摘要：以某款HMn64-8-5-1.5锰黄铜制齿环为研究对象,通过有限元模拟仿真,设计其热锻成形工艺方案并进行工艺实验验证。首先,通过等温热压缩实验获取HMn64-8-5-1.5合金在变形温度为873~1073 K、应变速率为0.01~10 s^(-1)及变形量为60%条件下的真应力-真应变数据,以此为基础,通过非线性曲线拟合构建其Hansel-Spittel本构模型。其次,应用该本构模型建立齿环热锻成形有限元模型,模拟仿真了该齿环热锻成形过程,分析得到花键齿齿尖处充填不饱满的原因为:金属充填花键齿型腔时,在齿尖处形成了封闭的空腔,从而出现憋气现象,导致齿尖处充填不饱满。最后,针对该问题提出一种齿顶分流的解决思路,即在原模具齿顶处设计分流槽。经数值模拟与工艺实验验证,采用该方法可以有效地解决齿环热锻成形后花键齿齿尖充填不饱满的问题。

摘要：通过分析道岔异型钢轨跟端加长600 mm产品结构,经技术对比确定采用4个工位整体模具进行热锻成形。通过设计初步4个工位热锻模具结构,再利用有限元分析软件对整个热锻成形过程进行数值模拟,根据模拟结果,优化模具结构并指导确定工艺参数和实际生产。设计自动上料系统、四轴联动系统以及下料系统等,使压力机、加热系统以及自动上下料系统数据互联,最终实现钢轨热锻成形生产过程全自动控制,大幅降低工人劳动强度、提高生产效率、节约生产成本。

摘要：以经均匀化处理后的铸态AZ80A镁合金的本构模型和动态再结晶(DRX)模型为基础,基于DEFORM-3D软件进行二次开发,通过正交试验设计,研究了铸态AZ80A镁合金直齿锥齿轮的最优热锻成形工艺参数,并对其进行验证和分析。结果表明,最优的工艺参数组合为:模具温度为623 K,坯料温度为693 K,摩擦因子为0.2,模具速度为0.5 mm/s.在该工艺下进行热锻成形,锻件大部分区域发生完全动态再结晶(DRX),齿形处平均晶粒尺寸小于10μm,锻件成形效果良好。

摘要：提出了基于近似模型和数值模拟的设计优化方法.在利用有限元分析连杆热锻成形过程的基础上,以降低锻件成形过程中变形损伤为目标,以飞边槽形状参数为设计变量,采用响应面法近似模型建立了设计变量与目标函数的初始近似模型.在设计优化过程中,用近似模型代替实际的数值模拟程序,计算锻件内部的损伤值,对连杆热锻成形工艺参数进行了优化计算,取得了较为理想的效果.

摘要：基于齿圈座材料性能和结构特征,为提高产品质量和模具使用寿命,设计了两种齿圈座的热锻成形工艺方案。采用DEFORM软件进行有限元分析,对比两种方案下所产生的易破损率和成形载荷。试验结果表明:方案1的易破损率为0.881,最大成形载荷为9.33×10^(6)N;方案2的易破损率为0.608,最大成形载荷为9.06×10^(6)N,方案2优于方案1。基于正交试验对方案2进行工艺优化,以成形温度、模具圆角半径、速度和摩擦系数为优化参数,锻造过程中模具所受成形载荷为优化结果。最终得到最佳工艺参数为成形温度1150℃、模具圆角半径4 mm、速度20 mm·s^(-1)和摩擦系数0.1,获得成形载荷为4.72×10^(6)N。

摘要：针对末端法兰一次终锻成形出现的折叠缺陷问题,分析缺陷形成的原因,并基于Deform-3D有限元分析软件模拟末端法兰成形过程,结合正交试验优化工艺参数,提出制坯、预锻、终锻3步成形方法,调整坯料尺寸、摩擦系数、下压速度及终锻飞边厚度,有效地减小了锻件下模边缘、中孔和凸台的折叠角度,降低了开裂风险,最终锻出合格锻件。试验结果表明：当工艺参数满足坯料直径Φ50 mm、长190 mm、摩擦系数0.25、下压速度60 mm·s^-1、预锻飞边4 mm、终锻飞边3.8 mm,并采用制坯-预锻-终锻3步成形方案时,锻件质量较优。通过实际生产验证了数值模拟结果的准确性和可靠性,获得了符合要求的产品。

摘要：针对花键轴叉锻件传统锻造工艺耗料多的问题,提出立式预锻、杆部热挤成形的预锻成形方法,给出了立式预锻的模具结构设计,并对热挤预锻模具进行了参数优化,解决了充填不足的问题,最终锻出低能耗、低料耗、高生产率的合格锻件。基于Deform-3D有限元分析软件模拟观察到花键轴叉锻件的成形过程,准确分析出缺陷形成的原因和工艺优化后锻件成形效果。通过实际生产验证了模拟结果的可靠性,在优化预锻件脱模斜度和终锻模具桥部参数后,生产效率提高至少20%,料耗节省约15%,终锻模具磨损量降低约25%,模具寿命得到明显提升。

摘要：利用Gleeble-3800热模拟试验机,通过等温热压缩模拟实验研究了HPb59-1铜合金在640~730℃、应变速率0.1~10 s^(-1)范围内的高温流变行为,并在经典Arrhenius本构模型的基础上,考虑了应变对材料本构关系的影响,建立了应变补偿Arrhenius本构模型,以表征真实应变、温度和应变速率对流变应力的影响规律。通过对比材料本构模型的理论预测结果和实验数据,获得了流变应力的相关性系数r=0.9983,平均相对误差的绝对值e_(ARRE)=2.6517%,说明所建立的HPb59-1铜合金材料本构方程具有较高的理论预测精度,该本构模型可用于HPb59-1铜合金热锻成形工艺的有限元模拟研究。

摘要：为解决道岔钢轨锻造工艺装备落后、操作人员作业环境差、生产效率低等问题,通过分析道岔钢轨的锻造成形过程及要求,研究开发了专用的双工位感应加热系统、钢轨自动上下料系统、四工位整体模具、横向自动换模机构及控制系统,建立了钢轨热锻成形自动控制生产线。经过系统联机调试,采用该生产线实现了钢轨上料、加热、送料、锻造成形以及下料的自动化生产,极大地减轻了操作人员的劳动强度,提高了生产效率和产品质量,改善了工人的工作环境。最后,通过60AT1钢轨锻造成形试验发现,单根钢轨的锻造成形时间由原来的20 min减少至9 min,每班操作员工由原来的6人减少至3人,产品质量合格且状态稳定,验证了该方案可用于铁路道岔钢轨的锻造自动化生产。

摘要：剥皮齿作为木材剥皮机的刀具,其在高强度作业下,要求硬度高、耐腐蚀性强。提出了采用锻造成形方式加工剥皮齿,并基于Deform-3D模拟软件分析了剥皮齿热锻工艺参数对锻造成形质量的影响,揭露了剥皮齿热锻过程的成形规律,验证了设备选型、锻造方案及模具设计的合理性。通过正交试验对热锻过程中的工艺参数设置进行优化,最终制定了坯料温度为1180℃、预锻上下模间距为3.0 mm、终锻上下模间距为3.3 mm、上模运动速度为500 mm·s^(-1)、摩擦因数为0.25的优化工艺参数组合。采用优化后的工艺参数组合方案,上模载荷相对于优化前降低了4.48%,提高了锻件的内部质量与模具的使用寿命。