汽车等速万向节滑套反挤压工序分析及凸模结构优化

以反挤压工序为研究对象,基于Deform-3D平台,设计了3种不同形式的反挤压凸模,分别进行了数值仿真,并比较了滑套的成形情况以及各凸模结构的磨损深度。为了使反挤压凸模的寿命最大化,通过响应面法建立了凸模工作带高度、凸模前端锥角、凸模顶部球面半径与凸模磨损深度的二阶多项式模型。结果表明：凸模前端锥角对凸模磨损的影响最显著,而凸模顶部球面半径的影响最小;凸模的最优参数为：工作带高度为17.5 mm、前端锥角为19°、顶部球面半径为13.5 mm。最后对凸模的寿命进行了估算,并与实际寿命进行了比较,同时获得了外观较好的万向节滑套。     

凸模形状对杯形构件转模反挤压成形过程的影响规律

通过刚塑性有限元法对AZ80镁合金杯形构件四种不同结构形式的凸模旋转反挤压成形过程进行了数值模拟,分析了凸模形状对成形载荷—行程曲线、应力场和应变场的影响规律;并且研究了不同凸模沟槽锥角对成形过程的影响。结果表明:挤压凸模端面开槽数目越多,轴向载荷就越小、等效应力和等效应变越大;小角度的沟槽锥角的构件等效应变较大。     

车用齿轮轴冷挤压成形模拟及反挤压工艺参数优化

针对车用齿轮轴制定了冷挤压成形工艺方案,并对其进行了相应的正、反挤压模具设计。利用Deform-3D进行有限元仿真模拟,对成形件进行等效应变、等效应力、损伤和载荷—行程曲线分析。选取凸模速度、摩擦因数以及凸模锥角3种工艺参数进行正交试验及工艺优化,通过正交试验的方差分析得出摩擦因数对齿轮轴反挤压载荷大小具有显著影响,并得到各参数对成形载荷的影响顺序为:摩擦因数>凸模锥角>凸模速度。最终得到的最优反挤压工艺参数为:凸模速度为25mm/s、摩擦因数为0.10和凸模锥角为25°。优化后反挤压的最大载荷由原来的2.15×10~4 kN减小到1.01×10~4 kN,降低了53个百分点。     

中厚板的反挤凸柱成形规律

运用有限元软件DEFORM-3D对5 mm厚的20钢中厚板进行了反挤凸柱成形模拟研究,对比分析了封闭式模腔、全开式模腔、半开式模腔挤压成形时材料的变形特点。研究揭示了3种成形方式下金属的流动规律、等效应力及等效应变的分布、载荷与行程的关系,从而可根据成形载荷、凸柱高度与凸凹模行程的关系来合理选择模腔形式。进而研究了凸凹模圆角半径、凸柱直径与坯料初始直径之比d/D、凸凹模下行速度等因素对于各挤压方式下凸柱高度的影响。最后,选取半开式模腔成形凸柱进行实验,实验结果和有限元模拟结果符合较好,验证了有限元模拟的准确性。     

基于数值模拟的等速万向节滑套温反挤凸模结构优化

在等速万向节滑套温反挤成形工序中,凸模工作带不仅承受高载荷,还承受冷热循环和强摩擦作用,极易磨损。为了设计结构合理的凸模,建立了等速万向节滑套温反挤凸模的模拟模型,利用数值模拟技术分析了不同凸模圆角半径和凸模端面锥角对凸模载荷和温度分布的影响。通过分析得出凸模圆角半径R=5 mm、凸模端面锥角θ=10°时的凸模结构较为合理,为温反挤凸模结构设计提供一定的参考。     

基于数值模拟的等速万向节滑套温反挤凸模结构优化

在等速万向节滑套温反挤成形工序中,凸模工作带不仅承受高载荷,还承受冷热循环和强摩擦作用,极易磨损。为了设计结构合理的凸模,建立了等速万向节滑套温反挤凸模的模拟模型,利用数值模拟技术分析了不同凸模圆角半径和凸模端面锥角对凸模载荷和温度分布的影响。通过分析得出凸模圆角半径R=5 mm、凸模端面锥角θ=10°时的凸模结构较为合理,为温反挤凸模结构设计提供一定的参考。     

基于DEFORM-3D的汽车花键轴零件冷挤压工艺参数优化设计

基于有限元模拟技术,应用DEFORM-3D软件对汽车花键轴零件的冷挤压成形过程进行了数值模拟,通过改变工艺参数,分析了凸模运动速度、摩擦系数和凹模锥角对挤压工艺的影响。以成形载荷为评价指标,通过正交试验获得了冷挤压成形最佳工艺参数组合,即正挤压时,凸模速度为12mm·s~(-1),摩擦系数为0.05,凹模锥角为60°;反挤压时凸模速度为12mm·s~(-1),摩擦系数为0.05。根据最佳工艺组合参数,进行了实际生产验证,得到质量合格的制件,为花键类汽车件冷挤压成形工艺的制定提供了参考。     

氮气弹簧缸筒热反挤压凸模结构对挤压成形力的影响

氮气弹簧缸筒的常用加工方式为机加工,为了提高材料利用率和生产效率、增强成形工件的性能,设计了一种热反挤压工艺以加工氮气弹簧缸筒。使用DEFORM11.0软件进行数值模拟,分析了坯料初始温度对成形结果的影响以及凸模结构对成形载荷的影响,设计了工艺过程并加工了挤压模具。采用热反挤压工艺加工的氮气弹簧缸筒的材料利用率为80.8%,相比机加工提高了47.6%,生产效率相比机加工提高了50%,取得了显著经济效益。结果表明,随着坯料初始温度的升高,成形载荷减小;随着凸模工作带高度以及凸模斜度的增大,成形载荷增大;当坯料初始温度为1200℃且凸模工作带高度为5 mm时,最大成形载荷为1652 kN,采用热挤压模具在2000 kN液压机上能够成形出符合设计要求的工件。     

基于金属流线分析的三柱槽壳温挤件工艺优化

挤压件体积成形过程中,金属流线对其使用性能影响很大。针对三柱槽壳温挤件金属流线不佳现象,分析了流线的形成过程,研究了正挤工艺、反挤凸模形状和尺寸、摩擦力和挤压速度对金属流线的影响规律。据此提出改善流线结构的方案,并进行实验验证。结果表明:相对于平底和梯形反挤冲头,三角冲头结构对金属流线的引导作用更佳,且在保证沟道尺寸的前提下,三角冲头底面倾斜角、引流圆锥凸台顶角圆弧半径和底面直径越大越好;正挤凹模锥角取60°~90°最为合理;摩擦力对金属流线影响较大,摩擦力越大,金属流线越差;挤压速度对金属流线的影响不大。     

小锥角弧齿锥齿轮成形工艺分析及模具设计

对小锥角弧齿锥齿轮大端面挤压与小端面挤压成形工艺方案进行模拟分析,结果表明:小端挤压成形的工艺适合弧齿锥齿轮成形。设计了凹模旋转模具结构,并对其工作过程进行了分析。     

新型反挤压成形与传统反挤压成形工艺对比研究

分别采用传统反挤压和大塑性变形下的新型反挤压两套模具对2A12铝合金进行了成形实验,制得了两种杯形件,并基于Deform-3D有限元模拟软件对成形过程进行了有限元仿真模拟。通过模拟对比了两种反挤压方法在挤压过程中坯料的变形情况与应变大小,通过拉伸试验与金相试验,对比研究了新型反挤压与传统反挤压杯形件在力学性能、显微组织方面的区别。结果表明,新型反挤压工艺在金属挤压成形过程中对晶粒的细化起到明显的作用,更细、更均匀的晶粒尺寸可以使金属拥有更好的力学性能。因此,新型反挤压工艺可以明显改善所获得杯形件的力学性能。     

反向挤压时的挤压力变化规律

利用正、反向挤压对比实验研究了反向挤压铝合金时 ,在基本挤压阶段 ,挤压力的变化规律以及其最大挤压力与正向挤压时的差异 ,以便为合理制订反向挤压工艺和进行工具设计提供依据。研究表明 :挤压棒材时 ,随着挤压过程的进行 ,挤压力呈现上升趋势 ,在挤压结束时达到最大值 ,这与正向挤压时是相反的 ,其最大挤压力比正向挤压时小 10 %左右 ;挤压管材时 ,在基本挤压阶段开始时的挤压力最大 ,随着挤压过程的进行 ,挤压力呈现下降趋势 ,与正向挤压时相似 ,而当挤压过程进行到一定程度时 ,挤压力基本保持稳定 ,其最大挤压力比正向挤压时小 30 %左右。     

反挤压凸模形状对挤压成形工艺的影响

通过数值模拟分析,比较了不同形状反挤压凸模对挤压过程中金属流动、挤压力以及凸模温升等方面的影响,进而得出凸模形状对反挤压成形工艺的影响,为挤压凸模及挤压件形状的优化设计提供一定的参考依据。     

反向挤压模具设计探讨

分析了反向挤压时金属变形流动的特点 ,探讨了在模具设计中如何增大“死区”的体积 ,以改善挤压制品的表面质量。     

反向挤压力计算式的误差分析与实践

目前，用于计算反向挤压力的计算式都是根据相奕正向挤压时的算式，并直接令作用在挤压筒壁上的摩擦为零得来的。实践中发现，计算出的挤压力与实测值差异较大，无法正确指导生产。造成这种差异的主要原因是忽略了正、反向挤压时变形区中温升及加工硬化程度不同对金属变形抗力的影响。及采用了与正挤压时盯同的变形抗力值。通过实践，建立了确定反挤压时金属变形抗力的方法及计算式。验证结果表明，以此为依据计算反向挤压力，误差不大于5％，可以满足工程计算要求。     

Reprocessing of aluminum chips by hot backward extrusion

In this work the recycling of cold pressed aluminum chips by a hot backward extrusion process is investigated. By using a non-melting approach common casting losses are avoided. After cold compaction, the hot backward extrusion process is carried out with a high speed hydraulic forming press under variation of forming speed, temperature and force. Subsequently, forged parts were analysed by mechanical tests and metallographic examinations. The investigations have shown that aluminum chips can be consolidated into a semi-finished part with local relative densities up to 100 %. In comparison to common continuous non-melting chip recycling techniques the investigated process chain has the potential to reduce the effort of post-treatment noticeable by producing semi-finished components from aluminum waste.     

微型零件半固态反挤压数据采集装置的设计

介绍了微型零件半固态反挤压成形工艺特点,设计了一套微型零件半固态反挤压数据采集装置,并对其工作原理进行了阐述。微型零件半固态反挤压数据采集装置实现了凸模载荷和位移数据的实时采集和温度的精确控制,经使用该装置对ZL101铝合金坯料进行半固态反挤压试验研究,验证了该数据采集装置的可行性。     

轮毂闭式反挤压成形工艺研究

汽车轻量化是世界汽车发展大趋势.试验证明,汽车整备质量每减少100kg,百公里油耗可降低0.3～0.8L.目前大部分汽车安装的轮毂为铸造铝合金轮毂(以乘用车为主)或钢质车轮(以商用车为主).锻造铝合金轮毂重量比铸造铝合金轮毂的重量轻10％左右,比钢质轮毂重量轻2/3左右.因此,采用锻造铝合金轮毂符合汽车轻量化发展的大趋...     

NiTi形状记忆合金杯形件反挤压工艺研究

本文对NiTi形状记忆合金杯形件反挤压工艺进行了研究,给出NiTi形状记忆合金不同条件下的成形情况,成形过程的载荷大小.采用数值模拟的方法研究了挤压过程中的应力、应变和温度的分布情况,模拟结果和实验结果相吻合.确定了可行的NiTi形状记忆合金杯形件的反挤压工艺,为采用塑性成形的方法进行NiTi合金的批量生产工艺研究奠定基础.