基于Archard理论的曲轴模具磨损研究

磨损是模具失效最重要的因素之一,研究热锻模具的磨损尤为重要.基于Archard理论模型,采用有限元模拟软件DEFORM-3D对曲轴的热模锻过程进行热力耦合仿真分析,得到了模具的等效应力、应变及磨损分布.分析了不同温度对锻模磨损的影响,模拟结果与实际经验相吻合.     

突缘叉锻造成形预应力组合模具改进

在突缘叉锻造成形过程中,上模模腔底部容易开裂,导致锻件出毛刺,增加生产风险。利用Deform软件分析了突缘叉锻造成形过程的金属流动规律和模腔开裂原因。结果表明:模腔凸台在冲击载荷下出现应力集中并导致模具断裂失效。通过在模具上添加预应力环以抵消模具所受冲击载荷、降低模具应力,并利用Solid Works软件计算了预应力。优化结果表明:采用组合模具结构时,模具与应力环最大预应力分别为480和420 MPa,均处于安全范围内。模具原始开裂位置应力降低了约950 MPa,生产过程中,模具始开裂前锻件的产量由200件左右提高到2700件左右。     

基于Archard理论对变速叉预锻凹模寿命分析

为预测变速叉预锻凹模的使用寿命,基于数值模拟和Archard理论,对变速叉热锻成形过程中凹模磨损的主要区域以及导致磨损的原因进行分析,并利用正交试验对预锻凹模磨损严重区域进行优化,根据预锻凹模磨损严重区域单次最优磨损量与总磨损量的关系,建立数学拟合公式求解。模拟结果可知,热锻成形过程中,凹模磨损最严重的位置在P4区域,P4区域凹模磨损量最优的工艺参数组合为A1B2C3D3,通过建立P4区域凹模磨损量和锻造次数间的函数关系,证明了变速叉总磨损量与单次磨损量不仅仅是简单的线性关系,并提出锻造次数和变速叉凹模总磨损量的求和公式,求得变速叉预锻凹模寿命为92130次。模拟结果有效地提高了变速叉实际生产中的研发成功率,降低了试模成本。     

基于田口试验的轮毂法兰盘热锻工艺优化

采用Deform-3D有限元数值模拟软件对轮毂法兰盘热锻成形进行数值模拟,并对初定成形工艺方案进行分析,确定了预锻+终锻成形方案。针对工件表面应力较大、模具磨损较为严重的问题,通过田口试验优化法对成形参数进行优化组合。模拟结果表明,当轮毂法兰变形温度为1200℃、模具温度为230℃、变形速率为1.0 mm·s~(-1)、摩擦系数为0.05时,工件应力、模具载荷和模具磨损能有效降低,且工件成形质量较优。各参数对零件质量和模具磨损的影响程度依次为:摩擦系数变形速率变形温度模具温度。     

凸缘叉热锻成形工艺优化

针对凸缘叉热锻成形终锻上模开裂的问题,通过建立刚粘塑性有限元模型,使用数值模拟方法,根据实际生产情况模拟了凸缘叉热锻成形过程。研究了金属流动规律,分析了模具应力较大的原因。根据模拟,优化了模具结构和锻压方式。结果表明,模具开裂位置拉应力降低约400 MPa,达到了工艺优化的目的。     

车用突缘外套件温挤压成形及模具磨损研究

基于DEFORM-3D软件研究了车用突缘外套件温挤压成形工艺参数对挤压成形过程的影响以及凹模磨损。以成形载荷为评价指标,通过正交实验获得了温挤压成形最佳工艺参数组合,即模具温度350℃,坯料温度900℃,摩擦系数0.15,凸模速度12mm/s。基于Archard磨损模型,对凹模磨损情况进行了模拟,并和实际情况相对照,提出了减少模具磨损的方法。研究结果对车用突缘外套件的实际温挤压生产具有一定的指导意义。     

基于Archard模型的曲轴模具磨损分析

为了探究某型曲轴模具在生产过程中的磨损情况，基于修正的Archard磨损模型，采用Deform-3D软件模拟研究了该曲轴模具在热锻过程中磨损深度的分布和变化规律。在模具型腔中取10个特征点，在模拟结束后得到每个点的磨损深度，与实际情况基本吻合，同时探究了不同预热温度、成形速度、润滑条件对制坯模具最大磨损深度的影响，并对各点结果进行拟合得到拟合曲线。由模拟结果可知，模具磨损深度最大处出现在P1～P6点附近，且制坯工序的模具磨损深度大于预锻和终锻工序；当模具预热温度为250～300℃、成形速度为300 mm·s^-1、摩擦因数为0.3时，模具的最大磨损深度最小。模拟结果可以为后续生产工艺优化以及预测和延长模具寿命提供参考。     

基于多目标综合评定的锥齿轮两种棒坯对比研究

以两种高径比棒坯为研究对象,针对一次热锻成锥齿轮毛坯的工艺,建立了应变、热磨损等多因素耦合下的刚粘塑性有限元模型,模拟分析了成形过程的金属流动特性,预测并解析了模具和坯料的温度场分布及演变,基于Archard模型分析了模具在该热锻过程中的磨损分布及深度,为间接预测模具寿命提供了依据.通过多种指标的评定获得了高径比合理的棒坯,对实际生产具有指导意义.     

基于上模芯优化的汽车轮毂热锻模具改进

模具的尺寸结构是影响热锻模寿命的关键因素之一。本文以汽车轮毂的热模锻过程作为研究对象,对比分析了上模芯圆角半径(10、8、6 mm)对成形过程载荷和磨损的影响。结果表明,在锻造过程中,上模芯圆角半径越大,所受载荷和磨损越小。     

热锻低温模的研究

热锻成形中,模具在高温高压下服役,承受反复冲击载荷及冷热交变作用,工作条件极其恶劣.这类模具基本失效形式有工作部位变形堆塌、热磨损、热疲劳、断裂四种.为了提高模具的寿命,国内外研究者大都认为应从以下几方面给予解决: