不锈钢筒形件错距旋压过程的缺陷研究

应用Deform-3D有限元软件进行了不锈钢筒形件错距旋压成形过程模拟,揭示了错距旋压筒形件缺陷产生的原凶.分析了不同工艺参数下隆起、扩径缺陷的大小、分布及变化规律;结合实验研究,验证了模拟结果的准确性.当旋轮工作角为25°～30°、进给比为0.8 mm·r~(-1)、减薄率为30%时,等效应力较小且分布均匀,隆起高度和内径胀径量较小,旋压成形过程处于较好的稳定状态.研究结果能较好地优化工艺和指导实践生产.     

薄壁锥形件旋压成型中应力、应变场的有限元分析

应用大型有限元分析软件ANSYS10.0建立了薄壁锥形工件旋压成形的有限元模型,以显式动力学求解器LS-DYNA为基础模拟了其旋压成形过程,分析了工件成形过程中的变形和应力特点,研究了应力和应变等因素对工件成形质量的影响规律。结果表明:应力、应变图显示了成形过程中工件应变和应力的分布特点与规律,为解决工件旋压成形过程中的问题提供了依据;旋压数值模拟有助于发现旋压变形中存在的旋压成形中容易产生断裂、翻边、褶皱和失稳等缺陷问题及产生的原因;旋压力振荡和减薄率过大是工件旋压断裂的主要因素;在旋压工艺中可以通过优化减薄率、转速和进给量等工艺参数有效控制锥形工件旋压成形质量;分析结果对于旋压模具的优化设计和旋压工艺参数合理选择提供了可靠的理论基础。     

基于数值模拟的小应变差筒形件旋压成形方法研究

为了获得变形均匀的筒形件,提出采用有限元数值模拟方法对错距旋压、等距旋压和对轮旋压三种强力旋压成形工艺方案进行分析,介绍了三种强力旋压成形工艺方法及其原理,并制定了相应的成形工艺方案。以20钢筒形件为研究对象,采用MSC.MARC有限元软件,对三种不同的强力旋压成形过程进行了数值模拟。结果表明,旋压成形后工件的内外表面存在一定的应力及应变差;采用对轮旋压所获得筒形件内外表面应力应变差远小于错距旋压及等距旋压,采用等距旋压成形时筒形件内外表面应力应变差最大。     

碟形封头冷旋压成形时的数值分析及旋压力计算

建立了碟形封头冷旋压的三维有限元数学模型，分析了封头在冷旋压成形过程中应力应变的分布规律，计算了旋压力并分析了其变化的原因，为更有效地进行旋压加工前的科学预测，工艺优化和进一步定量控制提供了可靠方法和依据。     

铝合金薄壁管缩径旋压成形缺陷及工艺分析

结合实际工艺,对铝合金薄壁管缩径旋压的缺陷进行分析,列出了缺陷的种类、产生原因以及预防措施。利用ANSYS软件对缩径旋压工艺进行了三维有限元数值模拟,有效解决了模拟中的动态边界及摩擦问题。分析了毛坯的应变场分布,典型节点外径、壁厚、轴向伸长量随时间的变化曲线,对整个成形工艺及变形机制有较好的动态认识。分析了不同工艺参数对成形质量的影响。     

信噪比与灰色关联分析连杆衬套强力旋压参数优化研究

强力旋压加工连杆衬套优化过程受多个工艺参数的制约,这也决定了旋压成形的优化是多目标优化。为了目标函数粗糙度和回弹量同时降低,应用正交试验方案,选取了进给比、减薄率、首轮压下量等工艺参数对成形精度目标的影响试验,信噪比结合灰色关联分析方法,将多目标工艺参数优化问题转化为单目标灰色关联优化,获得强力旋压加工成形精度工艺指标要求下的参数优化组合。结果表明,信噪比与灰色关联度相结合的优化方法,有效地降低强力旋压过程的缺陷,提高成品的成形精度。     

GH4169薄壁管滚珠旋压过程的缺陷研究

应用Deform-3D有限元软件进行GH4169薄壁管滚珠旋压成形过程的数值模拟,揭示了薄壁管缺陷产生的原因.分析了不同工艺参数对管材表面波纹、端口喇叭口及扩径缺陷的影响规律;结合实验研究,验证了模拟结果的准确性.结果表明,当轴向进给比范围为0.8～1 mm·r-1、主轴转速为180 r·min-1、减薄率为30%时,管材表面质量较好,胀径量较小,旋压成形过程处于较稳定的状态.     

锥形件三维变薄旋压数值模拟

基于ANSYS建立了锥形件变薄旋压三维有限元模型,模拟获得了旋压过程中应力应变的分布规律,分析了偏离率、旋轮进给速度对成形过程的影响,解释了旋压工件出现的裂纹、起皮等缺陷的原因,并给出了一些相应的解决措施.模拟结果表明,正偏离时的第一主应力通常大于负偏离和零偏离,容易导致工件开裂;工件外表面处等效应变大于内表面,在旋轮进给速率过大时容易导致工件起皮.     

旋压成形齿槽的有限元模拟分析

本设计基于有限元软件,针对多楔槽带轮旋压成形工艺进行研究,对旋压成形过程中工件所需要的工装夹具进行设计,其中包括上模、下模,导套、旋轮、顶杆以及顶出件,根据工件成形要求设计成形所需的初成形旋轮和最终成形旋轮。针对所设计的方案进行了旋压成形工艺设计,并在MARC有限元分析软件中进行旋压成形工艺数值模拟,研究了旋压成形过程中材料变形情况,对成形件的应力应变分布进行了分析。     

基于神经元网络的薄壁筒滚珠旋压成形缺陷诊断

作为一种连续局部塑性成形工艺,滚珠旋压被应用于制造高强度、高精度的纵向内筋薄壁筒形件.通过使用铝合金作为旋压材料,在实验的基础上分析了滚珠旋压过程中金属材料非稳定流动的基本原理及旋压件产生表面质量缺陷的原因.以人工神经元网络为基础,对旋压件的表面质量缺陷进行了预测.实验证明,神经元网络能够精确地诊断旋压件的表面质量缺陷.     

基于Vague集的强力旋压工艺参数优化

在ABAQUS有限元软件中进行30Cr3钢的强力旋压仿真试验,将Vague集引入正交试验进行工艺参数优化,选择旋轮工作角、旋轮直径、旋轮工作圆弧半径、进给比、轴向错距、芯模转速作为优化工艺参数,设计6水平5因素的正交试验,以旋压件的回弹量与最大残余应力作为评价指标,得到最优的工艺参数组合以及各工艺参数对评价指标的影响顺序。结果表明:旋轮工作角为25°、旋轮直径为Φ185 mm、旋轮工作圆弧半径为9.5 mm、进给比为0.5 mm·r^-1、轴向错距为2 mm、芯模转速为60 r·min^-1时,旋压件的成形质量较高;各工艺因素对旋压件成形质量的影响顺序为:进给比>旋轮工作角>旋轮直径>旋轮工作圆弧半径>轴向错距>芯模转速。对仿真结果进行试验验证,相对误差小于7%,证明仿真结果具有良好的可靠性,可对实际生产提供理论指导。     

梯形内齿旋压成形过程数值模拟及试验研究

采用有限元数值模拟和试验验证的手段对三旋轮杯形薄壁梯形内齿轮旋压过程进行了研究,讨论了齿形角、减薄率、进给比、旋轮圆角半径等工艺参数对杯形薄壁梯形内齿旋压成形质量的影响。结果表明,在旋压成形过程中,金属的流动与齿廓侧面的倾斜程度有关;梯形齿各截面壁厚分布较矩形齿均匀。随着减薄率、进给比及旋轮圆角半径的增加,工件轮齿部分的相对齿高也随之增加。     

低压灌注成形的计算机模拟

应用于快速树脂模具制造的低压灌注成形技术，基于反应注射成形机理，可快速、低成本地复制产品，适合于新产品开发过程中结构较简单的覆盖件和大型厚壁及不均匀壁厚制品的小批量试制及生产。结合实例探讨了低压灌注成形计算机模拟技术的应用，从而为有效进行模具的智能化设计，合理确定成形工艺参数，改善制品质量创造了条件。     

Nd:YAG激光器金属零件激光快速成型工艺研究

利用Nd:YAG1.1kW激光器和同轴送粉方式进行了金属零件激光快速成型工艺实验研究。叙述了激光快速成型制造系统的基本组成和实验方法;分析了主要工艺参数如:激光功率、扫描速度、送粉量以及Z轴增量对成型质量和形貌的影响。给出了在最佳工艺参数下得到的激光成型实例。     

Numerical simulation of influence of material parameters on splitting spinning of aluminum alloy

During the splitting spinning process, the material parameters of disk blank have a significant effect on the determination of forming parameters and the quality of deformed blank. The influence laws of material parameters, including yield stress, hardening exponent and elastic modulus, on splitting spinning force, splitting spinning moment, degree of inhomogeneous deformation and quality of flange （average thickness and average deviation angle） were investigated by 3D-FE numerical simulation based on elasto-plastic dynamic explicit FEM under ABAQUS/Explicit environment. The results show that, the splitting spinning force and the splitting spinning moment increase with the increase of yield stress, hardening exponent and elastic modulus. The degree of inhomogeneous deformation increases with the decrease of yield stress and hardening exponent and the increase of elastic modulus. The average thickness of flange increases with the decrease of yield stress and the increase of hardening exponent and elastic modulus. The average deviation angle of upper surface increases with the increase of yield stress and the decrease of hardening exponent and elastic modulus. The average deviation angle of lower surface increases with the decrease of yield stress, hardening exponent and elastic modulus. Meanwhile, the corresponding variation ranges are given. The achievements may serve as an important guide for selecting the reasonable processing parameters of splitting spinning based on different aluminum alloys, and are very significant for optimum design and precision control of the splitting spinning process.     

筒形件正旋时位移分布规律的研究

本文根据弹塑性有限元模拟结果，给出了正旋时旋压件不同截面上的位移分布，其结果反映了正旋时的金属变形流动特点，该研究为实际生产中控制旋压件尺寸精度，提高产品质量提供了理论依据。     

筒形件正旋隆起及旋压力三维有限元模拟分析

应用有限元软件MSC．Marc，对TC4筒形件热旋正旋成形过程进行三维弹塑性有限元模拟研究，建立起正旋成形的三维有限元计算模型，分析了旋压加工中隆起现象，计算了旋压力，得到了工艺参数对隆起及旋压力的影响关系。该模拟计算对于探索复杂的旋压成形规律具有重要意义。     

基于满意度函数的强力旋压壁厚偏差稳健设计优化

为提高强力旋压筒体成形质量的稳定性、得到整体尺寸精度更稳定的旋压筒体,在Simufact.forming有限元软件中进行强力旋压数值模拟,选择30Cr3高强度钢作为旋压材料,筛选优化工艺参数为减薄率、进给速率与轴向错距,并以旋压筒体壁厚偏差为优化目标。通过引入熵权理论对传统的双响应曲面进行改进,设计了一种更优的满意度函数对强力旋压筒体壁厚偏差进行稳健优化设计。应用GRG法对得到的满意度函数进行求解,得到壁厚稳定的强力旋压优化参数。结果表明:减薄率为57.8%、进给速率为1.232 mm·s^-1、轴向错距为3.57 mm时,得到的旋压筒体壁厚偏差均值为0.051 mm、标准差为0.0172 mm,得到的满意度函数值为0.8218,此时旋压筒体的壁厚更接近名义值,整体壁厚也更均匀。在对有限元仿真的试验验证中,其相对误差较小、可靠性表现良好,对旋压成形工艺有较大的指导意义。     

12Cr18Ni9不锈钢筒形件数控旋压仿真及工艺参数优化

旋压加工是一种高效的塑性材料成形方法,尤其对薄壁筒形件、圆盘零件具有明显的优势。采用旋压加工的方法对12Cr18Ni9不锈钢筒形件进行加工仿真,针对不同的旋压工艺参数设计不同的旋压仿真方案,得出不同参数下的旋压仿真结果及旋压工艺参数的影响规律。结合正交试验方法对旋压加工工艺参数进行优化,设计了三因素两水平正交表,编制了正交试验方案,并对试验结果进行了分析和处理,得出了主次因素和最优组合,旋轮工作角为20°、旋轮圆角半径为6mm、旋压进给率为1.5 mm/s时,壁厚差变化最小,可得到较好的旋压结果,为不锈钢筒形件的数控旋压加工工艺参数选择提供依据。     

锥形件单道次拉深旋压成形的数值模拟及试验研究

采用有限元分析软件MSC.MARC对锥形件单道次拉深旋压过程进行数值模拟,并且对其应力应变分布规律进行了研究,重点研究了旋轮进给比以及毛坯厚径比对板材成形质量的影响,分析了起皱、减薄、回弹现象产生的原因以及容易出现这些缺陷的部位。模拟及试验结果表明,与锥形件普通拉深成形相类似,口部(即成形过程中的坯料凸缘)和侧壁中下部靠近圆角处是锥形件单道次拉深旋压过程中易分别产生起皱和破裂的部位,应特别予以关注。