锻压技术

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曾志钦, 李风雷, 张卫文, 何西扣

锻压技术. 2020, 46(4): 1-13. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.001

摘要 ( 118 ) PDF全文 ( 14 )

可视化

采用新一代核电材料SA508Gr.4N钢的真应力-真应变数据,建立了该材料基于物象的温度、应变及应变速率的两段式流变应力本构模型,引入了相关系数R及平均相对误差AARE,验证本构模型的预测能力,发现相关系数和平均相对误差分别为0.9915和5.06%。采用该本构模型进行二次开发,基于Fortran语言编写子程序嵌入DEFORM软件,结合SA508Gr.4N钢随温度变化的热导率及比热容等实测热物性参数,对核电关键零件管板大锻件的关键终锻火次,包括平锤头展宽、压平凸台及旋转压实3个子工艺进行了系统模拟,分析了在不同工艺参数下,热锻成形过程中的锻件温度场、应力场、等效应变场及最终成形性能,最后得到了合理的锻造工艺方案。

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车用扭杆端头镦粗工艺参数对其表面损伤的影响

吕彩琴, 李井吉, 秦志远, 居玉辉, 杨忠林

锻压技术. 2020, 46(4): 14-20. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.002

摘要 ( 157 ) PDF全文 ( 12 )

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针对车用扭杆端头在镦粗加工时,其始锻温度、锻造方式以及锻机进给速度等工艺参数对端头的表面质量影响较大的问题,采用有限元法,建立车用扭杆及端头的有限元模型,利用Deform-3D软件对扭杆及其端头进行网格划分以及边界条件设置,对其镦粗过程进行仿真,考虑了热交换模型,对不同的始锻温度和进给速度下,扭杆端头所产生的轴向应力、轴向应变以及表面损伤进行探究,得出了适用于车用扭杆端头镦粗工艺的相关规律。结果表明:始锻温度在1150~1200℃之间、锻机进给速度为1 mm·s^-1时,车用扭杆端头的表面损伤最小,工件性能较好。

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纯铜反复锻造工艺

张健伟, 石凤健, 叶思珍, 张浩然

锻压技术. 2020, 46(4): 21-27. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.003

摘要 ( 215 ) PDF全文 ( 17 )

可视化

采用DEFORM软件分析了纯铜反复锻造时的变形行为、速度场、载荷、等效应变以及工艺路线对等效应变的影响。结果表明:高宽比为1的试样,采用楔形凸模在第1次锻造的变形初期,试样存在转动现象,然后,试样左、右两侧沿纵向发生剪切,最后充满型腔;采用平端面凸模第1次反向锻造时,材料首先沿水平方向流动,然后,试样左、右两侧沿纵向发生剪切,最后充满型腔。上述变形过程会导致试样变形不均匀。按照A路线反复锻造后,试样上、下表面的等效应变较高,两侧较低;按照B路线锻造,可以在提高应变水平的同时提高变形均匀性。实验研究表明,经B路线4道次反复锻造后,试样获得了超细晶组织。

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一种制动杠杆螺栓用不锈钢热变形行为及锻造工艺

王涛, 刘光辉, 刘丹, 汪金保, 张超, 刘华

锻压技术. 2020, 46(4): 28-33. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.004

摘要 ( 119 ) PDF全文 ( 14 )

可视化

为研究一种制动杠杆螺栓用不锈钢材料的热变形行为及锻造工艺,利用热模拟试验机对材料进行了高温压缩试验,得到了该材料的真应力-真应变曲线和显微组织。将高温压缩试验得到的数据导入有限元模拟软件Deform-3D中,对制动杠杆螺栓的成形过程进行了数值模拟,分析了成形过程中的载荷-行程曲线、等效应力场分布等,最后根据优化得到的工艺参数设计了相应模具,并做了工艺试验,工艺试验得到的制动杠杆螺栓锻件充填饱满、尺寸符合要求、锻造流线分布合理,且锻件经过机加工后,没有发现锻造缺陷,符合使用要求。该研究对此类零件的生产具有一定的指导意义。

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一种变速器行星架多向精密成形工艺

刘光辉, 汪金保, 刘丹, 刘百宣, 王涛, 张超, 刘华

锻压技术. 2020, 46(4): 33-38. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.005

摘要 ( 141 ) PDF全文 ( 13 )

可视化

根据一种变速器行星架的结构特点,提出一种新的多向精密成形工艺,可一次性成形出带4个侧面方孔的行星架锻件。利用有限元模拟软件Deform-3D,对变速器行星架的多向精密成形工艺进行了数值模拟。分析了成形过程中的载荷-时间曲线、等效应力分布等,根据模拟结果设计了行星架多向精密成形模具结构,分析了关键模具部件的强度,最后进行了工艺试验。研究结果表明,提出的行星架多向精密成形工艺是可行的,模具结构合理可靠,试验得到的行星架锻件充填饱满、尺寸符合设计要求。对该类零件及其他相似零件的生产具有一定的指导意义。

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十字轴小飞边精密成形工艺

李春洋, 曹民业, 刘华

锻压技术. 2020, 46(4): 39-44. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.006

摘要 ( 120 ) PDF全文 ( 10 )

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针对十字轴热模锻成形过程中飞边大、成形力大的问题,根据十字轴形状尺寸及锻造成形工艺特点,提出十字轴小飞边精密成形工艺。采用Deform-3D对十字轴小飞边精密成形工艺过程进行数值模拟,对模拟成形的十字轴锻件及其金属速度场、等效应变、模具载荷-时间曲线进行分析。模拟结果显示,十字轴锻件成形完整,金属流动均匀,模具载荷减小。结合模拟结果,设计制造模具进行十字轴成形工艺试验。试验得到的十字轴锻件,填充饱满,无折叠、表面裂纹等缺陷,飞边明显减小,与模拟结果一致。结果表明:改变十字轴热模锻成形工艺,采用十字轴小飞边精密成形工艺,使锻件飞边减小,锻造过程成形载荷降低。

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某铝合金汽车发动机罩外板冲压成形工艺

余万铨, 胡志力, 杨冰, 胡文治, 华林

锻压技术. 2020, 46(4): 45-50. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.007

摘要 ( 169 ) PDF全文 ( 12 )

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针对铝合金材料弹性模量小、在室温条件下的冲压成形性能较差的问题,以铝合金汽车发动机罩外板为例,基于Autoform软件平台分析其冲压成形过程,通过优化型面结构改进零件的成形质量,研究了冲压工艺参数对零件减薄率和回弹的影响规律。结果表明:当采用小的压边力时,板料的减薄较小;在一定范围内,随着压边力的增大,零件的回弹有所减小。最终通过对模具进行型面补偿并结合适当的工艺参数调整,有效地减小了零件回弹。基于结果进行了发动机罩外板的冲压试验,通过模具调试使制件达到生产要求。

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磁力泵隔离套充液拉深成形模拟分析

杨赓, 程仲文, 易湘斌, 史志成, 王安东

锻压技术. 2020, 46(4): 51-56. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.008

摘要 ( 93 ) PDF全文 ( 12 )

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运用板料成形有限元软件,对磁力泵隔离套零件的充液拉深成形过程进行模拟,获得成形后的零件成形极限图(FLD)和侧壁厚度分布图,研究了在确定的压边力、凹凸模圆角半径和摩擦系数下,液室压力、压边间隙对零件成形质量的影响规律。研究表明,当液室压力为40 MPa时,侧壁厚度分布范围在0.932~1.027 mm之间;压边间隙为1.08 mm时,零件的侧壁厚度最大减薄率为8.8%;通过控制液室压力为40 MPa、压边间隙为1.08 mm时,试验件壁厚均匀、减薄率低,获得较佳的成形效果,试验结果也进一步验证了结论的有效性。

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大型零件精冲尺寸精度控制

赵彦启, 肖振沿, 刘金菊, 罗冰, 葛书平, 李佳盈

锻压技术. 2020, 46(4): 57-61. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.009

摘要 ( 150 ) PDF全文 ( 16 )

可视化

针对钢板的各向异性以及制件外形的非对称性所导致的精冲零件非规则变形的问题,以某汽车变速箱连接板零件为例,根据其结构特点、尺寸精度和所需精冲力大小,拟定了先落料后冲孔的精冲方案。通过试验研究了在不同材料轧制方向下,制件渐开线齿形内孔的跨齿距、齿顶圆、齿根圆以及4个圆孔位置度尺寸的变化规律。根据试验获得的制件尺寸与模具设计尺寸之间的差异,采用尺寸补偿方法,对精冲模具尺寸进行优化设计,进而加工出符合图纸精度要求的制件。为便于模具维护,对冲孔精冲模具的齿形孔凸模采用了特殊的上、下分体式设计。实际生产应用表明,制件渐开线齿形内孔尺寸及4个圆孔的位置度尺寸稳定,精度能够达到图纸要求。

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QP980钢后纵梁冲压工艺优化

赵广涛, 袁志鹏, 吴彦骏

锻压技术. 2020, 46(4): 62-69. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.010

摘要 ( 81 ) PDF全文 ( 12 )

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针对某车型QP980钢后纵梁零件翻边成形时存在的边部开裂问题,基于AutoForm软件对原工艺方案进行了全工序仿真,并分析开裂原因。提出了解决开裂问题的5项工艺优化方案,并利用AutoForm软件对优化方案进行仿真评估。此外,对增加切角模、改变毛刺朝向、缓解开裂的原理进行了分析。结果表明:零件因边部减薄严重而导致开裂,常规预成形方案对缓解超高强钢边部开裂问题效果有限。解决此类问题的有效方案包含2类:优化产品边界、减少边部区域材料减薄率;改变该区域应变状态,将边部应变状态改为面内应变状态,提高材料抗减薄能力。此外,改变毛刺朝向能在一定程度上缓解零件边部开裂问题。通过对该问题的研究,总结出影响该零件翻边成形时边部开裂问题的主要因素及解决方案,便于指导后续的零件设计及稳定量产。

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DP980高强钢U形弯曲实验与数值模拟

张华平, 李亚, 连昌伟

锻压技术. 2020, 46(4): 70-75. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.011

摘要 ( 145 ) PDF全文 ( 14 )

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为了评估DP980高强钢材料的成形与回弹特性,通过加载-卸载实验与单向拉伸-压缩循环加载实验,获得了考虑包申格效应的吉田-上森硬化模型参数,并对DP980高强钢的U形弯曲实验进行了研究。实验结果表明,DP980高强钢U形件在凹模圆角处易开裂,在成形过程中需减小压边力并增大凹模圆角。由于材料的回弹量与施加的压边力有关,可通过增大压边力来减小U形件的回弹,但压边力过大又可能导致开裂,因此,需合理选择压边力。同时,对U形件成形后的回弹进行仿真分析,仿真中分别采用等向硬化模型与吉田-上森硬化模型,通过将实验数据与模拟的回弹结果进行对比分析发现,采用吉田-上森硬化模型的仿真结果与实验结果吻合良好,证明了吉田-上森硬化模型模拟回弹的准确度较高,可以应用于回弹仿真中。

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5A06铝合金端板构件成形工艺优化

田鹏, 刘宝胜, 陈福龙, 吴为

锻压技术. 2020, 46(4): 76-86. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.012

摘要 ( 86 ) PDF全文 ( 13 )

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所研究的铝合金端板构件为端部异向翻折零件,成形过程中局部极易产生起皱和破裂等缺陷。针对端板构件成形过程中存在的起皱及成形精度差等问题,通过对模具结构进行优化设计,实现了单道次整体成形,提高了产品的整体性及成形质量;同时,通过有限元模拟分析,选取合理的坯料形状,解决了零件成形过程中的开裂问题,并进行了试验验证。结果表明:与无顶板的传统凸、凹模结构相比,采用带凹模顶板的优化结构时,端板构件过渡区域起皱现象得到有效缓解,最大增厚率减少至6.7%;采用过渡圆角为R50 mm的凸耳结构坯料时,端板构件过渡区域最大减薄率减少至12.11%。

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半轴套管多工位挤压自动化生产线中冲连皮缺陷产生机理及参数优化

李硕, 徐春国, 郭永强, 乔健

锻压技术. 2020, 46(4): 87-92. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.013

摘要 ( 86 ) PDF全文 ( 13 )

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针对半轴套管多工位热挤压自动化生产线工艺调试过程中,正挤压工序冲连皮时,管端易出现连皮粘连缺陷的问题,探讨了有可能造成连皮粘连的原因。通过对工艺流程和现场情况进行综合分析,提出了圆柱形坯料周向温度加热不均是关键的影响因素。采用Deform有限元分析软件,模拟了不同加热温差条件下,反挤压和冲连皮时材料变形及材料剪断过程。通过对模拟结果的分析,揭示了连皮粘连机理,并可知,当坯料周向加热温差小于30℃时,连皮可顺利冲下。根据模拟得出的合理温差,进行现场试验,实际情况与模拟结果具有较高的一致性,生产出的产品锻件切口平齐、连皮撕裂带分布均匀,有效地解决了连皮粘连的问题。

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带纵向外筋薄壁筒形件复合流动成形数值模拟与工艺优化

毛华杰, 刘亚鹏, 邓加东

锻压技术. 2020, 46(4): 93-99. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.014

摘要 ( 106 ) PDF全文 ( )

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采用传统的切削、挤压方法加工外表面带纵向外筋薄壁筒形件,存在着材料利用率较低、成本较高的问题,因此,提出了一种新的复合流动成形工艺。利用有限元分析软件,研究了预成形压下量、道次减薄量分配比以及滚珠直径等工艺参数对外筋成形效果的影响规律。研究发现:预成形压下量越大,外筋填充效果越好;不同阶段中,滚珠直径对外筋填充效果影响不同;采用两道次成形时,可以显著降低成形过程中的轴向旋压力。以外筋填充率和旋压力作为优化指标,通过正交试验,获得外表面带纵向外筋薄壁筒形件复合流动成形的最佳工艺方案,选取最佳工艺方案,通过试验验证了复合流动成形工艺的可行性,为此类构件的高效、低耗生产提供了理论设计依据。

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基于尺寸效应的互锁型软波导塑性扣接过程研究

鲍成伟, 段兰, 崔增贤

锻压技术. 2020, 46(4): 100-107. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.015

摘要 ( ) PDF全文 ( )

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为解决某互锁型软波导在塑性扣接过程中出现的连接破损导致产品报废的问题,在排除其他因素的情况下,研究软波导在成形过程中波导材料的尺寸效应对变形过程的影响。依靠H70黄铜材料的拉伸试验数据,获得了不同尺寸效应系数对屈服强度和切线模量的影响,修正了双线性弹塑性本构关系,建立了能够反映尺寸效应的弹塑性本构模型。通过有限元数值方法实现了塑性扣接过程的模拟,证实了材料尺寸效应系数对扣接加工效果的影响。最后通过试验验证了扣接效果,解决了扣接破损的问题,证明了依据尺寸效应系数进行材料的选择和制备的必要性。

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基于灰色关联度的筒形件二道次强力旋压工艺参数优化

郭佩剑, 樊文欣, 李志伟, 张厚祖, 郝晓华

锻压技术. 2020, 46(4): 108-113. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.016

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为使锡青铜筒形件具有更高的尺寸精度,对二道次强力旋压加工工艺参数进行优化。减薄率、道次分配比、第1道次进给比和第2道次进给比为主要影响筒形件成形质量的工艺参数,以筒形件的内径扩径量和壁厚偏差为优化目标。采用正交试验和灰色关联度分析法对Simufact仿真模拟软件得到的二道次仿真结果进行工艺参数优化,结果表明:各工艺参数对筒形件成形质量的影响程度依次为:减薄率>道次分配比>第1道次进给比>第2道次进给比。优化后的工艺参数组合为:减薄率为40%、道次分配比为5:5、第1道次进给比为0.6 mm·r^-1、第2道次进给比为0.6 mm·r^-1,所获的筒形件尺寸精度最优。

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汽车用法兰面螺母冲孔仿真试验及优化

银俊鹰, 赵勇桃

锻压技术. 2020, 46(4): 114-120. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.017

摘要 ( ) PDF全文 ( )

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针对企业实际生产中遇到的六角法兰面螺母冲孔过程中下冲头磨损严重的问题,利用有限元软件DEFORM-3D对法兰面螺母的冲孔过程进行了仿真模拟,重点进行模具参数方面的优化。建立了Archard磨损模型及SCM435钢的本构模型,基于动态模拟结果,直观地分析了冲孔过程中下冲头的磨损机理。结合仿真结果,以下冲头的磨损量为优化目标,选取若干关键因素作为仿真试验因素,建立了多水平的正交试验,依据仿真结果分析了各试验因素的关键性,通过极差及方差分析获得了六角法兰面螺母冲孔过程的最优工艺参数以及下冲头的最优结构,并根据最小磨损量预估了下冲头的使用寿命。最后,进行了模具的试制及试模生产,获得的六角法兰面螺母质量较好,下冲头磨损速度明显降低,有效地降低了企业的成本。

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球形件整体成形充液胀形技术

杨声伟, 洪跃忠, 郎利辉, 施立军, 张建民, 张艳峰

锻压技术. 2020, 46(4): 120-125. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.018

摘要 ( ) PDF全文 ( )

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针对球形件整体成形中的充液胀形工艺,分析中间序零件的特点,制定成形工艺方法,通过数值模拟和实际试验,研究补料量、胀形压力对零件成形的影响,并通过数值模拟分析与试验结果进行对比分析,证明了数值模拟可以给试验提供正确方向,说明数值模拟的准确性。球形件成形补料量对零件成形精度影响较大,如果补料量过大,则成形过程中会出现环形堆料、起皱等问题;如果补料量不足,则导致零件减薄增大,甚至出现破裂。此外,在合理的补料量条件下,需要根据不同合模阶段建立合理的胀形压力,如果胀形压力建立不合理,同样会出现减薄过大、起皱、堆料等问题。

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薄壁内外齿杯形件多轮行星旋压成形

黄涛, 郭亚明, 郑宏伟, 卢博, 关若旸

锻压技术. 2020, 46(4): 126-133. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.019

摘要 ( ) PDF全文 ( )

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针对内外齿结构杯形件现行工艺中存在的材料利用率低、力学性能低等问题,提出了一种新型的成形工艺方法。利用有限元与试验相结合的方法,对这种新型成形工艺的机理进行研究,分析了内外齿杯形件的旋压成形特点,研究了内齿、外齿以及侧壁区域的残余应力、等效应变分布规律,预测了缺陷最易出现的区域,利用有限元仿真确定工艺参数,并进行了工艺试验。结果表明:在成形的起始位置处,坯料的外齿区域因受拉而最容易产生断裂缺陷,内齿区域的外侧金属受三向拉应力而发生变形,是产生裂纹缺陷的另一个主要位置;内、外齿旋压件的变形在圆周方向上呈现周期性。

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基于3D打印的汽车主模型尾灯模块的制造

任秀芬

锻压技术. 2020, 46(4): 134-139. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.020

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为实现在实车上安装检测,需采用3D打印技术,并使用工程塑料等轻量化材料代替传统铝合金材料来制备尾灯检测模块。采用不同的3D打印的方法制作出ABS塑料和光敏树脂材料的尾灯模块,并以表面质量、外观颜色、尺寸精度3个方面作为指标,进行了对照实验,确定了表面粗糙度低、颜色接近铝合金、尺寸精度高的尾灯模块用料及工艺。结果显示,采用SLA方法打印的光敏树脂模块比采用FDM方法打印的ABS塑料模块的表面光洁度更好,采用表面喷漆工艺比原材料直接调色制备的模块外观更接近铝合金,均匀的网格加强筋结构比实心填充加强结构更有利于控制制件的尺寸精度。

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重型液压机执行器自适应滑模容错控制

徐济宣, 马辉

锻压技术. 2020, 46(4): 140-147. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.021

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为了提高重型液压机在执行器故障情况下的容错控制能力和控制精度,设计了自适应滑模容错控制器。建立了5缸液压机的滑块动力学模型和液压缸压力动态方程。使用积分滑模控制设计了3个子系统虚拟控制律;使用伪逆法实现了控制分配;在执行器故障情况下,在积分滑模控制基础上,提出了自适应补偿策略,从而给出了执行器故障情况下可以实现的虚拟控制律;使用分散滑模控制将虚拟控制律转化为伺服阀控制律,并证明了自适应滑模容错控制器具有Lyapunov意义下的稳定性。经仿真验证,在单个执行器故障或多个执行器故障的情况下,自适应滑模容错控制器能够将调平误差控制在2×10^-4 rad内,位移跟踪误差最大为0.0111 m,体现了执行器故障情况下极高的调平和跟踪精度,也体现了自适应滑模容错控制器具有很好的鲁棒性。

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基于混合包络矩形的复杂轮廓激光切割路径规划

林砺宗, 李明智

锻压技术. 2020, 46(4): 147-153. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.022

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复杂轮廓的钣金激光切割路径规划是集成化激光切割系统中的关键问题之一,在依次优先满足嵌套图形先内后外的顺序切割、空走行程不经过已切割区域、尽可能不跨区域切割的工艺要求下,建立以路径规划时间和空走行程最短为目标的优化模型。在规划算法设计和实现上,首先对复杂轮廓进行预处理,计算每个轮廓的最小外接包络矩形;然后,利用遗传算法、复杂轮廓原边界角点与包络矩形边界角点的位置关系,进行激光切割路径的初步和精细规划;最后,通过该算法实现对钣金切割案例的精细路径规划,规划结果表明,该算法具有规划速度快、规划路径短和算法稳定性高的特点。

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基于ANSYS Workbench的龙门式折弯机机架模态分析及工作台拓扑优化

宋占杰, 管殿柱, 林冠屹

锻压技术. 2020, 46(4): 154-158. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.023

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为研究龙门式折弯机的静力学性能及其在满载工作时机架的抗振性能,运用ANSYS Workbench对一款龙门式折弯机机架进行有预应力的模态分析,得到静力学分析结果和前6阶固有频率及对应振型。利用拓扑优化,对折弯机工作台进行去除材料的形状优化,根据拓扑优化云图修整形状尺寸,然后在SolidWorks中对工作台模型进行重建,将优化后的模型再次导入ANSYS Workbench中进行预应力模态分析,对优化前、后机架的静力学性能和动态特性进行比较和分析。最终,优化后的工作台质量减轻了11.7%,最大等效应力也有所减小,并且,龙门式折弯机的抗振性能不会受到影响,确定了拓扑优化的可行性。

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微形电机机壳16工步连续级进弯曲模结构设计

胡宏伟, 肖国华, 钱应平, 徐生

锻压技术. 2020, 46(4): 159-169. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.024

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针对微形电机机壳采用板料卷圆生产的工艺要求,设计了一种7工位连续冲裁、6工位连续弯曲冲裁、单工位落料的16工步的360°卷圆成形连续级进模。模具整体工序包括连续冲裁、连续弯曲冲裁和冲裁落料3道工序。针对壳件的成形特征,采用1个工位冲出定位孔,6个工位对壳体上的9个特征进行连续冲裁成形及倒角成形;针对壳件的弯曲成形,采用6个工位对冲裁壳体进行连续弯曲成形,工步中设置了3个弯曲成形机构,分别为仿形凹模机构、楔紧块驱动的双侧滑块挤压弯曲机构及接口压入成形机构,来实现壳件的360°卷圆成形;为保证后续弯曲工步载料及内圆成形,将内圆成形件设计成一种可以跟随弯曲凹模做小距离的向上浮动的成形构件。最终成形的壳件由单冲头落料,并由气缸驱动的接件圆柱进行接料转移。模具结构整体布局设计简单合理,机构设置巧妙,可为同类壳件的生产提供有益借鉴。

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NOS525钢热锻模具早期开裂失效分析

马瑞, 陈希春, 金林奎, 张庆平, 马一鸣, 李学锋

锻压技术. 2020, 46(4): 170-176. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.025

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采用直读光谱仪、数显洛氏硬度计、光学显微镜、扫描电镜及能谱仪,对NOS525钢热锻模具早期开裂失效件的化学成分含量、断口特征形貌及金相组织进行检测和分析。结果显示,显微组织中的马氏体针尤为细长,该组织属于晶粒粗大的过热组织,主要原因为:模具在热处理过程中高温区加热时间过长,造成组织晶粒的急剧长大,且随着基体组织中碳含量的增加,马氏体形态由条状转变为针状,材料强度降低且脆性增大。由扫描电镜检测得知,模具开裂断面呈准解理断口及出现条状撕裂棱,表明组织中存在低硬度的软点区,断口表面的撕裂棱特征形貌属于淬火后未转变的残余奥氏体组织。残余奥氏体在应力作用下易发生马氏体相变,从而增加组织应力,进一步加大了材料开裂风险,降低模具的使用性能。同时,热锻模具在使用过程中,工作面存在冷却不及时或冷却不彻底的现象,使得模腔凹槽部位产生明显的热疲劳裂纹。

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热机械加工对EW75镁合金组织与性能的影响

李有新, 娄振洋, 李小辉

锻压技术. 2020, 46(4): 177-183. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.026

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采用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验机等手段,研究了恒温多向锻造工艺对EW75镁合金显微组织和力学性能的影响,并分析了动态再结晶机制。结果表明,500和470℃锻造态EW75镁合金薄板都发生了动态再结晶,而440和410℃锻造态EW75镁合金薄板中可见大量细小颗粒状析出相,未见明显动态再结晶组织,且在平行于锻压方向上,可见原始晶粒形貌以及颗粒状析出相,而在垂直于锻压方向上,可见明显加工变形流线。470℃锻造态EW75镁合金薄板发生了完全动态再结晶,平均晶粒尺寸约为15 μm,且合金中动态再结晶晶粒大部分为大角度晶界。经过锻造处理后的EW75镁合金薄板的强塑性相较于固溶态均有明显提升,随着锻造温度的降低,EW75镁合金薄板的抗拉强度和规定塑性延伸强度都呈现逐渐上升的趋势,而断后伸长率则表现为先增加后减小的特征。在470℃锻造时,EW75镁合金薄板具有最好的塑性,这主要与完全再结晶协调塑性变形以及较大的晶粒间取向差有助于晶面滑移有关。

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车用退火态Fe-24Mn-4Cr-0.5C高锰钢力学性能和氢脆性能分析

夏源

锻压技术. 2020, 46(4): 184-188. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.027

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选择在线充氢的方法测试了Fe-24Mn-4Cr-0.5C高锰钢的力学特性,并对其处于不同变形程度下的显微组织形貌进行了观察,分析了钢材试样的力学特性及其氢脆敏感性。研究结果表明:高锰钢的退火组织由呈现等轴分布的单相奥氏体组成,退火温度上升,形成的晶粒尺寸也更小。退火态高锰钢试样发生了连续屈服并表现出强塑积特性,当退火温度上升后,试样的强度也发生了减小。相比较未充氢试样,充氢后的高锰钢的组织均匀性得到了明显提升,试样的强度与塑性显著降低。经过900℃退火后,试样的强塑积达到了最大,而在充氢状态下对试样进行低应变拉伸测试,其强塑积发生了明显减小。当退火温度上升后,高锰钢将更易受到氢脆的影响。

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汽车车身铝合金连接构件的拉伸试验分析

叶雨寒, 袁艺宁, 刘庆涛, 邓枫昱, 王璠, 习会峰

锻压技术. 2020, 46(4): 189-194. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.028

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铝合金板在汽车车身中有着广泛的应用,对6082-T6铝合金在3种连接工艺下的拉伸强度进行了试验研究。首先,对比了自冲铆接连接工艺(SPR)下单铆、双铆、三铆的连接强度;并进一步对比了自冲铆接(SPR)、热融自攻丝铆接(FDS)和点焊(RSW)3种连接工艺的结构件的单铆的连接强度。利用MTS810型液压万能试验机结合图像相关技术(DIC)对上述铆接形式的试件进行拉伸试验,研究3种连接形式的强度与可靠性。通过SPR连接形式下的单铆、双铆和三铆试件的试验结果对比可知:双铆试件能够充分发挥铝合金材料性能,对采用SPR铆接形式的产品的安全设计有重要意义。通过对3种连接形式的单铆对比发现:SPR连接工艺的承载能力好、可靠性高。该试验结果可以指导汽车工艺的选择和优化。

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温度对TNW700高温钛合金双向超塑性锥杯成形的影响

张纪春, 马利霞, 李晓华, 廖金华

锻压技术. 2020, 46(4): 195-201. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.029

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在910,930和950℃这3种温度下,针对我国新型TNW700高温钛合金薄板开展了双向超塑性圆锥胀形试验,并对圆锥胀形过程进行了理论分析。结果显示:在稳定加载气压的作用下,随着温度的升高,TNW700高温钛合金板料的超塑性变形能力呈先提升、后下降的趋势,在930℃时获得最佳的成形高度和表面应变,且试件具有最均匀的壁厚分布和最稳定的塑性流变。950℃的试样比930℃的试样的最大表面应变下降了11.8%,但其具有最大的平均应变速率。对试件的微观组织观察可知:随着温度的升高,材料不仅发生了晶粒长大的现象,而且伴随有β相的产生;在同一温度下,随着变形量的增加,一定体积分数的β相增加有利于稳定该材料的塑性流变。

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精益生产在精冲车间的应用

李佳盈, 彭群, 李峰, 杨泽亚, 杜贵江, 刘金菊

锻压技术. 2020, 46(4): 202-207. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.04.030

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为提高国内精冲行业的生产管理水平,对精益生产在精冲车间的应用进行了研究。对精冲车间进行调研之后发现,工厂目前存在参数难以持续优化、排产订单应变差、生产过程数据获取实时性差等问题。据此,提出了一种在精冲车间应用精益生产的管理模式,基于该模式,使用Microsoft Visual Studio 2013 C#和Microsoft SQL Server 2014开发了一套精冲车间精益生产管理系统。与传统生产管理方式相比,该系统根据精冲生产及行业需求特点,通过数据库分析,能够持续对工艺的生产参数、创新工艺技术进行优化,提高生产能力。采用智能排产技术后,车间能够从容地应对由于市场波动引起的订单变化,降低了中间库存,有效地提升了生产管理效率,有利于国内精冲行业的可持续性发展。

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2020年, 第46卷, 第4期　
刊出日期：2020-04-25

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