阀螺钉冷挤压凸模断裂失效分析

针对阀螺钉冷挤压成形时出现的凸模断裂问题,通过对断口的宏观观察,发现有疲劳特征。运用Deform2D/3D对模具的模拟显示凸模台阶圆角过渡处应力集中,等效应力2 930 MPa,超过凸模材料抗弯强度(2 500 MPa),是模具在此部分发生脆性折断的重要原因。为避免凸模阶梯圆角处应力集中,采用组合凸模的设计方法。数值模拟显示,组合凸模在工作时无应力集中。根据改进后的凸模设计方案进行实验,对实验中出现的孔成形凸模硬度不足问题,确定了成形孔的凸模硬度应达到62 HRC,有效的解决了生产中凸模早期失效的问题。     

外壳零件拉深模设计

分析了原有外壳零件多工序成形的缺点,提出了采用复合模加工的工艺。通过计算拉深凹模圆角半径、拉深凸模圆角半径、拉深间隙和拉深系数,并根据实际经验的取值,设计了1套复合模,实现了落料、拉深、整形一次成形,使外壳零件达到设计使用要求。该模具生产的外壳,外观美观,质量优良。     

花键套冷挤压成形工艺方案分析

针对花键套在冷挤压成形内花键时出现的凸模断裂问题,建立内花键成形的有限元模型并进行数值模拟。模拟结果表明,凸模导向区与齿形区截面变化大,圆角过渡处容易产生应力集中,从而导致在过渡处发生断裂。提出去掉凸模导向区、在凹模内增加浮动芯轴作为导向的解决措施。并对改进的工艺方案进行数值模拟分析,凸模无应力集中现象,花键套无成形缺陷。工艺实验结果表明,采用改进的工艺方案可以有效避免凸模反挤压成形内花键的断裂问题,延长模具使用寿命。     

排气罩的工艺分析与模具设计

通过分析排气罩的材料、数量、结构和工艺性,确定了此零件采用单工序模进行生产。设计了制件生产的工序图:工序1下方形料;工序2预拉深得到底部凸起位置;工序3激光切割翻边预制孔;工序4拉深翻边成形,得到翻边和下陷形状;工序5切边钻孔,完成制件。本次设计通过试压给出合格的展开件,使用展开毛料边缘定位,凸模与压边圈之间、压边圈与上模之间均采用导滑板的方式进行导向,定位精度高,以此实现了拉深翻边的准确加工。模具工作时安置调压垫调整压边力,设置镦死垫,避免了模具因受到巨大的冲击而导致的疲劳损伤。以CATIA为辅助工具,设计出拉深翻边成形所需的凸模、凹模以及压边圈,对模具零部件进行装配,得到拉深模具的装配体的三维数模。同时,介绍了覆盖件拉深模结构设计要点。通过实践验证,所设计的模具工艺性良好、结构合理、符合生产要求。     

汽车前底板冲压工艺分析与拉深模设计

在分析汽车前底板结构和工艺特点的基础上,确定了零件的成形工序,应用AUTOFORM V3.22软件对工艺方案进行了优化,以UG为辅助工具,设计出拉深成形所需的凸模、凹模以及压边圈,对于模具零部件装配,得到拉深模具的装配体三维数模.同时,介绍了覆盖件拉深模结构设计要点.通过实践验证,设计的拉深模工艺性良好、结构合理、符合生产要求.     

筒形件拉深挤边模具设计与工艺

叙述了筒形件拉深挤边的复合工艺,对其原有的冲压工艺进行了改进,将原工艺采用3副单工序模进行3次拉深成形及一道机加工工序来生产,改为采用3副单工序模拉深,其中最后一副单工序模进行拉深带挤边的复合新工艺,从而减少了一道机加工工序,重点介绍了拉深挤边的过程及模具结构的特点.生产实践证明,模具质量稳定,生产的零件符合要求,提高了生产效率,降低了生产成本.     

防皱拉深胀形模

铝蒸锅是铝制品生产厂的主要产品之一,其中蒸锅盖(图1)是在双动拉深机上拉深成形。以往的拉深模具(图2)由四部分组成,即压边圈、凸模、凹模和顶盘。拉深成形时由压边圈和凹模平面压住坯料,凸模下降使坯料进入凹模中成形。当凸模下降到最低点时,利用凸模和顶盘间的挤压,成形拉深件表面的曲面轮廓。最后将拉深件从凹模中顶     

内花键反挤压凸模断裂分析及改进措施

针对内花键反挤压成形时出现的凸模断裂问题,通过对凸模进行断裂分析,得出断裂的原因为:内花键成形时挤压力较大,阶梯凸模圆角过渡处应力集中,该部位等效应力值为3800 MPa,超过凸模材料ASSAB88的抗弯强度3500 MPa,从而导致凸模在该处产生脆性折断。为避免凸模的早期失效,提出采用组合凸模来避免阶梯凸模圆角过渡处的应力集中问题,数值模拟结果显示,组合凸模工作时无应力集中,成形部分等效应力值约为3150 MPa。生产实践表明,组合凸模可避免凸模的早期失效。     

精冲凸模根部断裂的失效分析

利用扫描电镜对精冲凸模的断口进行微观分析,借助有限元软件对模具进行计算,得到凸模上的应力分布情况。结果表明:凸模根部为脆性疲劳断裂,螺纹孔处的应力集中导致该螺钉固定式凸模发生断裂。     

1060铝灯罩翻边成形工艺分析及模具设计

1060铝灯罩通过冲压、拉深、翻边、卷边等工序完成。通过对翻边模具工艺的分析与计算,确定了合适的压力机。然后对模具主要零部件进行了设计,包括凹模套环、凸模,最后完成了模具组装。     

基于综合设计的覆盖件冲压工艺优化

针对正交实验设计方法的不足,提出结合正交实验设计和响应面模型(等径设计)的综合设计方法.以汽车行李箱盖的冲压拉延过程为例,进行冲压工艺优化设计.选择拉延筋、摩擦系数(凹模与板料、凸模与板料)、压边力、凸凹模间隙、冲压速度为实验的6因素,每个因素选取3水平,以最小减薄率为质量评价标准,进行综合设计,获得了各因素对最大减薄率的影响规律,得到了最优的关键工艺参数.并利用最优值进行了数值模拟仿真,验证了方法的可行性与实用性.     

制动毂挡尘盖拉深成形过程的应力应变分析

在大型CAD软件Pro/E中建立了汽车车轴制动毂挡尘盖拉深成形的凸凹模模型,运用大型商用有限元软件MSC.Marc,对其拉深成形过程进行了数值模拟.分析金属材料在拉深时的流动情况及挡尘盖在拉深后的应力应变分布规律,重点研究了压边力和凸凹模间隙对板材成形性能的影响,分析了起皱和破裂产生的原因、特点、影响因素以及预防措施等.模拟及试验结果表明,工件在拉深时,凸缘部分材料易产生失稳起皱现象;凸、凹模之间的间隙是影响盒形部分产生破裂的主要原因.当刚性压边圈与凹模之间的间隙减小到1.2倍的料厚时,能获得表面质量光滑的合格件;当凸凹模及浮动凸凹模之间的间隙大于料厚时,能确保拉深过程顺利进行.     

凸凹模受力模型与有限元分析

通过对板料成形时的受力分析,建立了凸凹模在拉深过程中的受力模型,完成了对凸凹模的有限元数值分析,得到了凸凹模的应力和变形分布情况。对板料进行强度、刚度校核,得到了随板料厚度的变化凸凹模孔口所受的压力、凸凹模的最大应力和位移的变化规律。可为模具结构的设计、模具材料的选择提供依据。     

基于载荷下降法的双相钢DP590拉深减薄率研究

采用载荷下降法研究了双相钢DP590在不同压边力下拉深成形的减薄率。采用BCS-50AR通用板材成形性试验机进行有无润滑条件的对比拉深试验,获得成形力-凸模位移关系曲线。试验结果发现,拉深件凸缘部位和凹模圆角处的润滑有利于拉深成形,而无润滑条件下的拉深容易破裂。拉深件凸缘部位增厚,凹模圆角处和筒壁部位均有不同程度的减薄。危险断面处的减薄率最大,破裂情况下的最小减薄率为28.6%,无破裂情况下的最大减薄率为19.3%,达到实际生产要求。     

Cold Deep Drawing of Commercial Magnesium Alloy Sheets

A cold deep drawing process for commercial AZ31 magnesium alloy sheets was developed. The commercial sheets were successfully formed into circular cups at room temperature by optimising the annealing temperature of the sheets, i.e. a limiting drawing ratio of 1.75 was attained for an annealing temperature of 500 °C. The increases in elongation, n-value and r-value, and the decrease in flow stress effective in the improvement of drawability were obtained for the annealing. The apparatus for cold deep drawing without heating becomes much simpler than that for the conventional warm deep drawing. The effects of the lubricant, the clearance between the die and the punch and the corner radius of the punch on the drawability were examined. The limiting drawing ratio was increased by applying force onto the edge of a blank through the die corner. In addition, cold deep drawing of magnesium alloy square cups was performed. It was found that comparatively shallow magnesium alloy cups are satisfactorily formed at room temperature without heating.     

盒形件增量拉深成形数值模拟及工艺试验

为了探索板料增量拉深成形的特点和规律,设计了增量拉深成形轨迹,用Deform-3D模拟软件,对盒形件增量拉深过程进行了数值模拟,分析了凹模圆角半径和凸模进给速度对成形件质量的影响,获得了成形过程中的等效应力和等效应变;并设计了具有双向调节机构的增量拉深模,在Gleeble1500D热模拟试验机上进行了工艺试验验证.结果...     

Effects of pre-bulging on 2024 aluminum alloy complex-shaped components

To improve the poor plasticity of 2024 aluminum alloy sheet, which causes wrinkle and fracture in conventional deep drawing of complexshaped components, hydromechanical deep drawing (HDD) with pre-bulging was investigated. The loading paths of chamber pressure and pre-bulging pressure were designed and optimized by numerical simulations and experiments, and effects of loading paths were obtained and analyzed for thickness, stress and defects. A reasonable loading path was determined. Thickness is more uniform when pre-bulging pressure is 2 MPa and chamber pressure is 15 MPa. The suspending area of a blank wrinkles easily between the punch and the die when pre-bulging pressure is smaller than 1.5 MPa; fracture occurs for the suspending area of blank between the punch and the die when pre-bulging pressure is larger than 8 MPa. The results show that a helpful friction can be generated, the stress state can be improved, and fracture and wrinkle can be avoided by a reasonable pre-bulging in the suspending area of the blank for a complex-shaped component. The uniformity of thickness and forming limit can be enhanced.     

传动片冲裁凸模所受应力与疲劳寿命的研究

以汽车离合器中的弹性零件传动片为研究对象,建立传动片冲裁凸模疲劳分析的有限元模型,利用ANSYS Workbench有限元软件模拟了传动片冲裁凸模的应力分布状况及疲劳寿命。数值模拟结果表明,采用结构改善后的凸模,使得过渡圆角区域的最大应力值由1109.2 MPa减小为1058.6 MPa,凸模的疲劳寿命由75715次提高到120400次。借助冲压级进模得知,结构改善后冲裁凸模的疲劳寿命试验值为107493次,与模拟值之间的相对误差为10.72%,从而验证了数值模拟的正确性。此外,基于改善后凸模结构对传动片冲裁凸模进行标准化,其对企业传动片冲压级进模的设计具有重要的指导意义。     

环盖模具设计

根据环盖零件成形系数比第一次成形极限略大,并要求高精度孔的工艺性,提出了2次成形、成形和冲孔分开的工艺方案。模具结构可变换工位,以凸模为中心,旋转凹模,使凸、凹模在不同工作位置,完成不同的冲压工序。详细阐述了如何确定首次成形、冲孔时机的选取以及冲孔孔径的细微变化,使略大一次成形极限能在2个工位同一套模具下完成。简化了薄壁件的成形工艺,且环盖零件无起皱、无拉裂,孔径尺寸稳定。