基于六西格玛与形态学矩阵的润滑系统结构设计

针对汽车挤压类零件常用的传统磷化工艺逐步被新型润滑剂所取代,为匹配新润滑工艺润滑系统的市场需要,进行了产品结构设计。以六西格玛(6σ)设计方法为指导,以形态学矩阵为方法进行方案设计,对热处理工业炉、输送结构和润滑结构进行了参数化分析,由此构建了形态学矩阵,得出144种待选方案,并依据理论研究与企业实际调研评选出5种典型方案,采用专家一致性评价方法及机械设计学技术评价方法进行了方案优选,得到最佳方案。最终对六西格玛(6σ)设计原则进行了方案验证,确定5号方案为最佳方案,即辐射式连续热处理工业炉、链网式输送网带配合摆线针轮减速机的输送结构、气动式多电机搅拌润滑机构。     

基于RSM与GA的汽车后备箱盖板成形工艺参数多目标优化

针对某车型的后备箱盖板拉延成形时出现的破裂和起皱现象,首先,基于DYNAFORM建立后备箱盖板的有限元模型;其次,探究压边力x1、拉延筋1的阻力x2和拉延筋2的阻力x3对后备箱盖板拉延成形的综合影响,建立中心复合试验设计(CCD)方案,通过中心复合试验设计方案构建了影响成形的工艺参数的二阶响应面法(RSM)模型,以板料的最大减薄率y1和最大成形力y2为优化目标,建立多目标优化函数;运用改良型的遗传算法(GA)进行模型寻优,获得影响后备箱盖板成形的最佳工艺参数组合,即x1=520.05 kN,x2=80.03 N·mm,x3=82.18 N·mm;最后,对最佳工艺参数组合进行试验验证,试验结果表明,提出的方法可有效地提高汽车后备箱盖板的成形质量,同时对类似覆盖件的成形质量控制具有一定的指导意义。     

铝合金蓄能器壳体冷挤压成形多目标优化

以铝合金蓄能器壳体冷挤压为例,针对实际生产中筒壁存在缺陷现象,基于有限元软件DEFORM-3D和响应面法与多目标优化的NSGA-II相结合的方法对此进行多目标优化分析。首先将AA6061铝合金棒料进行室温拉伸实验获得应力应变数据,导入DEFORM-3D构建FEM模型。其次以凸模工作部分过渡圆角（X₁）、挤压速度（X₂）、摩擦系数（X₃）为优化变量建立关于挤压载荷（Y₁）和壳体零件表面损伤度（Y₂）的数学模型, 方差结果表明:模型精度较高能很好的描述2个优化目标对设计变量的响应,同时由3D响应面图可以直观分析挤压载荷与零件表面损伤度关于响应变量之间存在一定冲突性。为解决冲突,采用NAGA-II进行多目标优化,得到一组Pareto最优解;进而得到挤压成形合理的工艺参数范围: X₁为0.64~0.68 mm, X₂为5.8~6.2 mm/s,X₃=0.1。最后选用一组较优参数组合进行试验验证,结果表明工件成形性能与质量良好,仿真结果与试验结果具有较好的可靠性。      

基于Dynaform及响应面法的封头零件冲压成形及优化

以压力容器上封头零件为例,通过对零件成形工艺进行分析,以板料最大减薄率为优化目标,基于正交试验,结合灰色关联理论分析和响应面中心复合设计方法,利用Dynaform软件研究了压边力X1、摩擦因数X2、冲压速度X3以及模具间隙X4对封头零件成形质量的影响,得到最优工艺参数为压边力154.8 kN,摩擦因素0.15,模具间隙...     

高分子复合润滑涂层对低碳钢表面摩擦学性能的影响

为替代磷化-皂化处理工艺,通过浸涂高分子复合润滑液的方法在低碳钢试样表面制备涂层。利用HT-500型球盘摩擦试验机考察了低碳钢在高分子复合润滑涂层、磷皂化膜、无润滑介质这3种不同润滑条件下摩擦学性能,同时分析了干摩擦接触表面上摩擦切应力,并应用VHX-600K型超景深显微镜对磨损表面形貌观察,探讨磨损机制。结果表明：高分子复合润滑涂层与磷皂化膜具有相接近的润滑减摩特性,摩擦因数与干摩擦相比分别减小67.33%和68.79%,对摩初期5 min内前者略低2.1%,且减摩性能都较稳定。此外,磨损机制与不同润滑条件下的摩擦行为有关。干摩擦过程中,磨粒磨损、氧化磨损起主导作用;表面有磷皂化膜的摩擦磨损机制主要为轻微磨粒磨损与少量氧化磨损;高分子复合润滑涂层作用下,表面磨损程度最小,主要表现为轻微磨粒磨损。     

车用齿轮轴冷挤压成形模拟及反挤压工艺参数优化

针对车用齿轮轴制定了冷挤压成形工艺方案,并对其进行了相应的正、反挤压模具设计。利用Deform-3D进行有限元仿真模拟,对成形件进行等效应变、等效应力、损伤和载荷—行程曲线分析。选取凸模速度、摩擦因数以及凸模锥角3种工艺参数进行正交试验及工艺优化,通过正交试验的方差分析得出摩擦因数对齿轮轴反挤压载荷大小具有显著影响,并得到各参数对成形载荷的影响顺序为:摩擦因数>凸模锥角>凸模速度。最终得到的最优反挤压工艺参数为:凸模速度为25mm/s、摩擦因数为0.10和凸模锥角为25°。优化后反挤压的最大载荷由原来的2.15×10~4 kN减小到1.01×10~4 kN,降低了53个百分点。     

不同润滑介质作用下GCr15/10钢摩擦与润滑特性分析

利用球-盘式摩擦磨损试验机对GCr15/10钢摩擦副在无润滑以及冷精整用乳化液、Mo S2水基润滑液、磷化-皂化膜层和水基高分子混合液这几种不同润滑条件下进行摩擦试验,考察了不同润滑介质对摩擦系数及润滑特性的影响。结果表明:润滑介质可以有效降低摩擦副的摩擦系数;接触面上附加有4种润滑介质的摩擦系数平均值在滑动初期相差较小,随着摩擦时间的增加而呈现明显变化差异。运用牛顿动力学阐明了摩擦系数变化中前后瞬时波动的原因为接触表面高低不平的分布形态,同时指出材料的摩擦与润滑特性会根据润滑介质成分及与基体结合机理的不同而产生相应的变化。     

基于 Deform-3D 的车用下轴套零件冷挤压模具结构优化设计

目的分析挤压成形中车用下轴套零件成形表面出现的折叠缺陷,优化挤压上凹模的底部出口斜度、下凹模的入口斜度和挤压深度等主要成形工艺参数。方法采用DEFORM-3D软件,对汽车下轴套零件的冷挤压成形工艺进行了系统的有限元数值模拟试验。结果挤压成形模具结构设计不合理,导致在成形过程中模具分型面处金属出现汇流并形成折叠。结论通过优化挤压模具结构,使金属成形良好,无折叠缺陷出现,最终获得了较为合理的冷挤压模具结构。