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。     

稳态变形下Archard模型模具磨损数值分析

针对模具的磨损问题,介绍了模具的磨料磨损机理,详细讨论了Archard磨损模型。建立了基于磨损计算的反挤压三维有限元模型并进行计算,得到不同初始硬度凸模的最大磨损深度规律。结果表明：模具最大磨损深度随模具材料的初始硬度升高具有下降的趋势,在变形区和速度稳定的条件下,模具的最大磨损深度和初始硬度函数（1／H2）成正比关系。     

基于Archard的正挤压模具磨损模拟分析与研究

对Archard模型进行了修正,建立了挤压磨损模型。采用Deform磨损分析模块对典型正向冷挤压过程进行了凹模模具磨损分析,得到了模具工作表面各点的磨损分布图,确定了最大磨损发生区域。通过对比分析,研究了模具几何形状、变形程度、滑动速度对模具磨损的影响关系。研究结果表明,挤压磨损模型反映了挤压过程中主要工艺参数与磨损之间关系,并从工艺设计方面提出了减低挤压磨损的措施。     

曲轴锻造模具Archard磨损模型系数修正及视觉验证

热模锻模具在实际生产过程中由于受到交变应力的影响,受力情况复杂且服役环境相当恶劣。基于Archard磨损模型,通过典型曲轴锻造模具的有限元模拟结果与实际磨损量的对比,计算出磨损模型的磨损系数K值,从而获得适合曲轴热锻生产的修正Archard磨损模型;通过修正后的Archard磨损模型预测模具寿命,并基于机器视觉系统对模具的磨损失效进行判断。结果表明：K的修正值为1.425×10^-7,与实际测量值的吻合度达91.47%,预测寿命为6351件,与实际生产情况6400件相吻合;对磨损失效模具进行了机器视觉判断,验证了机器视觉技术在锻造模具磨损检测方向的可行性。     

基于Abaqus/Python的模具磨损仿真模块设计

为了预测模具磨损量,基于修正的Archard磨损理论,建立磨损分析有限元理论模型,并通过Abaqus二次开发脚本接口,采用Python语言,设计、开发了模具磨损仿真模块。通过两个实验算例校验所构建磨损仿真模块的精度：一方面,通过Cr12MoV球—盘对磨实验,从磨痕形貌、宽度和深度三方面验证了所设计磨损仿真模块的准确性;另一方面,根据杯形件10 000次冲压成型后凹模的磨损量,进一步验证了所构建磨损仿真模块的预测精度。最后,将该磨损分析模块应用于某车型发动机外罩模具的磨损计算,模拟结果与文献中结论一致。所设计的磨损分析模块能够准确预测模具磨损,可为后续的模具优化设计提供依据。     

基于Archard修正模型的角接触球轴承磨损有限元分析

在分析轴承受力和运动的基础上,研究了轴承运行时球与滚道接触区的滑动,计算了一定条件下接触区滑动速度的分布,指出了球在滚道上运动时纯滚动点的存在。开展了球盘摩擦磨损试验,得到了轴承钢在边界润滑条件下的摩擦因数和磨损系数。利用有限元方法和Archard磨损计算模型,建立了球与内圈磨损的仿真计算模型,并分析了运行时间、径向载荷、接触角等因素对轴承磨损的影响。     

基于正交试验的螺母冲裁成形模具磨损分析及参数优化

以某车用螺母冷镦冲裁模具为研究对象,基于Archard磨损理论采用有限元分析软件DEFORM-3D,对上冲头磨损进行模拟分析,结果表明:上冲头的磨损主要发生在受力较大的刃口区域。为使模具寿命尽可能地延长,设计了正交试验,以降低上冲头磨损量为目标,选取冲裁间隙、冲裁速度、上冲头表面硬度、摩擦系数作为因素,并采用极差和方差对结果进行分析,得出各因素对上冲头磨损量的影响程度依次为:冲裁速度>冲裁间隙>上冲头表面硬度>摩擦系数,并得出最优参数组合为:冲裁间隙为8%t、冲压速度为5 mm·s^-1、模具表面硬度为53 HRC、摩擦系数为0.14。上冲头最大磨损量由13.1×10^-6 mm减小为3.66×10^-6 mm,能够很好地指导企业的生产。     

曲轴模具材料的堆焊性能研究

选择具有高强度、高韧性的RMD248和RMD647过渡层堆焊材料为研究对象,对比分析了堆焊金属的常温与高温磨损性能、抗裂性能。通过研究回火温度和回火时间对堆焊金属硬度与显微组织的影响,确定了曲轴模具的最佳回火工艺为:550℃×8 h,此时的显微组织为回火马氏体+碳化物。     

曲轴终锻模凸缘部位的磨损分析及提高寿命的措施

曲轴终锻模凸缘部位的磨损失效是导致终锻模最终失效的主要原因.本文运用有限元分析软件Deform3D对曲轴终锻过程的磨损状态进行模拟仿真,并采用最小二乘法拟合得到了预锻连皮(recess)厚度与终锻模最大磨损深度的关系曲线,为提高终锻模具寿命提供了理论参考.     

新型阻力墙结构参数对曲轴终锻模磨损的影响

分析曲轴终锻模阻力墙结构中三个重要参数(高度h、间隙n、斜度α)对终锻模型腔凸缘部位最大磨损量(f)的影响,运用有限元分析软件Deform3D对曲轴终锻过程进行数值模拟仿真,并采用最小二乘法拟合得到了它们之间的影响规律曲线.研究结果表明:f随h的增加而增加,从磨损区域上来看,除凸缘部位外,型腔两端大、小头模口部位的磨损受h影响比较大,从保证终锻模具寿命的角度来看,h的设计值不能超过30mm;f随n的增加而降低,从磨损区域上来看,除凸缘部位外,凸台部位的磨损受n影响比较明显.当n取值大于3mm时,能有效地延缓凸台部位的磨损,从保证终锻模具寿命的角度来看,n的设计值不能小于2mm;f随α的增加而降低,从磨损区域分析来看,除凸缘部位外,阻力墙根部圆角过渡处的磨损受α影响比较大,为了将终锻模的磨损控制在理想的范围内,α的设计值不能小于10°.     

某微车曲轴模具结构的优化

针对曲轴锻件材料利用率较低的现状,以某微车四拐曲轴为例,采用带阻力墙结构的模具来提高材料利用率.运用有限元分析软件Deform3D对预锻及终锻过程进行模拟.针对终锻载荷过大问题,将终锻模具阻力墙优化为分段式阻力墙结构,有效地降低了成形载荷.同时,对各方案的模具磨损进行了分析.实际生产表明:带阻力墙结构的锻模所生产的曲轴锻件质量良好、填充饱满,材料利用率由75.9％提高到83.3％,同时成形载荷适中.     

基于Pro/E的曲轴锻造工艺及模具设计

分析了曲轴的结构和工艺特点,使用Pro/E软件进行了133型汽车曲轴的锻造工艺和模具结构的设计.该研究提高了生产效率,节省了材料,降低了生产成本.这能为同类曲轴锻模的设计提供理论依据.     

模具弹性变形对曲轴锻件尺寸精度的影响研究

针对曲轴模锻生产中普遍存在的锻件尺寸精度不高的问题,分析了其产生的原因之一——模具的弹性变形.通过测量某平面分模四拐曲轴各特征部位的尺寸,分析了尺寸变化的规律,并通过有限元模拟进行了验证.根据尺寸检测和数值模拟结果,提出了解决问题的方法——模具型腔尺寸补偿法,为实际生产提供有效参考.     

基于CAD/CAE技术的汽车曲轴模锻工艺优化

介绍了CAD/CAE技术在汽车曲轴模锻工艺中的应用,建立了曲轴模锻成形工艺的刚粘塑性有限元模型,采用三维有限元法对成形工艺进行了模拟分析,基于模拟分析结果,优化了曲轴模具结构,确定了合理的工艺流程.通过生产试制,验证了曲轴模锻工艺优化的合理性与可行性,为同类产品的生产提供了理论依据和技术支持.     

常用冷作模具钢的气体渗氮与耐磨性研究

研究了９种常用冷作模具钢的气体渗氮层结构和渗氮速度，对比了不同材料渗氮层的耐磨性。结果表明，高速钢和基体钢渗氮层表面不易形成ε相。这三类高合金钢制的模具，均可利用气体渗氮提高耐磨性，且以Ｃｒ１２ＭｏＶ钢气体渗氮后的耐磨性最佳；低合金钢模具，不能用气体渗氮提高耐磨性。     

热作模具钢热磨损和摩擦系数的研究

用A．Thomas的试验方法,在相同的工况条件下,对比了6种热作模具钢的热塑性摩擦系数,以及润滑对摩擦系数的影响。同时还研究了模具钢的高温强度、延伸率、抗氧化性能与摩擦系数的关系。用失重法研究5种热作模具钢的热磨损次数与磨损量的对应关系。用金相、扫描电镜等手段,分析了经热磨损试样的端面硬度变化,磨损表面形貌和次表层组织的变化。     

WD615扭拐曲轴的模锻

介绍 WD61 5曲轴模锻工艺方案的选择及模具的设计