度控制与研究

零件轮廓精度是旋压件成形质量评判标准之一.在Simufact有限元软件中进行GH4169高温合金锥形机匣的普通旋压仿真试验,观察到影响旋压件轮廓精度的常见缺陷:底部隆起、底部减薄、回弹.通过对照法对底部隆起进行尾顶块控制.采用单因素试验法探究成形过程中主要工艺参数(旋轮进给比、芯模转速、道次间距)对底部减薄和工件回弹量的影响规律,以最大底部减薄量和平均回弹角度为评价指标.结果表明:进给比对底部减薄影响最大,道次间距对回弹影响最大.综合对底部减薄和回弹的控制,针对试验件工艺参数应选择较大道次间距p=20 mm,较小旋轮进给比f=0.8 mm·r^-1或较大旋轮进给比f=1.6 mm·r^-1,较大的芯模转速n=500 r·min^-1.     

楔状减压治疗腰椎管狭窄141例

目的:应用楔状减压术式治疗腰椎管狭窄症,方法:相应间隙双侧楔状减压,棘突后黄韧带摘除并潜形减压,结果:按日本骨科学会标准141例中平均改善9.8分,改善率平均93.6％;术后2例滑脱Ⅰ°者加重为Ⅱ°,新出现滑脱Ⅰ°者2例,结论:双侧楔状减压可以有效解除椎管狭窄症状,同时最大限度上保持了脊柱的完整性,对术后远期效果的保证有较大帮助。     

TC11钛合金单道选区激光熔化成形机理与工艺参数影响规律

为探明TC11钛合金选区激光熔化成形规律,以获得高质量TC11钛合金增材制造参数,本文基于离散单元法建立粒径呈高斯分布的粉末层,并将其通过UDF导入到Fluent软件,建立介观尺度下的选区激光熔化CFD模型,对不同工艺参数下的单道形貌缺陷以及熔池演变过程进行模拟,阐明TC11钛合金单道选区激光熔化成形机理,并结合实验验证仿真模型的准确性.结果表明:当能量密度较小时,部分粒径较大或较为集中的粉末无法吸收足够的能量后熔化,故易产生球化或单道不平直等缺陷;在相同线能量密度下,过高扫描速度也会导致缺陷形成,且实验和仿真误差在15%以内.研究结果可为提高TC11增材制造质量和工艺参数优化提供依据.     

整体式结合齿轮温精锻成形方法的研究

为了改善汽车变速器的零件的结构强度,针对汽车变速器重要零件整体式结合齿轮温精锻成形方法展开研究.根据整体式结合齿轮成形材料20Cr的特点,用热压缩试验的方法测算材料的本构模型,代入DEFORM-3D软件以提高仿真精度.分析数值模拟仿真结果,比较镦挤齿成形和挤齿成形两种方案终锻工位的关键工艺参数,得到整体式结合齿轮的温精锻成形方法.获得了20Cr在一定条件下的本构模型,仿真软件显示,终锻工位的各项参数确实对成形方案选择具有决定性作用,且镦挤齿成形所需载荷远大于挤齿成形所需载荷.结果表明,挤齿成形更适合作为整体式结合齿轮温精锻成形的方案.     

HPVC皮带轮的注塑模设计与应用

针对HPVC皮带轮制件的结构与材料特点,给出了皮带轮合理的成型工艺及注射成型参数;对注塑模具的结构与工作过程、分型面选择、排气机构、模具成型件、浇注系统、脱模机构等作了详细的设计阐述,提出了该类模具设计的注意要点.