汽车同步环冷精锻工艺研究

采用有限元模拟方法对G14型商用车同步环冷精锻工艺进行分析,研究了坯料定位方式、润滑条件和凸模下行速度对锻造工艺的影响。研究表明:相较于台阶外圆定位,齿根圆定位更适宜于锻件的成形;加强润滑条件和降低变形速度均不仅有利于降低载荷、节约能源、延长模具使用寿命,还可以提高锻件尺寸精度。     

基于FEM的热锻模磨损分析与寿命预测

锻模磨损是热锻模失效的主要形式,对热锻模的磨损进行分析显得尤为重要.建立了基于磨损计算的三维有限元模型,对轮毂热模锻成形过程进行热力耦合分析,实现了成形过程的仿真,得到了模具应力分布和模具磨损分布,预测了成形所需的载荷力;根据热锻模具在工作时的模膛磨损分布趋势,对热锻模型腔表面的关键部位的磨损进行观察,并对热锻模具的使用寿命进行了预测.研究结果表明,采用有限元模拟与磨损理论相结合的方式预测热锻模寿命,与实际使用状况相符,可以为实际的热锻模具设计及锻造生产提供参考.     

阶梯形轴承内圈冷辗扩成形与模拟研究

通过对阶梯形环件的成形工艺进行研究,运用理论依据初步设计了模具和工艺参数,利用动力有限元法对阶梯形内圈的冷辗扩成形进行了模拟分析,为毛坯和部分工艺参数的优化设计提供了依据。     

基于Deform-3D的重型汽车新型同步环精密成形过程有限元分析

重型汽车新型同步环是一种基本对称结构的、带有3个Y型凸台的环形薄壁型零件,主要用于汽车行驶中平稳快速换档。由于新型同步环形状复杂,成形困难,锻造时极易产生填充不满、折叠等情况,因此合理设计锻造工艺与模具结构是一个关键。利用非线形有限元分析软件Deform-3D对重型汽车新型同步环精密成形过程进行仿真,获得成形过程中的应变、应力、材料流动情况,同时对成形过程中的缺陷如折叠、裂纹,进行预测。通过对同步齿环成形过程分析与缺陷预测,可以有效缩短产品开发周期。     

自润滑关节轴承精密挤压合套技术

针对挤压合套自润滑关节轴承结构特点,分析对自润滑层无损伤的挤压合套精密成形工艺的关键技术。通过数字化精密塑性成形技术,对成形工艺过程进行数值模拟,分析影响自润滑层性能的成形应力分布、球面接触面积及残余应力。数值模拟方法可以优化成形工艺参数与成形方法,最大限度地减少挤压合套过程对自润滑层的损伤,保证得到合理均匀的游隙,从而提高产品使用寿命与性能。     

爪极锻造工艺参数多目标优化

随着车载电器技术的不断进步和发展,对发电机爪极发电等性能的要求也越来越高。基于Archard磨损模型,针对影响爪极精锻模具寿命的工艺参数,设计正交试验。通过Deform数值模拟,研究了坯料初始温度、模具初始温度、模具硬度、成形速度以及工件与模具之间摩擦系数对成形载荷和模具磨损的影响。综合考虑多目标因素,优化了爪极成形的工艺参数,分析得到了影响爪极成形载荷和模具磨损量的最优工艺参数.研究表明:按照最优工艺参数精锻模具寿命可以提高57.025%。     

基于局部应力应变法的弧齿锥齿轮锻造模具寿命预测

模具寿命是影响弧齿锥齿轮锻造成本的主要因素之一。采用弹塑性有限元模型,对弧齿锥齿轮热锻成形的模具应力分布进行了模拟仿真,基于局部应力应变法,从模具的预热温度、齿模齿顶的过渡圆弧半径以及锻造成形速度等工艺因素计算模具的应力应变分布,分析各工艺因素对模具寿命的影响规律。模拟结果表明,热锻成形的弧齿锥齿轮的模具失效形式,主要为齿模的齿顶和齿根处应力集中引起的断裂。对于齿模的齿顶位置来说,三种工艺参数的变化与齿模疲劳寿命成正比。对于齿模的齿根位置来说,工艺参数的变化与模具寿命成反比。提出的模具寿命预测方法为批量化生产中优化模具结构和预测模具寿命提供了技术参考。     

摩托车倒档锥度环温挤压成形有限元模拟及模具设计

通过对摩托车倒档锥度环温挤压成形过程进行有限元模拟与分析,解决成形过程中出现的问题,并设计出摩托车倒档锥度环的温挤压成形模具。模拟结果显示,优化工艺参数后的成形件质量良好,只有少量纵向毛刺和飞边,材料利用率高,表明温挤压是一项有效的毛坯精化技术。     

模具强韧化处理的应用

近几年来,我们在用户的配合下,对一些早期失效的模具进行了分析,改进了工艺,初步解决了几种模具早期损坏的问题,并提高了模具使用寿命。我们把这种改进工艺提高模具使用寿命的工艺方法称强韧化处理。现将几种模具工艺的改进介绍如下。 GCr15粉末冶金压模“提高淬火温度”这种模具形状较简单,凹模为圆筒形,凸模为圆柱形,凹模断面壁厚从4毫米到50毫米不等。模具是在400吨压力机下工作,模具工作面与铁粉     

基于有限变形理论的二维热弹塑性有限元模拟技术的研究

采用有限变形理论,基于ＡＮＳＹＳ软件二次开发了二维有限变形热弹塑性有限元模拟系统,该系统可对轴对称和平面应变条件下的金属热成形过程坯料与模具的温度场（考虎热传导、辐射、对流和塑性功转化为热）、应力场、应变场（包括弹性与塑性应变、热应变）、金属的成形过程以及模具的受力及失效原因等进行详细的热力耦合模拟分析与优化设计。通过与圆柱体镦粗和温反挤的试验结果比较,验证了该系统的可靠性,为保证成形件质量、选择成形设备、制定合理的成形工艺、改善模具受力和提高模具寿命提供可靠依据。     

Multi-field coupling finite element analysis for determining the influence of temperature field on die service life during precision-forming process of steel synchronizer ring

Failure analysis shows that increased die temperature caused by severe plastic deformation of material and heat conduction between hot billet and cavity significantly affects the distortion of gear cavity in steel synchronizer ring forging process. The forging process of steel synchronizer ring and die temperature distribution under different forging conditions are analyzed through finite element method. Simulation results show that severe plastic deformation occurs in the gear cavity. The improvement of lubrication condition results in decreased die temperature. When the initial billet temperature is high, the die temperature is also high. Increasing forging speed in a certain range facilitates the die temperature decrease. The distribution of die temperature in synthetic forming technology is more reasonable than that of one step forging. The synthetic forming technology is adopted in production to reduce the effects of severe plastic deformation caused by die temperature. The ejection mechanism and control system of the double disc friction press are improved to reduce the contact time between the hot billet and cavity. Experimental results show that synthetic forming technology is reasonable, and that the die service life is prolonged.     

Die fatigue life design and assessment via CAE simulation

In die design process, the design and prediction of die fatigue life is a non-trivial issue. Many factors in die life cycle from design, fabrication to service all affect die life. The die life in cold forging processes is basically determined by die fatigue failure. The design and assessment of die fatigue life needs to consider all the affecting factors including die structure and component design, materials selection and properties configuration, die fabrication and service conditions. Currently, there is no efficient approach to providing complete solutions by considering all of these factors. CAE simulation technology, however, presents a promising approach to addressing the issue. In this paper, a simulation-based approach for die life design and assessment is presented. The approach employs both stress-life and strain-life fatigue analysis methods to conduct the die fatigue life design and analysis based on the stress and strain revealed by CAE simulation. As the die stress and strain in forming process vary dynamically, the integrated simulation of forming process and die deformation is conducted in such a way that the dynamic die stress and strain can be identified and determined. To implement this idea, a realization framework is orchestrated and the processes and procedure under the framework are succinctly articulated. The implementation with case studies is finally used to test and verify the validity, robustness, and efficiency of the developed approach. The approach is proven to be able to provide satisfactory solutions for die life design and assessment in the early stage of die design.     

基于修正Archard理论的螺旋锥齿轮锻造模具寿命预测

基于修正的Archard理论,采用弹塑性有限元模型对螺旋锥齿轮热锻成形的模具磨损进行了模拟仿真,分别从齿模齿顶的过渡圆弧半径、模具热处理硬度、模具的预热温度以及锻造成形速度四个方面对模具易磨损位置的磨损量进行计算,采用正交试验优化设计方法分析各工艺因素对模具寿命的影响规律,确定最优的工艺参数进行锻造试验。试验结果表明,使用提出的预测模具寿命的方法估算的模具寿命与试验结论具有较好的一致性。     

汽车同步齿环凹模失效分析

分析了两种典型汽车同步齿环失效模具的化学成分、断口形貌及显微组织,同时研究了模具表层温度对其失效形式的影响.结果表明:化学成分不合格、电火花加工缺陷及应力集中是模具早期失效的主要原因;在锻造过程中模具表层温度升高对模具的变形失效有非常重要的影响;最后针对生产实际提出了提高模具使用寿命的方法,并取得了一定的效果.     

热加工工艺对锻模寿命的影响

分析研究了从冶炼、锻造及热处理等锻模热加工的各工序对锻模使用寿命的影响,并制定了预防锻模早期失效和提高锻模使用寿命的措施。重点阐述了模坯锻造过程中应注意的工艺技巧及方法,提出了针对热锻模具采用不同的热处理工艺和表面强化处理方法。     

套管叉热挤压成形凸模结构对锻件终成形的影响研究

采用三维有限元法对套管叉锻件热挤压成形过程进行了数值模拟仿真分析。针对其成形过程中出现的叉部顶端及底端充不满现象进行了深入分析，提出了防止这种缺陷形成的一种特殊的凸模结构。生产实践表明，采用这种特殊的凸模结构后，锻件所用的坯料高度减小，每件可节约材料0．08kg；顶部废料厚度的减小，使后续工序切边模具的实际使用寿命至少提高为原来的2倍；台阶约束避免了过多的废料产生，减少了材料的相对流动，延长了终成形模具的实际使用寿命；与传统的锻造工艺相比，采用热挤压方法能获得较高的形状精度和尺寸精度，较好的纤维流向和机械性能。     

提高花键轴冷挤压模具寿命研究

防止模具早期失效,提高模具寿命是研究冷挤压工艺在花键轴加工中应用的重要环节。分析花键轴冷挤压模具的几种常见失效形式及其特点,从模具材料选择、模具结构设计以及坯料的热处理等方面提出了提高模具寿命的措施。     

H13钢制模具失效分析及改进措施

通过直读光谱、金相检验及洛氏硬度对H13钢2#KO失效原因进行分析,结果表明,模具水孔氧化脱碳和硬度未达到技术要求是造成2#KO早期失效的主要原因,使用特殊涂料处理水孔以及采用新的热处理工艺后,H13钢2#KO模具寿命提高2倍以上。     

假捻盘冷挤压成形模具的优化

分析了原假捻盘冷挤压成形工艺方案，针对原冷挤压零件存在的表面缺陷，提出了优化冷挤压成形模具结构的措施，大大提高了模具使用寿命，保证制造出了合格的零件。