摇臂轴闭塞式成形工艺数值模拟及模具设计

汽车摇臂轴作为转向系统重要的传力零件,要求具有较高的力学性能。提出采用闭塞式成形方法进行汽车摇臂轴的锻造成形,并通过有限元方法模拟了几种工艺方案下的闭塞式成形过程,获得了各种工艺方案的汽车摇臂轴闭塞式成形载荷及锻件损伤分布等,分析给出了可行的工艺方案,设计了汽车摇臂轴闭塞式成形模具。经过实际生产,获得了满足要求的汽车摇臂轴闭塞式成形锻件。     

丁字臂锻造成形工艺改进及数值模拟

以汽车丁字臂零件为对象,分析了原有锻造工艺过程,根据金属塑性流动理论和设计方法,改进了丁字臂零件锻造成形工艺。采用有限元数值模拟软件对其改进后制坯工艺过程、金属填充状态进行模拟分析,同时对比分析了改进前后终锻等效应变分布和成形载荷。结果表明改进后的工艺提高了零件的材料利用率和模具寿命。模拟结果与实验结果吻合,对实际生产起到了指导作用。     

DEFORM-3D仿真软件在连杆锻造过程中的应用

分析连杆锻造过程中的参数选择,利用有限元仿真软件DEFORM-3D实现连杆锻造成形整个过程的数值模拟,在应力、应变分布、载荷计算、材料流动速度、模具填充和毛坯优化等方面做了深入研究,为模具及成形设备的设计提供了可靠的依据。     

汽车前轴精密辊锻成形过程的数值模拟

汽车前轴的精辊-模锻工艺是一种用小成形力锻造设备成形较大型前轴锻件的塑性加工技术,其工艺关键在于精密辊锻。前轴的精密辊锻分4个道次,是典型的局部成形工艺。辊锻工艺由于旋转的模具与辊锻件之间的接触区域在不断变化,一直以来成为数值模拟的难点。对4个道次的模具建立了模型,采用三维刚塑性有限元程序DEFORM-3D模拟了前轴精密辊锻工艺,分析了辊锻过程中金属变形的规律,研究了模具参数对成形质量的影响以及辊锻力矩的变化规律。模拟结果对于改进辊锻工艺设计、提高模具设计水平具有指导作用。     

一机集团大型铝合金负重轮研制成功

正近日,由中国兵器工业集团一机集团公司牵头研制的某产品铝合金负重轮在一机集团富成锻造公司通过了评审组验收。这标志着一机集团在大型铝合金锻造技术上取得新突破,填补了该领域的制造技术空白。此工艺设计项目组,采用相比压铸成形性能更好的锻造成形工艺方案,利用现有生产线,组织开展产品工艺设计。工艺设计中通过运用数字化仿真软件对锻造成形过程进行全程模拟分析,制定最佳工艺方案,精心准备试制过程,     

大型护环热成形新技术的开发

针对大型高锰高氮钢护环自由锻时容易开裂、工艺过程冗长、可控性差、组织性能不均匀以及环坯强度较低等问题,结合现实生产条件研究开发了坯料包套模内冲挤、分步扩挤复合成形等系列省力热成形新技术,进行了热力学模拟、计算机数值模拟、试验设计和工程设计,并获得护环锻造全面系统的信息及数据。该技术现已被付诸实际生产应用。     

斜齿圆柱齿轮冷精确成形数值模拟研究

为了降低斜齿圆柱齿轮精确成形力,在对闭式墩挤成形齿轮分析和分流锻造原理的基础上,提出了双向可控镦挤成形工艺方案,并用有限元软件Deform-3D对此工艺的成形过程进行了数值模拟分析。模拟结果表明:与传统的闭式模锻相比,可明显降低成形力,是适用于斜齿圆柱齿轮精确成形的有效工艺方案。     

轴承套圈锻造工艺过程数值模拟研究

采用数值模拟技术对圆锥滚子轴承套圈闭式锻造成形过程进行了数值模拟,分析了成形载荷、速度场及等效应力等。并对闭塞式成形工艺过程进行了模拟与分析。对锻造工艺进行了改进,提出了轴承套圈旋压成形工艺。结果说明,闭塞式成形工艺成形的轴承套圈,等效应力应变分布较均匀,金属流线沿轮廓合理分布,但成形载荷高,对设备要求高,发现旋压成形工艺可以提高生产效率和产品质量,并对轴承套圈锻造生产具有广泛的适应性。     

轴承套圈锻造过程的计算机仿真研究

本文运用MSC-Marc软件对轴承锻造加工过程进行了计算机仿真.以金属成形理论和有限元方法基本原理为基础,建立了热力偶合刚粘塑性轴承锻造模型.包括对材料特性进行了完整的描述,确定了成形模拟中体积不可压缩实现方法.以二代轮毂轴承外圈锻造为例进行模拟分析.模拟分析中进行了冲头力的计算及对两次预成形模型的实验和模拟结果的对比;提出了产生过大冲头力的一个原因是最终成形阶段工件在模腔内分布不均使变形速率急剧增加;分析了工件应力和模具结构的关系及其优化问题,对冲头的倒角圆弧半径作了优化;对温度效应、表面质量和金属流线等锻造设计有关问题作了讨论.提出了预成形坯的设计优化准则,以此设计了二代轮毂轴承外圈的优化的预成形结构,冲头力比原设计下降了一半以上.     

直齿圆锥齿轮冷闭塞锻造数值模拟分析

轿车上的直齿圆锥齿轮尺寸精度与产品质量要求很高，难以采用常规的塑性加工技术成形。冷闭塞锻造技术是近年发展起来的精密成形技术。以捷达轿车差速器行星齿轮为例，对冷闭塞锻造成形过程进行了数值模拟，分析了成形过程中的金属流动充填规律以及力学量场分布情况，对数值模拟中的一些关键技术问题进行处理，并进行冷闭塞锻造工艺实验研究。结果表明数值模拟分析准确，冷闭塞锻造工艺与模具设计合理，液压模架工作稳定可靠。     

The prediction of maximum forging load and effective stress for different material of bevel gear forging

The manufacture of gears by applying hot or cold bulk forming processes is a quite widespread production method due to its well-known basic advantages such as material and time cost reduction and the increased strength of the teeth. However, the associated process planning and tool design are more complicated. In the precision forging of gears, the workpiece volume, the die design, the power requirement and careful processing are more critical than traditional forging technology. For complete filling up, predicting the power requirement is an important feature of the near net-shape forging process. In this paper, a finite element analysis is utilized to investigate the material properties such as yielding stress, strength coefficient and strain hardening exponent effects on forming load and maximum effective stress. The adductive network was then applied to synthesize the data set obtained from the numerical simulation. The predicted results of the maximum forging load and maximum equivalent stress of bevel gear forging from the prediction model are consistent with the results obtained from FEM simulation quite well. After employing the prediction model one can provide valuable references in prediction of the maximum forging load and maximum equivalent stress of bevel gear forging under a suitable range of material parameters.     

电话机面壳注射模具CAD/CAE/CAM关键技术研究

模具的CAD/CAE/CAM是一项重要的模具先进制造技术。借助于该技术,可以实现模具方案的分析、优化和模具设计,缩短模具的制造周期和提高产品质量;可以对产品的成型、注射工艺参数、相应的模具结构和模具的制造工艺进行设计和优化。电话机面壳属于较薄、形状复杂和表面粗糙度要求较高的塑件。首先,在模具结构设计前应进行方案的分析,选择比较合理的浇注系统和冷却系统方案;其次,在方案分析的基础上,设计模具结构;最后,导入产品实体造型,用Mastercam数控铣床加工,在软件环境内可模拟加工,及时发现工艺失误。     

磁芯模具的参数化设计及压制模拟

论述了在AutoCAD平台上开发磁芯模具设计系统时的模块设计、模具零件图全参数化设十的方法以及压制模拟算法。     

液固挤压复合材料工艺参数优化系统的设计与实现

针对集凝固、压力下结晶和大变形为一体的液固挤压复合材料过程参数设计难题,本文采用面向对象的编程方法开发了工艺参数优化设计系统原型,实现了人机环境下液固挤压成形过程有限元分析和参数遗传优化之间的信息交互与集成。重点研究了基于组件对象模块(COM)的信息交互技术和结合补偿模糊神经网络的遗传优化算法,使平台系统更适应于复杂的非线性参数优化问题,并以分析液固挤压成形实验测得的变形力为应用实例对所开发的系统进行了测试验证。结果表明,基于该系统优化工艺参数,能有效缩短工艺设计周期,为实验设计提供更为理想的工艺方案。     

汽车轮毂轴承套圈冷挤压数值模拟分析研究

对某型号汽车轮毂轴承内圈冷挤压模具进行三维建模,利用Deform软件,设定挤压条件后,对内圈挤压成形过程进行了数值模拟。分析了挤压过程中金属的流动与速度分布,挤压速度和摩擦因子对模具载荷的影响,并对凹模的应力进行了分析,指出应力集中导致模具容易损伤的部位。通过数值模拟分析,提出了减小摩擦因子,提高表面质量的方法,减小应力集中和载荷过大造成的模具损伤,通过优化工艺参数提高挤压成形质量。     

基于数值模拟的锻造预成形优化设计系统集成

净形和近净形制造要求锻造预成形设计不仅要实现产品的形状,而且要实现材料、能耗、锻件质量等目标优化。仅仅依靠经验已不可能达到优化设计的要求,必须借助于数值模拟结果中包含的丰富的信息来指导设计。本文提出了基于数值模拟的锻造预成形优化设计系统框架,针对现有的设计和分析工具功能强大却相对独立的特点,提出了可实现预成形优化设计的设计和分析工具集成的方法。     

圆柱体(H/D>1)在普通平板间镦粗时应力场的定量物理模拟

用光塑性法定量计算了普通平板间镦粗圆柱体 (原始高径比 H0 /D0 =2 )内部应力场 ,其结果与定性物理模拟、数值模拟及刚塑性力学模型的拉应力理论相吻合。同时 ,证明了用光塑性法定量模拟热锻件内部应力场的可行性 ,为解决复杂的 3维问题奠定了基础     

上限元模拟技术在金属塑性加工优化设计中的应用

根据上限元理论提出了上限元模拟技术,阐述了采用该模拟技术依据金属塑性成型理论对金属塑性加工进行优化设计的模拟式设计方法,并以此建立了锻造工艺与锻模参数优化设计的CAS/CAD系统。模拟式设计方法可解决经验式设计必须多次试验和不能进行最优化设计的问题。实验室验证和生产的成功证明,以金属塑性成型理论和上限元模拟技术为基础的金属塑性加工优化设计的模拟式设计方法具有强大的吸引力和良好的应用前景。     

基于变形均匀性的锻造预成形优化系统集成

预成形优化设计在锻造工艺设计中得到了广泛的应用,锻件的变形均匀性是衡量锻件质量的一个重要指标,提高锻件的变形均匀性以提高锻件的综合质量。本文以提高锻件变形均匀性为优化设计目标,采用基于灵敏度分析的正向模拟优化法对锻造过程的预成形模具形状优化系统集成进行了研究,给出了目标函数、设计变量及其灵敏度的表达形式,解决了优化模拟过程中的网格再划分问题,给出了优化系统的流程图并编制了相应的程序,最后,给出了一个优化设计的数值算例,取得了较好的优化效果。     

先内后外模锻技术及其应用

介绍了一种所谓“先内后外”的模锻技术,该技术为先让材料充满模膛,然后再把多余的材料排出模外。采用该技术,可控制住飞边,实现少、无飞边的模锻。结合设计应用,叙述了为实现该技术而使用的基于上限元江（UBET）的反向模拟方法。