精鍛成形技術與裝備

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 精鍛成形技術的內涵和基本類型 1
1.1.1 精鍛成形技術的內涵 1
1.1.2 精鍛成形技術的基本類型 2
1.2 精鍛成形技術的特點及應用 3
1.2.1 精鍛成形技術的特點 3
1.2.2 精鍛成形技術的應用 4
1.3 精鍛成形技術的需求與發(fā)展 4
1.3.1 精鍛成形技術市場需求分析 4
1.3.2 精鍛成形技術需求與發(fā)展 5
參考文獻 5
第2章 材料的變形行為與測試分析 8
2.1 鍛造過程的材料變形行為 8
2.1.1 塑性變形能力 8
2.1.2 鍛造時的金屬流動 9
2.2 摩擦測試方法 11
2.2.1 圓環(huán)鐓粗實驗 11
2.2.2 雙杯擠壓實驗 14
2.2.3 筋板鐓擠實驗 16
2.3 拉伸實驗 20
2.3.1 測試原理分析 20
2.3.2 根據(jù)拉伸特征值近似確定流動曲線 22
2.4 鐓粗實驗 23
2.5 扭轉實驗 24
2.6 流動應力的其他測試方法 25
2.6.1 分離式Hopkinson壓桿測試 25
2.6.2 納米壓痕測試 28
2.7 微觀組織分析方法 30
2.7.1 X射線衍射分析 30
2.7.2 光學顯微分析 31
2.7.3 掃描電子顯微鏡分析 32
2.7.4 透射電子顯微鏡分析 34
2.8 沖擊韌性與疲勞實驗 35
2.8.1 沖擊韌性實驗 35
2.8.2 疲勞實驗 36
參考文獻 38
第3章 精鍛成形控制技術 41
3.1 精鍛件尺寸設計與控制 41
3.1.1 精鍛件尺寸設計要求 41
3.1.2 影響尺寸精度的主要因素 42
3.1.3 精鍛過程控制要點 44
3.2 分流降壓控制方法 44
3.2.1 精鍛工作壓力的影響因素 44
3.2.2 分流降壓形式 45
3.2.3 中心孔分流精鍛成形 47
3.3 冷精整技術 56
3.3.1 *小精整量的廣義胡克定律計算 57
3.3.2 冷精整過程的彈塑性有限元數(shù)值模擬 58
3.3.3 相對壁厚及精整量對齒形徑向回彈的影響 59
3.3.4 精整量對軸向變形的影響 62
參考文獻 63
第4章 精鍛過程的熱加工圖及再結晶行為 65
4.1 熱加工圖的理論發(fā)展與應用 65
4.1.1 熱加工圖的理論發(fā)展 65
4.1.2 熱加工圖的應用 66
4.2 熱加工圖建立的理論依據(jù) 67
4.2.1 功率耗散圖理論 67
4.2.2 失穩(wěn)圖理論 69
4.3 6061鋁合金熱加工圖的建立 71
4.3.1 6061鋁合金功率耗散圖的建立 71
4.3.2 6061鋁合金失穩(wěn)圖的建立 73
4.3.3 金相顯微組織分析 74
4.3.4 XRD分析 75
4.4 基于熱加工圖的筋板件精鍛分析 78
4.4.1 筋板件結構參數(shù)設計 78
4.4.2 筋板件精鍛有限元模擬模型的建立 79
4.4.3 數(shù)值模擬結果分析 80
4.5 微觀組織演化建模 87
4.5.1 微觀組織演化規(guī)律 87
4.5.2 動態(tài)再結晶模型 90
4.5.3 動態(tài)再結晶模型的驗證 95
參考文獻 98
第5章 精鍛成形裝備 100
5.1 概述 100
5.1.1 精鍛裝備的基本要求 100
5.1.2 精鍛裝備的力能選擇方法 100
5.2 精鍛液壓機 101
5.2.1 精鍛液壓機的特點 101
5.2.2 精鍛液壓機的原理與結構 102
5.2.3 伺服液壓機 108
5.3 電動螺旋壓力機 111
5.3.1 電動螺旋壓力機基本原理 111
5.3.2 電動螺旋壓力機力能特性 111
5.3.3 數(shù)控電動螺旋壓力機驅動技術 113
5.4 自動化生產線關鍵技術研究 114
5.4.1 16MN五工位冷精鍛液壓機關鍵技術參數(shù) 115
5.4.2 五工位步進式傳輸機械手的結構設計及功能實現(xiàn) 116
5.4.3 五工位步進式傳輸機械手與主機各部件的協(xié)調運動關系 118
5.4.4 自動生產線其他部件結構與功能設計 128
5.4.5 16MN五工位冷精鍛液壓機自動生產線各部件協(xié)調運動過程仿真 129
5.4.6 機械手與模具協(xié)調運動過程優(yōu)化 131
參考文獻 133
第6章 齒輪類零件的精鍛凈成形 134
6.1 齒輪的應用 134
6.2 精鍛齒輪的優(yōu)點 134
6.3 直錐齒輪精鍛技術 135
6.3.1 直錐齒輪的修形 135
6.3.2 冷精鍛凈成形原理 148
6.3.3 坯料和預成形件的優(yōu)化設計 151
6.3.4 精鍛模具結構優(yōu)化設計 152
6.3.5 直錐齒輪冷精鍛凈成形實驗與應用 169
6.4 結合齒輪中空分流鍛造技術 171
6.4.1 結合齒輪特點 171
6.4.2 結合齒鍛造成形工藝與模具設計 172
6.4.3 結合齒輪溫成形實驗與應用 174
6.5 直齒圓柱齒輪精鍛技術 177
6.5.1 直齒圓柱齒輪零件特點與成形工藝分析 177
6.5.2 直齒圓柱齒輪溫(熱)反擠壓工藝 177
6.5.3 直齒圓柱齒輪溫(熱)精鍛成形模具設計 185
6.5.4 溫(熱)單向反擠壓模具結構方案的選用 187
6.5.5 直齒圓柱齒輪中空分流鍛造成形實驗研究 188
參考文獻 189
第7章 軸類件的精鍛成形 191
7.1 階梯軸類件的制造方法 191
7.2 金屬流動規(guī)律分析 193
7.2.1 冷縮徑擠壓成形金屬流動規(guī)律分析 193
7.2.2 冷鐓鍛成形金屬流動規(guī)律分析 197
7.3 精鍛成形極限 198
7.3.1 縮徑擠壓的極限變形程度 198
7.3.2 鐓鍛成形的極限變形程度 200
7.3.3 微量鐓粗對縮徑擠壓工藝與模具設計的影響 201
7.4 工藝設計方法 204
7.4.1 縮徑擠壓工藝的設計方法 204
7.4.2 鐓鍛工藝的設計方法 204
7.4.3 工藝設計基本原則與設計方法 205
7.5 多工位自動化生產對模具的要求 207
7.5.1 多工位工藝的要求 207
7.5.2 送料機械手的要求 208
7.5.3 五工位冷精鍛模架部分結構設計 208
7.5.4 五工位冷精鍛模具工作部分的設計原則與方法 213
參考文獻 217
第8章 輕合金零件的精鍛凈成形 219
8.1 概述 219
8.1.1 閉式精鍛 220
8.1.2 等溫精鍛 220
8.1.3 局部加載成形 220
8.1.4 流動控制成形 221
8.2 7A04鋁合金機匣體閉式多向熱精鍛成形 222
8.2.1 機匣體精鍛成形工藝方案制定 222
8.2.2 機匣體閉式多向熱精鍛熱力學模擬分析 224
8.2.3 成形速度的優(yōu)化 227
8.2.4 預鍛件優(yōu)化 229
8.2.5 閉式多向熱精鍛工藝實驗 234
8.3 7050鋁合金上緣條精鍛成形 235
8.3.1 上緣條鍛件結構分析 236
8.3.2 模鍛成形工藝方案制定 236
8.3.3 上緣條精鍛成形數(shù)值模擬分析 240
8.4 4032鋁合金渦旋盤流動控制成形 242
8.4.1 雙層筒形件背壓流動控制成形規(guī)律 242
8.4.2 渦旋盤背壓控制成形 247
8.5 Ti1023鈦合金渦輪盤精鍛成形 252
8.5.1 鍛件結構分析 252
8.5.2 精鍛工藝方案設計 252
8.5.3 精鍛方案數(shù)值模擬分析 253
參考文獻 256
第9章 塑性變形過程的多尺度模擬 258
9.1 有限元方法模擬 258
9.1.1 有限元方法的基本原理 258
9.1.2 有限元方法的應用 260
9.2 分子動力學方法 264
9.2.1 分子動力學方法的基本原理 264
9.2.2 分子動力學方法的應用 266
9.3 相場法模擬 271
參考文獻 272