活塞预锻模具磨损失效研究

针对实际生产中活塞预锻凸模寿命的预测,以及预测结果的精度,对活塞的预锻成形过程进行数值模拟,并基于Ar-chard修正磨损模型,对活塞预锻凸模取样点所属区域的磨损原因进行理论分析,通过正交试验对凸模取样点磨损最严重的区域进行参数化分析,并对活塞连续进行20次预锻成形以建立拟合公式.根据结果可知,在预锻过程中,活塞成形精...     

基于响应面模型的连杆轻量化研究

针对传统优化方法在精度和效率方面存在的不足,提出了基于响应面模型的结构优化方法。以液压滚切剪的连杆机构为研究对象,利用超拉丁试验设计选择合适的设计变量,结合结构有限元分析,在保证刚度、强度的前提下,以连杆的整体质量为目标函数,建立多项式响应面模型,然后利用遗传算法对所建立的模型进行优化求解,得出最佳的参数组合。结果表明,优化后的零件在重量上比原结构减轻了25.41%。证明了该方法的有效性。     

基于响应面法的游艇转向臂锻造工艺优化

针对游艇转向机构中某转向臂在实际生产中出现的充不满的缺陷,设计了以模具预热温度、始锻温度、镦粗台孔深、镦粗下压量、压扁厚度为设计变量,以锻件充形率、终锻力为目标函数的混合水平正交表,通过对正交试验结果进行灰色关联处理,并进行极差分析,得知镦粗下压量、镦粗台孔深对目标函数影响显著。为了得到更优的工艺参数,在正交试验的基础上结合中心复合试验进行再优化,建立了以镦粗下压量、镦粗台孔深为自变量,以锻件充形率和终锻力为因变量的二阶响应面模型,从而得到了该产品的最优工艺参数。经过生产验证,优化后的工艺参数能在较低的成形载荷下锻造出合格的产品,并且消除了充不满的缺陷。     

基于响应面法和修正Archard磨损理论的汽车前下摆臂热锻模具应力与磨损分析

以汽车前下摆臂热锻模具作为研究对象,基于Archard修正磨损模型,采用模具预热温度、模具下压速度、模具初始硬度和摩擦因数4因素正交试验,建立了可信度较高的回归模型,进行了模具磨损和应力的预测与优化。通过响应面法求解出的最佳参数组合为：模具下压速度为78.80 mm·s^-1、模具预热温度为206.72℃、摩擦因数为0.34和模具初始硬度为52.76 HRC,此时模具的磨损深度为3.75×10^-6 mm、模具应力为672 MPa。将实际值与预测值拟合后发现,预测值与实际值具有较好的一致性,回归模型的真实性较高。通过试验验证得到模具单次磨损深度为3.875×10^-6 mm,与响应面模拟结果的误差小于5%,验证了响应面模型的准确性。     

轿车连杆热锻模具结构设计改进

基于Deform软件对轿车连杆热锻工艺进行有限元模拟,研究锻模结构对连杆折叠缺陷的影响。用原始锻模进行有限元模拟,结果表明:原始锻模的中心飞边仓深度、两模膛的中心距和旋转角均太大,导致连杆小端出现严重的折叠缺陷。通过移除连杆锻模的中心飞边仓、改变模膛中心距和旋转角的大小,对轿车发动机连杆的锻模结构设计进行改进。利用改进后的模具进行数值模拟,结果表明:锻件无折叠缺陷,金属的侧向流动更加合理,连杆的预锻成形载荷大幅降低。实际热模锻后得到了无缺陷的连杆锻件。     

基于响应面法的幅板冲压成形模具磨损

以高强钢幅板为研究对象,采用DEFORM软件对初始工艺方案下的冲压成形效果进行模拟,通过分析得到影响凹模磨损的关键工艺参数.然后,以坯料预热温度、冲压速度、模具预热温度、模具硬度为因素,以凹模磨损峰值为响应量,通过设计响应面试验,对因素和响应量之间的关系进行拟合,得出响应面模型并对模型的准确性进行了验证.得出最优参数组...     

基于响应面法的汽车法兰盘终锻模具磨损分析与预测

某公司采用两次预锻、一次终锻成形汽车法兰盘锻件,但在生产中发现终锻凹模的寿命明显低于预锻凹模,因此为提高终锻凹模寿命,采用 Deform-3D 软件对法兰盘终锻过程进行了数值模拟,并引入 Archard 磨损模型,对凹模磨损情况进行了研究。并选取打击速度、凹模硬度、坯料温度以及模具预热温度作为优化参数,以凹模磨损深度最小作为优化目标,通过响应面法,获得了关于实验优化参数与凹模磨损深度的二阶响应面模型及最佳参数组合方案,即打击速度为38. 5 mm·s^-1、凹模硬度为60 HRC、坯料温度为 400 ℃ 、模具预热温度为 360 ℃ 。通过 Deform-3D 对优化后的参数进行了验证,结果表明凹模磨损深度与优化前相比得到了明显降低。基于优化结果,对法兰盘进行了试生产,获得的锻件的尺寸和性能均能满足设计要求,凹模寿命从3200 件提高至 5430 件,与模拟预测结果相近,表明 CAE 分析与 RSM 的结合应用能够有效地解决模具磨损问题。     

基于正交试验与响应面法汽车转向节模具结构优化北大核心CSCD

以某汽车转向节为研究对象,使用Deform-3D有限元软件进行热锻成形数值模拟,通过分析金属填充效果发现转向节在长枝叉处出现塌角缺陷。针对此缺陷设计阻力墙结构,利用正交试验筛选出对于转向节的预锻成形载荷与飞边长度影响显著的结构因素,依次为阻力墙斜度D、阻力墙间隙C和阻力墙宽度G,确定了桥边宽度为15 mm,阻力墙高度为25 mm,阻力墙圆角半径为15 mm,再利用响应面法,建立了阻力墙间隙C、阻力墙斜度D和阻力墙宽度G与预锻成形载荷Z_(1)和飞边长度Z_(2)的二阶响应面模型,从而获得最优阻力墙参数组合为:阻力墙间隙为2.5 mm、阻力墙斜度为13°、阻力墙宽度为44 mm,实际生产结果表明,该阻力墙结构设计合理,锻件充填完整,未出现塌角缺陷。     

基于正交试验的汽车扭力臂热锻模具磨损分析及优化

基于Archard理论磨损模型与Deform-3D软件,建立扭力臂热锻有限元模型.利用正交试验法对坯料初始温度、模具初始温度、上模运动速度及摩擦系数进行组合,并模拟得到了模具磨损量.运用极差分析法对试验数据进行处理,得到了各个参数对热锻模具磨损的影响程度及最优工艺参数组合.结果表明,各个参数对模具磨损的影响由大到小为:...     

发动机连杆热锻模电解加工装置的设计

针对热锻模硬度高、形状复杂、表面质量要求高、脱模效果好的加工难题,提出了电解加工成形方法。以发动机连杆热锻模为研究对象,进行了热锻模主型腔和飞边槽的电解加工阴极及其装置的设计。结果表明,采用电解加工成形方法实现了高效率、低成本、无切削应力、型腔结构一次成形的热锻模生产加工,采用该热锻模生产的热锻件符合图纸加工要求,取得了显著的经济效益。     

396柴油机连杆模锻成形工艺研究

以396柴油机连杆为研究对象,针对该连杆在相对打击能量较小的30kN模锻锤上的模锻成形工艺进行分析,比较了396柴油机连杆分别在30kN模锻锤和50kN模锻锤上的模锻成形效果,并对连杆锻模设计的相关内容:模锻工步、预锻热锻件形状、终锻热锻件形状、预锻和终锻的冲孔连皮、压凹连皮以及飞边槽等进行优化设计与实验验证。实验结果表明:连杆锻件合格品率由原94%提高到98%,减少锻造生产周期至少6天/300件,提高模锻效率至少1倍,锻造成本至少降低40%。     

基于响应面法的连杆中心质量研究

针对连杆毛坯杆部中心孔洞缺陷的问题,基于MATLAB平台,应用响应面法对模具结构参数进行了优化设计。首先利用中心复合设计抽取样本,然后对所得的数据进行数值模拟,作为响应面法训练的输入信号。以此来建立第一主应力为优化目标的响应面模型,并得到各参数组合的最优值。结果表明,第一主应力的误差在6%以内,验证了其响应面法的可靠性。     

齿轮温锻模具磨损失效分析北大核心CSCD

为了延长齿轮温锻凹模的使用寿命,借助DEFORM软件和Archard模型对齿轮闭式温锻成形过程进行模拟分析,预测凹模磨损最严重区域,并利用响应曲面法建立齿轮温锻凹模磨损量编码因子方程,以凹模预热温度、凹模硬度、冲孔连皮厚度和凹模齿顶过渡圆角半径作为目标参数对凹模磨损最严重区域进行参数化分析。预测结果表明:齿轮齿形填充饱满,轮齿不存在塌角现象,优化后磨损最严重区域的磨损量为1.42×10^(-5) mm,与回归模型预测值比率相差5.63%,误差较小;对应的最优参数组合为:凹模预热温度为150℃、凹模硬度为55 HRC、冲孔连皮厚度为2.7 mm和凹模齿顶过渡圆角半径为0.4 mm,预测齿轮温锻凹模寿命为7746件,符合生产预期的6500件。说明响应曲面法预测结果较为准确,可一定程度上降低试模成本。     

基于响应面法的机床床身动静态多目标优化

为了提高数控机床的加工精度,床身必须具有较高的抗振动性,同时质量应尽可能的轻。文章基于SolidWorks建立TK6920型数控落地镗铣床床身三维模型,将模型导入ANSYS,对床身进行动态有限元研究,得到了床身前四阶模态固有频率和振型。在分析了模态结果后,提出以床身的质量和前四阶加权固有频率作目标函数、床身筋板厚度作设计变量建立数学模型,以确定床身结构多目标优化的最优解。从而使床身质量下降6.14%,前四阶固有频率分别提高8.54%、7.01%、6.99%、8.92%。为TK6920型数控落地镗铣床床身设计与制造提供一种理论指导。     

基于有限元的发动机连杆衬套温挤压工艺参数优化

以锡青铜连杆衬套为研究对象,通过Deform-3D软件进行了数值模拟。利用单一因素工艺参数试验法和正交试验优化试验方法对发动机连杆衬套的温挤压过程进行了数值模拟分析,得到了摩擦因数、温挤压速度、温挤压温度等参数在温挤压过程中对挤压力、损伤值的影响规律和显著性影响。利用极差分析得到了两组最优的温挤压工艺参数,并通过数值模拟两组较优解对挤压力、损伤值的影响规律的对比,最终得到一组最优解,即摩擦因数为0.1、温挤压速度为5 mm·s-1、温挤压温度为700℃。根据连杆衬套温挤压试验验证了使用优化后的工艺参数能够制造出表面质量高的成形件。     

基于响应曲面法的连杆衬套表面粗糙度预测模型和优化

在强力旋压加工连杆衬套的过程中,进给比、减薄率和旋轮压下量对连杆衬套表面质量(粗糙度)的影响很大。基于Box-Behnken试验设计,利用SXD100/3-CNC数控旋压机进行强力旋压试验,得到17组试验数据。采用BBD响应曲面法,建立连杆衬套在强力旋压过程中加工参数(进给比、减薄率和旋轮压下量)与表面粗糙度的预测模型,采用Design-Expert 8.06软件对表面粗糙度进行回归系数及方差分析,对强力旋压的加工参数进行了优化。通过试验分析,得出强力旋压最优参数:减薄率35%、进给比0.25 mm·s-1、旋轮压下量0.5Δt时,连杆衬套表面粗糙度达到最小。     

基于响应面法的C75S弹簧钢冲裁工艺参数优化

以C75S高强度弹簧钢作为研究对象,运用Deform-2D软件对板料冲裁过程进行数值仿真,基于响应面法对C75S弹簧钢的冲裁工艺参数进行优化。借助中心设计组合法设计冲裁试验,并建立了工艺参数与模具最大磨损深度之间的响应面模型,通过分析得知:模具刃口圆角半径与冲裁速度对凸模磨损的交互式影响最大;模具刃口圆角半径与冲裁间隙的交互式影响次之;冲裁速度与冲裁间隙的交互式影响最小。利用Design Expert软件得出最优的冲裁工艺方案为:模具刃口圆角半径为1.84t,冲裁速度为7.60 mm·s-1,冲裁间隙为13.23%t,凸模的磨损深度为4.02×10-6mm。此外,借助冲压模具进行冲裁试验,利用毛刺高度间接验证模具的磨损,试验值与响应面法优化值之间的相对误差为14.19%,两者保持较好的吻合性,从而为板料冲裁模具磨损的优化提供了一种有效方法。     

基于响应面法的活性焊工艺参数优化

介绍了用于优化活性焊工艺参数试验的响应曲面法和CCD中心组合设计的基本原理,通过选取合适的星号臂以及中心点重复试验次数,在尽量减少试验次数的基础之上增加了拟合的准确性.通过软件的综合分析获得了目标响应的最优参数值,并通过在该参数下的重复性试验验证其准确性,从而说明响应面法可以很好地解决活性焊最优工艺确定问题.     

基于响应面法与灰狼优化算法的壳体拉深成形模具优化设计

为解决壳体拉深成形模具优化设计的实际问题,提出一种基于响应面法和灰狼优化算法的优化凹模尺寸参数的优化方法。以模口圆角半径R_a、中间带直径D_m、入模角α和定径带宽度B为设计变量,采用中心复合设计进行实验安排,以壳体的外径、高度、中心底厚及口部不平整度作为优化指标,并联合运用灰色关联分析法和熵权法,构建设计变量与优化指标之间的响应面模型,最后借助灰狼优化算法对预测模型进行寻优。最优凹模尺寸参数组合为：R_a=12 mm,D_m=Φ19.3 mm,α=20°和B=1.4 mm。采用优化后的凹模尺寸参数进行模拟验证和工艺实验,结果显示壳体所有尺寸指标均满足设计要求。