多台阶空心件的精密成形及有限元模拟

挤压后的零件不易脱模是多台阶空心零件在挤压成形工艺中的难点.本文介绍了采用分合模机构的挤压工艺,即合模时挤压工件,分模时再顶出.在分析多台阶空心件挤压工艺基础上,运用有限元软件DEFORM对圆台和圆柱两种合适形状毛坯的挤压全过程进行了模拟,分40,55,278,500这4个特征时间步进行分析,得出了金属的流动规律并找到圆柱形是最优的毛坯形状,另外还得到了各个挤压工步的载荷一行程曲线以及侧向胀模力曲线,以便对模具及各种成形参数进行优化.最后按照模拟的工艺参数进行了实验,得出了符合要求的工件.     

伞形筒热挤压工艺及模具设计

利用数值模拟技术对伞形筒挤压工艺参数和挤压模具进行设计。建立有限元模型,采用DEFORM软件对其成形过程进行数值模拟,分析了挤压温度和挤压速度对挤压力的影响,并从模具寿命方面考虑设计了模具预热温度等成形工艺参数。结果表明,采用热挤压模具在300 T液压机上能够生产出合格的伞形筒工件;毛坯加热温度为930±10℃,模具预热温度为250±10℃,挤压速度为30 mm/s,挤压性能较好,挤压件符合设计要求。     

半轴套管锻造及深孔挤压复合工艺数值模拟

介绍了一种半轴套管锻造及深孔挤压复合工艺,该工艺分别在离合器式高能螺旋压力机和液压机上进行锻造和深孔挤压成形.用Deform-3D模拟软件对锻造及深孔挤压复合工艺成形过程进行了三维有限元分析,模拟结果表明,半轴套管锻造及深孔挤压复合工艺过程设计合理,工件能够良好成形.     

AZ80镁合金深孔筒形件数值模拟及试验研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机得到AZ80镁合金的流动应力-应变曲线,根据应力-应变曲线求得材料热变形的材料常数,基于刚塑性有限元法,对AZ80镁合金的反挤压过程进行数值模拟。分析挤压过程中的载荷-行程曲线以及坯料内部的等效应力、等效应变分布,并就挤压温度和挤压速度对反挤压过程的影响进行分析。根据模拟结果对筒形件进行反挤压试验,分析成形件的显微组织及力学性能。模拟结果表明,镁合金深孔筒形件的最佳反挤压温度为360℃,反挤压速度为5 mm·s-1。采用此工艺制备的筒形件表面质量良好,组织得到明显细化,且其抗拉强度、屈服强度与伸长率分别为324 MPa,216 MPa和11%。     

汽车蓄能器壳体件挤压成形工艺研究

基于Deform-3D软件平台,通过数值模拟对汽车蓄能器壳体件的挤压成形过程进行工艺优化。建立正交试验方案,分析各个因素对挤压成形过程的影响,以成形载荷作为评判标准确定了最佳工艺参数组合。通过实验最终得到了最佳成形工艺参数为:温挤压模具温度230℃,温挤压坯料温度1000℃,温挤压摩擦系数0.15,温挤压凸模速度12mm.s-1,冷挤压凸模速度8mm.s-1,冷挤压摩擦系数0.08。按照该工艺参数进行实际零件的挤压生产,最终得到了符合要求的成形零件。     

活塞头挤压工艺模具设计与数值模拟优化

分析DFL350型活塞头的成形工艺，设计活塞头的温挤压模具。并以Deform-3D为平台，建立活塞头温挤压成形的三维塑性有限元模型，对其成形过程进行了数值模拟，主要分析温度、摩擦因子、拔模斜度以及型腔结构对成形力和模具充填情况的影响，优化成形工艺和模具结构，得出变形过程中挤压件破坏因子分布图和行程载荷曲线，给出了DFL350型活塞头的温挤压工艺参数的选择、模具设计以及设备选择。     

基于灰色关联分析的连杆衬套温挤压参数优化

温挤压成形过程中以摩擦因数、挤压速度、坯料预热温度、模具预热温度等工艺参数为自变量,以成形件的损伤值、挤压力为目标函数,应用DEFORM-3D仿真软件进行数值模拟。通过正交试验设计,研究工艺参数对损伤值、挤压力的影响,分析灰色关联系数和灰色关联度,进行多目标参数优化,获得较优的工艺参数组合。结果表明,影响衬套温挤压成形品质的主次顺序为摩擦因数、挤压速度、坯料预热温度、模具预热温度。采用优化后的温挤压参数成形件的损伤值和挤压力降低,保证了产品品质。     

薄壁紫铜零件多次拉深成形的数值模拟

通过对薄壁紫铜筒形件在大拉深比时二次拉深成形方法的选择研究，由UG建立参数化模型，应用有限元软件Dynaform对拉深成形过程进行数值模拟，分析模具参数选取对成形性的影响和软件中若干参数的设置，得出紫铜薄壁高筒件的合适的拉深工艺和优化的工艺参数。     

铝合金异形薄壁筒件的挤压成形工艺

对铝合金某筒体挤压件进行工艺分析,设计了下模镶块。使用Deform3D锻造工艺仿真软件对筒体挤压件的成形过程进行了模拟。对筒体挤压件出现的折叠缺陷和角部充不满进行了分析。根据模拟结果和缺陷分析,对挤压件进行了工艺和模具改进。结果表明,改进工艺和模具后,试验出来的铝合金薄壁筒形件充填完好、脱模方便、没有任何缺陷。     

模具锥角对铝材挤压过程影响规律的研究

铝型材挤压过程是包含复杂综合变形的大体积成形过程,工艺参数和模具几何参数对成形过程具有决定性的影响,仅凭经验进行工艺和模具设计很难一次成功.本文采用有限体积数值模拟方法,针对模具锥角对AA1100铝材挤压过程的影响规律进行研究,采取从30.到90.六种不同的模具半锥角,分析给出了模具锥角对挤压件温度变化、挤压力以及应力应变分布等的影响规律,为铝型材工艺以及模具设计提供参考.从分析结果看,使用有限体积模拟方法,可以避免网格重划,减小因网格重划而引起的体积损失,能够提高模拟的精度,有限体积法比较适合大体积成形过程的模拟分析.     

汽车悬架球头拉杆冷成形技术

为提高生产效率、改变原来通过车削加工汽车悬架球头拉杆的方式,提出了一种球头拉杆的多工位冷镦成形工艺。基于DEFORM-3D软件建立了有限元模型,对球头拉杆的塑性成形过程进行了仿真,研究了预成形凸模入模角α、预成形凹模圆角R1、终成形凹模圆角R2以及终成形凹模入模角β等工艺参数对球头拉杆成形的影响,并进行了正交试验,以模具在球头拉杆成形过程中所受载荷及工件损伤值为优化目标,获得了合理的工艺参数组合。结果表明:在保证工件成形质量及模具寿命的前提下,当预成形凸模入模角α为30°、预成形凹模圆角R1为12 mm、终成形凹模圆角R2为3 mm、终成形凹模入模角β为60°时,模具载荷及工件损伤有显著的降低。采用优化后的参数进行试模生产,工件成形质量较好,验证了模拟结果的可信性,能够有效地指导工艺设计人员的设计工作。     

大口径三通成形冷却区数值模拟与实验研究

通过数值模拟与实验,对大口径高钢级三通管件热挤压成形工艺过程中关键工序--压包工序的冷却区进行研究,对冷却参数给出了合理定性、定量分析.确定了冷却区温度,分析了不同的冷却区参数对压包成形的影响,获取了合适的冷却区占压扁后工件长轴尺寸的百分比数.其研究结果对实际生产有一定的指导作用.     

GH4169合金叶片挤杆工序模具磨损及寿命的数值模拟分析

挤杆工序是GH4169合金叶片热成形的首道工序,作为制坯工序,其不但要保证精确的尺寸形状,还要确保工件组织达到工艺要求。模具的工况严重地影响了工件的内在质量。基于Archard磨损理论,以凹模为研究对象,采用Deform-2D有限元软件对其磨损过程进行数值模拟,通过分析工件的模具温度、模具硬度、挤杆速度、摩擦系数、凹模圆角半径等工艺与模具参数对凹模磨损的影响,获得了相关因素对凹模磨损的影响规律;采用磨损量累计,按工艺要求以最大磨损量0.2 mm对凹模寿命进行预测。结果表明:采用有限元模拟挤杆过程,分析模具受力和磨损情况及其对工件质量的影响,进而优化模具设计和工艺参数,在提高工件质量的同时,延长了模具寿命,降低了生产成本。     

调频调幅式轴向振动挤压花键成形过程实验研究

研究了在低频振动花键挤压成形过程中成形力的变化规律和振动加工的降载机理。利用课题组研发的调频调幅振动挤压成形机为实验设备,搭建了成形力测量系统,实测花键振动挤压时成形力的变化,并对数据进行分析。结果表明:成形力的大小主要与振动的振幅有关,尤其是回退行程,当回退行程足够大时,模具与工件间的摩擦力将工件拉伸至屈服段,立即反向挤压,由于包辛格效应(Bauschinger),成形力显著降低;另外,良好的润滑条件可以有效降低成形力,模具回退瞬时离开材料变形区时,润滑液进入,降低了材料与模具间的摩擦,从而降低成形力。实验研究表明,对于模数为0.47、齿数为36的小模数渐开线外花键挤压成形,采用频率10 Hz、前进行程1.38 mm、回退行程0.67 mm时,成形力降低了27%,降载效果显著。     

斯太尔转向节热挤压成形工艺数值模拟

运用三维弹塑性有限元法对斯太尔转向节热挤压成形过程进行了数值模拟分析,获得了热挤压成形的载荷和行程的关系曲线,应力、应变和温度的分布信息。在设定工艺参数的情况下,通过模拟结果分析比较得出不同工艺对转向节成形的影响,揭示了热挤压成形过程中的金属流动规律。为实际生产所用工艺方案提供了理论依据。     

Effect of temperature on vacuum hot bulge forming of BT20 titanium alloy cylindrical workpiece

Temperature is one of the key parameters for BT20 titanium alloy cylindrical workpiece manufactured by vacuum hot bulge forming. A two-dimensional nonlinear thermo-mechanical coupled FE model was established. Numerical simulation of vacuum hot bulge forming process of titanium alloy cylindrical workpiece was carried out using FE analysis software MSC Marc. The effects of temperature on vacuum hot bulge forming of BT20 titanium alloy cylindrical workpiece were analyzed by numerical simulation. The simulated results show that the Y-direction displacement and the equivalent plastic strain of the workpiece increase with increasing bulge temperature. The residual stress decreases with increasing bulge temperature. The optimal temperature range of BT20 titanium alloy during vacuum hot bulge forming is 750-850 ℃. The corresponding experiments were carried out. The simulated results agreed well with the experimental results.     

曲线回转体构件的成形工艺

对曲线回转体构件的成形过程进行力学解析,得到一种适用于大型锥形件缩口成形力的计算公式,并根据临界失稳压力优化结构参数,得到了缩口凹模最佳的母线半径和反弯曲半径;然后,利用得到的最优半径进行正交试验,对挤压过程中的挤压温度、挤压速度和摩擦系数进行优化,得到最佳工艺参数;最后,为验证理论数据的准确性,进行物理试验验证。结果表明,当挤压温度为460℃、挤压速度为5 mm·s^-1、摩擦系数为0.2时,零件的最低成形载荷为4013 kN,与模拟仿真结果和理论结果的误差均小于10%,说明了该成形方案的可行性。研究结果可以为今后此类构件的成形提供理论支持。     

钛合金筒形件真空热胀形壁厚效应的数值模拟

建立了钛合金筒形件真空热胀形的二维非线性热力耦合有限元模型。使用有限元软件MSC-Marc对钛合金简形件真空热胀形过程进行数值模拟。计算了钛合金筒形件真空热胀形过程的温度场和变形场，并进行了相应的实验验证。模拟结果与实验结果吻合较好。用建立的模型对真空热胀形过程中钛合金筒形件壁厚效应进行数值模拟，讨论了一定工艺条件下钛合金筒形件壁厚与弯曲角度、胀形量和残余应力之间的关系，为实际生产中制定和优化钛合金筒形件真空热胀形工艺参数提供理论与实践依据。     

大型U形板材工件渐进滚弯成形数值模拟

利用ABAQUS有限元分析平台,对大型U形板材工件渐进滚弯成形及其回弹过程进行数值模拟。针对半椭圆形工件形状,提出用半径不同的5段圆弧逼近的几何规划。在此基础上,合理设计滚弯道次,调整ABAQUS参数设置。用模拟优化的工艺参数成形加工半椭圆形板材工件,经origin8拟合配准,其各段曲率半径最大误差小于5%。模拟结果表明,用渐进滚弯方法成形加工半椭圆形工件是可行的。     

Numerical simulation of upsetting-extruding process of dispersion strengthened copper welding electrode

The simulation of the upsetting-extruding process ot dispersion strengthened copper welding electrode was carried out using Deform-2D finite element analysis software, and the characteristics of metal flow and the effect of different friction factors were analysed. The results show that the whole forming process consists of a forward extrusion and a backward extrusion. When the friction factor of the female die is 0.4, it is advantageous to the forward extrusion forming of the electrode work nose part, while the friction factor of the male die is only 0.1, it would be benefit to the backward extrusion forming of the electrode fit-up hole part. Addition of a scoop channel with 1.5 mm in depth and 4 mm in diameter at the bottom of the female die can avoid folds at the work nose. The rise in temperature is about 60℃ during the forming process.