薄壁铜管游动芯头拉拔过程拉拔力影响因素分析

为准确把握薄壁铜管游动芯头拉拔过程的拉拔力,该文应用非线性有限元分析软件ABAQUS建立了薄壁铜管游动芯头拉拔过程的弹塑性有限元模型,分析了内外模具锥角、游动芯头定径段长度、延伸率、摩擦因素以及拉拔速度等工艺参数对薄壁铜管拉拔过程中拉拔力的影响规律。研究表明,芯头或外模的锥角存在一个最佳组合范围,芯头定径段长度和拉拔速度对拉拔力的影响作用非常小,延伸率和摩擦系数的增加将引起拉拔力的明显增加。研究结果为实际生产中的工艺改进提供了科学依据。     

薄壁铜管游动芯头低频振动拉拔力影响规律

为准确描述薄壁铜管游动芯头低频振动过程中拉拔力影响因素的变化,借助有限元分析软件MSC.Marc,建立铜管低频振动拉拔模型,分析拉拔速度、激振振幅、激振频率、模具锥角(外模半锥角、芯头半锥角)对拉拔力的影响。结果表明,拉拔速度的增加将引起拉拔力的小幅度增加,在激振频率为80～170Hz范围内拉拔力先减小后增大,激振振幅的增加将引起拉拔力的显著降低,外模半锥角与芯头半锥角存在最佳的模具锥角组合。     

薄壁铜管固定芯头振动拉拔过程中的摩擦分析

在拉拔过程中引入振动时,由于塑性成形中的"表面效应",可以减小拉拔成形过程中的摩擦力。基于有限元软件Marc,采用修正的滑动库仑摩擦模型,建立了薄壁铜管固定芯头振动拉拔模型,并对振动拉拔过程的摩擦与拉拔速度对摩擦的影响进行了数值模拟。结果表明:在薄壁铜管固定芯头拉拔过程中添加纵向振动可以减少铜管内外表面平均摩擦力,且幅值越大,频率越高,铜管内外表面平均摩擦力越小;拉拔速度为0~20 mm·s~(-1)时,随着拉拔速度增大,铜管内外表面平均摩擦力递增且上升趋势明显,拉拔速度大于20 mm·s~(-1)时,拉拔速度增大,铜管内外表面平均摩擦力增大,但增大的幅度小。     

工艺参数对薄壁铜管游动芯头振动拉拔过程拉拔力影响分析

在金属塑性成形中加入振动,可以有效降低材料变形抗力并提高产品质量。以薄壁铜管游动芯头拉拔为研究对象,分析了振动对铜管拉拔过程中拉拔力的影响,并通过有限元分析软件MARC,对不同的工艺参数(拉拔速度、外模模角和芯头锥角)进行数值模拟。研究结果表明:针对本模型,存在一个最佳外模半锥角和芯头锥角组合(外模半锥角α为12°,芯头锥角β为9°),使得薄壁铜管游动芯头振动拉拔过程中的拉拔力最小,而拉拔速度对拉拔力的影响较小。     

无芯棒拉拔过程应力应变分析及壁厚变化

管材无芯棒拉拔时,直径减小的同时壁厚也会发生改变,其增厚值可达13.2%,甚至更大。但现有文献对无芯棒拉拔过程进行应力应变分析时,通常忽略壁厚的变化,这对预测管件壁厚,从而对工艺参数进行控制不利。该文不同于以往壁厚不变的假设,而是采用应力应变方程统一求解的方法,按增量理论给出壁厚变化的理论解以及应力分布。同时,选取不同的初始直径管坯进行无芯棒拉拔实验,分析变形后出口端壁厚变化规律,并与理论计算结果进行比较。结果表明,随拉拔道次变形量的不断增大,出口端管材的壁厚变化率先增大后减小,但是最终的变形总是增厚,实验结果与理论计算值吻合较好。     

十字形钢管拉拔成形的三维有限元模拟

异型钢管拉拔成形是一种高质量、高效率和低消耗的管材成形加工工艺.以十字形钢管为研究对象,采用有限元技术对拉拔成形过程进行数值模拟,得到了成形过程中管料的变形规律.研究发现：在应力分布上,轴向、周向和径向应力随管料在模具中位移增加而增大,三者最大值均出现在减径带与定径带连接处;沿壁厚方向,中心层应力分布较均匀.在应变分布上,塑性变形主要发生在管料与模具初始接触处及减径带与定径带连接处,周向应变沿拉拔轴向分布有较大变化,在模具入口端部分数值为负,在出口端部分数值为正.同时,模拟讨论了周向压缩系数η、拉拔速度v和摩擦系数μ对拉拔过程的影响,当η在1.05～1.14之间变化时,拉拔过程较稳定,应力-应变曲线分布平稳;拉拔应力随着μ的增加而增大;当v=250mm/s时,拉拔应力取得最小值.     

薄壁铜管固定芯头拉拔和游动芯头拉拔的对比分析

为提高薄壁铜管拉拔后的成形质量,探讨不同拉拔工艺对薄壁铜管成形性能的影响,利用有限元软件MARC分别对两种拉拔成形工艺建立有限元模型,对比分析薄壁铜管固定芯头拉拔和游动芯头拉拔对拉拔力、铜管拉拔后等效应力、应变和残余应力的影响。结果表明:在相同工艺参数下,与固定芯头拉拔相比,游动芯头拉拔所需拉拔力明显更小,等效应力也相对更小,等效应变相等,残余应力在轴向和周向更小,且分布更均匀,在径向都趋近于0。在不考虑其他因素下,游动芯头拉拔更有助于提高薄壁铜管的产品质量。     

纯铝和LY12铝合金微塑性成形性能评价试验研究

设计并加工直槽和V型槽两种微型模具,使用工业半硬纯铝和LY12铝合金材料,将成形筋高度和填充面积比作为评价参数,分析模具槽宽尺寸、成形温度和摩擦条件对微塑性成形性能的影响,借助SEM对成形件进行形貌观察和分析。试验结果表明槽宽尺寸越小、成形温度越低坯料微塑性成形能力越差;材料的塑性变形能力越好其微塑性成形性能越好。当槽宽尺寸小于100μm时填充比急剧减小,表现出明显的尺寸效应。     

渐进成形A3003铝板锥形件减薄带壁厚变化规律试验研究

为了研究渐进成形初始成形阶段A3003铝板锥形件减薄带的壁厚变化规律,利用渐进成形试验加工了8组A3003铝板锥形件,通过测量减薄带处的壁厚分布,分析了工具头直径、进给量、成形半锥角和润滑条件等加工参数对锥形件减薄带壁厚变化的影响规律。结果表明,渐进成形锥形件壁厚变化可分为3个区域,即壁厚减薄区、壁厚回升区和壁厚稳定区。成形半锥角是渐进成形锥形件壁厚的主要影响因素,对锥形件的表面质量影响最大因素是润滑条件,影响锥形件壁厚均匀度的是进给量,对锥形件壁厚稳定区壁厚的稳定有一定影响的是渐进成形的成形工具头直径。渐进成形加工参数对A3003锥形件减薄带减薄率的影响程度为:成形半锥角进给量工具头直径润滑条件,对锥形件减薄带减薄范围的影响程度为:成形半锥角/进给量工具头直径润滑条件,增大成形半锥角不仅可以降低锥形件减薄带的减薄率,还能减小减薄范围。     

劈分角对矩形槽劈挤成形的影响研究

为进一步阐明劈楔几何参数对劈挤成形的影响,以槽宽与槽深均为10mm的矩形槽为研究对象,固定劈刃倾角为30°,主要借助数值模拟方法,研究了45°～120°之间劈分角对劈挤成形的影响。结果表明:劈分角增大,塌角量以逐渐趋于平缓的减小幅度减小,槽口隆起最大高度以逐渐趋于平缓的幅度增加,槽口隆起影响宽度逐渐减小,推出的废料体积基本呈线性增大;劈分角增大,所需成形力峰值逐渐增大,进入稳态变形阶段行程延迟,稳态变形持续行程变短,且起始阶段增大的斜率较大,废料推出阶段成形力下降的斜率变化不大;劈分角增大,变形力下降的拐点出现更早,受力行程缩短,但变形功增大。从工艺应用的角度考虑,劈分角宜取较小值。     

Wear behaviour in a combined micro blanking and deep drawing process

A one stroke micro blanking and deep drawing process is used to produce micro cups in a high quantity (200 strokes per minute) with an outer diameter of 1 mm. For cutting and deep drawing one single hollow punch is used. The outer diameter punches the circular blank while the inner diameter serves as drawing ring. Investigations regarding the tool life show that the punching edge wears out quicker than the rest of the tool. Furthermore it is shown that the positioning of the tool has a high influence on the wear behaviour.     

Large reduction die-less mandrel drawing of magnesium alloy micro-tubes

Die-less drawing using wire mandrel was proposed aiming to develop the process to manufacture magnesium (Mg) alloy micro-tubes. The ratio of thickness to outer diameter of drawn tubes was controlled by changing drawing speed and feeding speed referring to the formula derived from “volume constancy principle”. The results were as follows. The attainable reduction limit was enhanced by raising heating temperature of mother tubes and the maximum cross-sectional reduction of 58.3% was obtained through a single pass drawing. Mg alloy micro-tubes with outer diameter of 3.35 mm and wall-thickness of 0.69 mm were fabricated through the optimized multi-pass drawing. Mg alloy micro-tubes developed in this study can be used for medical, medicinal, sanitary and chemical appliances.     

薄壁筒凹槽拉伸模设计

通过对薄壁筒零件工艺特点的分析 ,介绍了薄壁筒凹槽拉伸模的结构设计和特点以及其拉伸成形的工作过程。     

Experimental and FEM study on sinking of miniature inner grooved copper tube

Miniature inner grooved copper tubes (mIGCT) which have an outer diameter less than 6 mm are in demand for the production of heat pipes. In this work, it is proposed to manufacture such tubes by a multi-stage tube sinking process with an initial mIGCT having an outer diameter of 6 mm. A FEM simulation approach is used to analyze stress, strain and damage distribution for the proposed process. For comparison, a smooth copper tube is also used in the simulation study. Furthermore, experiments are conducted to investigate plastic deformation of the grooves and teeth of the tube. Results show that the maximum stress and strain are occurred at the grooves area, while the maximum damage is located at the top of the teeth. The ratio of groove width to tooth width (β) is reduced after each drawing pass. Bonding, folding and segmenting, which represent potential flaws, have also been observed in the multi-stage tube sinking process, and are discussed.     

Φ508mm等径三通拉拔工序数值模拟与实验研究

大口径挤压三通的成形是管件制造工艺技术的难点,其中支管的拉拔工序更是三通最终成形的关键所在。文章通过有限元数值模拟与实验,对大口径高钢级(X80)Φ508mm等径三通热挤压成形工艺过程中支管拉拔工序进行研究。通过数值模拟对拉拔道次和成形载荷进行分析,确定出合理的工艺参数,并通过实验对数值模拟结果进行验证。其研究结果对实际生产有一定的指导作用。     

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...     

Analysis of punch velocity dependent process window in micro deep drawing

Micro forming is an appropriate technology to manufacture very small metal parts, in particular for bulk production, as they are required in many industrial products resulting from micro technology. Deep drawing provides a great application potential for the manufacturing of parts with complex shapes, even in very small dimensions. Concerning the so called size effects micro deep drawing is widely investigated. However, this process is carried out usually under laboratory conditions with a relatively low punch velocity, for example 1 mm/s. At the same time, the light weight of the forming tools for micro deep drawing makes it possible to vary the punch velocity in a relatively large range. Furthermore, raising the punch velocity is very meaningful for mass production in industry. Thus micro deep drawing with the punch diameter of 1 mm was performed with different punch velocities (1, 10 and 100 mm/s) in this work, whereby the process behaviour, especially the experimentally acquired process window changes with variation of punch velocities. The analysis in this work shows that the velocity dependent friction coefficients are responsible for the difference in process windows under different punch velocities.     

纯钼板材真空环境高温拉深性能研究

在25~870℃温度范围内进行了厚度为2.0 mm纯钼板的单向拉伸试验,建立了高温拉深有限元分析模型。通过数值模拟与试验对比分析,确定了纯钼板高温变形摩擦与温度的关系,研究了成形温度、润滑、压边间隙和模具尺寸对热拉深工艺的影响,并采用优化的工艺参数进行了平底杯形冲头热拉深试验。结果表明,润滑条件对纯钼板热拉深影响最显著,其次是成形温度;在成形温度870℃,拉深速度30 mm/min,有润滑,压边间隙2.5 mm的参数组合下,最大拉深比可达1.94。     

金属薄板微成形技术的研究进展

文章阐述了金属薄板微成形的基本概念和金属微成形中的尺寸效应,综述了微拉深、增量成形、微弯曲和冲裁等薄板微成形技术的研究现状,并简单介绍了作者的研究成果,展望了薄板微成形技术的发展方向和趋势。     

轴对称曲面件智能化拉深成形过程的解析定量描述

成形过程的定量描述是板材成形智能化控制中在线识别材料参数和工况参数以及预测最佳工艺参数的理论依据，识别和预测精度取决于定量描述的准确程度。为了实现轴对称曲面件拉深过程的智能化控制，分析了轴对称曲面拉深件的共性特征，建立了完整的力学模型，在直线假设、面积不变假设和似直梁弯曲假设条件下，给出了拉深过程中拉深力－行程曲线的解析定量描述。用三种板材以锥形件拉深为例进行了实验验证。