轴向振动辅助冷挤压花键套成形力分析

对有无振动辅助的轴向冷挤压花键套过程进行有限元模拟,分析对比了两者的金属流动规律和成形力变化。发现施加振动辅助后冷挤压花键套最大成形力降低了10%左右,持续时间短且周期变化,减少了花键套成形过程因应力过大而出现的缺陷,且金属流动更好,有利于提高成形件性能。采用正交试验探究了振动幅值、振动频率和挤压速度对挤压成形力的影响规律。结果表明,挤压速度对各个阶段的挤压成形力影响最为显著;在模具齿挤入阶段和坯料齿成形阶段,影响挤压成形力的第2因素是振动幅值,振动频率次之;在模具齿退出阶段,影响挤压成形力的第2影响因素则是振动频率,振动幅值次之。     

超声振动辅助微挤压成形界面摩擦特性研究

基于超声振动辅助微挤压成形过程摩擦特性表征需求，将超声振动辅助双杯挤压实验拆分为超声振动辅助正杯挤压和反杯挤压两个部分。通过超声振动辅助T2紫铜正杯挤压和反杯挤压的对比成形实验研究了不同超声振动模式辅助微挤压成形过程中试样-模具型腔间的界面摩擦特性，并提出一种量化评价新方法来评估超声振动辅助微挤压成形试样-模具型腔间摩擦应力及摩擦因数的变化规律。结果表明，微挤压成形应力降低值和试样-模具型腔间的摩擦应力降低值都随着超声振幅的增大而增大，且随着工具超声振动、工具-工件复合超声振动和工件超声振动的不同超声振动模式顺序依次增大。     

江苏启力锻压机床有限公司

正国家行业标准起草企业国家高新技术企业国家机床出口质量许可企业国内首台重大装备研制企业江苏名牌产品企业江苏省创新型企业江苏省工程技术研究中心企业用途:适用于金属坯料冷挤压或温挤压成形。性能特点:1、多连杆肘杆式机械运动机构。该机构具有较长的挤压行程和公称力行程。2、滑块行进在公称力行程间速度逐渐减慢,降低了模具接触工件的速度,延长了模具使用寿命。3、模具接触工件时挤压力会不断增大,行进至下死点时挤压力达到公称力的1.5倍左右(俗称增力压力机),并     

减径挤压工艺成形极限分析

采用刚塑性有限元法对λ=1．2时轴杆类零件减径挤压工艺进行模拟,获得了减径挤压变形流动规律和成形力——行程曲线,给出了减径挤压成形的四种典型流动模式：研究了在不同减径比λ和模具锥角2α时减径挤压变形的成形趋势,给出了基于典型流动模式的金属流动分类表,获得了减径挤压工艺正常进行的条件;同时研究了工件材料和成形温度对减径挤压变形的影响。所得结果扩展了减径挤压的研究方式和应用范围。     

改变摩擦方式的挤压成形研究现状

挤压成形时坯料和模具之间的摩擦力使得成形载荷显著增加,严重影响模具寿命和工件质量。因此,改善摩擦条件、使之对成形的不利影响降低就成为目前挤压成形研究的关键之一。对静液挤压、挤压筒的有效摩擦、振动辅助挤压成形、往复旋转辅助挤压成形以及变滑动摩擦为滚动摩擦等几种改变摩擦方式的挤压成形进行了分析,结果表明:流体润滑、界面摩擦因子降低、摩擦矢量改变方向以及滚动摩擦代替滑动摩擦都能有效地降低摩擦对挤压成形的不利影响。     

驱动齿轮冷挤压成形研究

分析了驱动齿轮的冷挤压成形工艺特征,确定其成形方式为齿轮与内花键同步挤压成形。利用Deform-3D有限元分析软件对驱动齿轮挤压成形过程进行数值模拟,分析了毛坯尺寸、凹模入口角对其挤压成形特性的影响。研究结果表明:当毛坯的外径尺寸大于齿顶圆直径尺寸2 mm、毛坯的内径尺寸为花键小径及凹模入口角为50°时,齿轮和内花键的齿形填充效果较好,同步挤压成形力相对较小。采用模拟得到的优化工艺参数进行挤压成形工艺试验,得到了符合成形精度要求的驱动齿轮成形件。     

连续挤压工模具负载的计算机模拟

作为连续挤压成形零件的模具、挤压轮及堵头所受的成形力分析是其进行结构设计的关键。建立了铝合金扁线连续挤压成形的有限元模型,并应用有限元分析软件DEFORM-3D对铝合金挤压的变形过程进行了三维模拟,获得了铝扁线挤压过程中的挤压模具、挤压轮及堵头所受成形力的行程曲线,该行程曲线对挤压机模具、堵头、挤压轮的合理、优化设计提供依据。     

2A12铝合金杯形件“山”字型腔反挤压成形损伤研究

基于Deform有限元分析软件,选择CokcroftLatham韧性断裂准则,研究了成形温度400℃时不同挤压速度(0.5、1、2mm/s)、不同摩擦系数(0.1、0.15、0.2)与不同模具形状(半圆形通道、单锥形通道、双锥形通道)下2A12铝合金杯状件环形通道挤压工件的成形损伤规律。并且以单锥形通道为例,研究了坯料高径比对挤压工件成形损伤的影响。结果表明:挤压工件最大成形损伤值随着挤压速度的增大而减小,随着摩擦系数的增大而增大;当挤压速度、摩擦系数相同时,半圆形通道模具挤压的工件损伤值较大、双锥形通道模具损伤值较小。     

面向应变均匀性和成形力的等径道角挤压模具结构参数优化

面向等径道角挤压成形应变均匀性和成形力,以3003铝合金为研究对象,采用有限元法分析不同模具外角、内角、内角半径挤压变形的等效应变均匀性和挤压成形力。研究结果表明:外角ψ对等效应变均匀性影响显著,而内角φ主要对挤压成形力影响较大,内角半径r对二者影响不明显。因此采用合理的模具结构参数,既可以提高应变均匀性,又能降低挤压成形力。基于正交试验分析得到了模具结构参数为:ψ=40°,φ=105°,r=1.5 mm,这为研究试样宏观塑性变形与细化晶粒微观组织演变规律、模具结构设计参数提供理论依据。     

直齿圆柱齿轮不同变位系数开放式成形研究

为了降低齿轮的挤压成形力,在研究闭式镦挤成形齿轮法的基础上,提出了一种新的直齿圆柱齿轮"开放式充填"温挤成形工艺方案,即开放式温镦挤-冷推挤复合成形工艺.采用MSC/Superform软件,对开放式成形进行了数值模拟分析.数值分析结果表明:开放成形与闭式成形相比可明显降低成形力,改善模具受力条件,提高成形工件的质量.并且根据模拟出的载荷-行成曲线,拟合出载荷-行程函数关系式,得出变位系数为0.2时,成形载荷的功最小,从而为齿轮凹模的设计提供依据.     

GH4169合金叶片挤杆工序模具磨损及寿命的数值模拟分析

挤杆工序是GH4169合金叶片热成形的首道工序,作为制坯工序,其不但要保证精确的尺寸形状,还要确保工件组织达到工艺要求.模具的工况严重地影响了工件的内在质量.基于Archard磨损理论,以凹模为研究对象,采用Deform-2D有限元软件对其磨损过程进行数值模拟,通过分析工件的模具温度、模具硬度、挤杆速度、摩擦系数、凹模...     

深孔筒形件挤压成形有限元分析

深孔筒形件的成形在挤压成形工艺中是一大难点,成形过程中的温度不易控制,使得模具强度降低,成形后的工件容易产生较大的壁厚差.本文在分析深孔筒形件的挤压工艺的基础上,利用非线性有限元软件MSC/Superform对深孔筒形件的挤压全过程进行了模拟,分29、39、82、91、103这5个时间步进行分析,得出挤压过程中的金属流动趋势;并且对成形过程中挤压件的各个部位的温度场进行分析,模拟出实际挤压过程中模具各个部位的温度,另外还得出了各个挤压工步的载荷--行程曲线,以便对模具及各种成形参数进行优化.最后按照模拟的工艺参数进行了试验,得出符合要求的工件.     

FE simulation of the influence of die-elasticity on component dimensions in forward extrusion

The elastic behaviour of the forming die has a direct influence on the quality of the formed component. Simulation of material flow and of die deflection during forward extrusion was conducted using elastic and plastic considerations to establish the influence of die-elasticity on the form of the component under different processing conditions.The simulations show that the dimensions of the work-material are affected by die-elasticity during both, loading and unloading of the die. The change of the die-geometry does not produce obvious differences in the dimensions of the extrudate; however, it influences the geometric errors of the workpiece which is retained in the die. Larger values of friction in the injection chamber result in the corresponding increase of punch pressure which results in larger radial deflection of the die during extrusion (loading), the consequence being a greater variation in extrudate geometry. High levels of friction reduce the elastic contraction of the die during punch retraction (unloading), and hence, larger form-errors are sustained after unloading. The contraction of the die during unloading phase of the process causes plastic deformation of the work-material remaining in the injection-chamber; this plastic deformation is significant to the overall form-error of the component.     

离合器外齿毂冷挤压成形工艺

对某汽车离合器外齿毂的结构特征进行了分析,针对其内花键成形困难的技术难点,提出了冷挤压成形的工艺方案。通过有限元软件DEFORM-3D对离合器外齿毂冷挤压成形过程进行数值模拟分析,研究了入模半角、毛坯壁厚和摩擦系数对成形载荷及成形质量的影响规律。研究结果表明:当入模半角为45°、毛坯壁厚为6. 0 mm、摩擦系数为0. 12时,离合器外齿毂内花键圆角填充饱满,成形载荷也相对较小。并采用离合器外齿毂冷挤压成形工艺方案进行试验,证明了该工艺方案的可行性及数值模拟结果的正确性。     

高体积分数SiCp/Al复合材料超声辅助划切微观去除机理

目的 揭示高体积分数SiC_p/Al复合材料在超声辅助加工条件下的材料去除机理。方法 采用SiC_p/Al复合材料的超声辅助划切试验,探究划切参数变化对超声振幅、划切力及摩擦因数的影响规律,并通过扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜对划痕表面微观形貌进行观察,分析单点金刚石磨粒工具超声辅助划切材料去除的特点。结果 随着划切深度从0.01 mm增加到0.05 mm,电流值逐渐降低,电流值变化量从12 mA增加到25m A,超声振幅逐渐衰减,金刚石压头的轴向冲击作用减弱。划切深度和划切速度的增加使切向挤压切削作用增强,划切力和摩擦因数增大。在材料去除过程中,碳化硅颗粒存在破碎成小颗粒、剪切断裂破碎和拔出等多种去除形式,铝基体出现明显的塑性流动和涂覆现象,并形成切削沟槽外侧堆积。结论 当切削深度和进给速度较小时,材料去除主要是在轴向的高频振动冲击作用下完成,材料表面加工质量较好;当切削深度和进给速度逐渐增大时,材料去除是在轴向冲击破碎和切向挤压切削共同作用下完成,材料表面加工质量逐渐降低。     

磁流变变间隙动压平坦化加工的工艺及机理

为提高光电晶片的磁流变抛光效率并实现其超光滑平坦化加工,提出其磁流变变间隙动压平坦化加工方法,研究不同变间隙条件下蓝宝石晶片的材料去除率和表面粗糙度随加工时间的变化,并分析磁流变变间隙动压平坦化加工机理。结果表明:通过蓝宝石晶片对磁流变抛光液施加轴向低频挤压振动,其抛光压力动态变化且磁流变液产生挤压强化效应,使抛光效率与抛光效果显著提升。在工件下压速度为1.0 mm/s,拉升速度为3.5 mm/s,挤压振动幅值为1 mm条件下磁流变变间隙动压平坦化抛光120 min后,蓝宝石晶片的表面粗糙度R_a由 6.22 nm下降为0.31 nm,材料去除率为5.52 nm/min,相较于恒定间隙磁流变抛光,其表面粗糙度降低66%,材料去除率提高55%。改变变间隙运动速度可以调控磁流变液的流场特性,且合适的工件下压速度和工件拉升速度有利于提高工件的抛光效率和表面质量。      

剪挤工艺成形力的计算与试验分析

由于难以准确计算剪挤工艺的成形力,导致含有剪挤工艺的级进模易出现模具偏载问题。通过对剪挤成形过程分析,采用类上限法与功平衡法进行计算,推导出面向剪挤成形过程的最大成形力计算公式。该力学模型考虑了材料力学性能、凸模尺寸、凹模尺寸和材料几何尺寸等对成形过程载荷的影响。通过与试验结果进行对比分析,验证了模型的有效性。     

不同参数对铝合金枝杈类构件金属流线的影响及优化

通过有限元模拟软件,分析了不同参数对某铝合金枝杈类构件金属流线的影响,分析了该构件在成形过程中金属流线缺陷形成的原因.通过对坯料的高径比、挤压速度和摩擦因子3个参数进行优化,确定了最佳金属流线分布的成形方案.研究结果表明:适当增大坯料与模具之间的摩擦,可控制后期径向金属流动量和流动速度,从而有效地避免穿流缺陷的产生;较...     

The friction modeling of different tribological interfaces in extrusion process

Friction and lubrication are of great importance in many important metal forming processes such as sheet metal forming, forging and extrusion. With the products being more complex, it may utilize different lubrication medium in different tool/workpiece interface in which the metal flow could be controlled more effectively. While there is a substantial body of published research on friction modeling in metal forming processes, there has been relatively little work on forming process in which different tribological interfaces such as lubricant/grease, lubricant/dry and dry/grease are existed. The objective of this research is to investigate the friction distribution in combined forward and backward extrusion process. A realistic model of friction is developed to determine the friction coefficient of lubricated tool/workpiece interface. The friction coefficient of the other interface in which grease or different lubricant may applied is then determined by a coupled FEM and experiment investigation. Both the simulation and experimental data will be presented.     

磨粒半径对金刚石研磨加工影响机制的仿真研究

为解析金刚石磨粒尺寸变化对金刚石材料研磨质量的影响机制,利用分子动力学方法建立球形刚性金刚石磨粒研磨金刚石工件的模型,研究不同磨粒半径下的磨削力变化规律和应力、相变分布.结果表明:磨粒半径从6a增大到20a(a为金刚石晶格常数),磨削平均法向力和平均切向力均线性增加,但平均法向力增量为平均切向力的3倍;磨粒与工件间的剪...