汽车三柱槽壳反挤压工序模拟及模具寿命提高北大核心CSCD

为了解决汽车三柱槽壳在实际反挤压过程中凸模磨损严重的问题,建立了Archard磨损模型,并导入Deform-3D软件中进行了反挤压过程仿真,以研究凸模的磨损规律。结果显示:凸模圆角处的温度最高,磨损深度最大,并且凸模载荷较大,均不利于凸模寿命的提高。分析了影响凸模寿命的因素,并将凸模最大磨损深度和最大载荷作为优化目标,借助正交试验法对凸模圆角半径、凸模斜角、坯料加热温度、模具预热温度、挤压速度等工艺参数进行了优选。研究了表面经涂层处理后的凸模的磨损情况,结果发现,涂层具有较好的降磨损能力,其中TiAlN涂层的降磨损能力最好。最后,经实际生产表明,改进后的凸模寿命为改进前的2倍多,极大地降低了模具成本。     

三球销式万向节三柱槽壳温挤压工艺及模具设计

针对某三球销式万向节三柱槽壳的特点,提出了先挤压杆部后墩粗头部最后反挤内腔的三工步墩挤工艺方案并完成了成形该锻件所需的工艺分析和数值模拟。在此基础上,进一步优化分析,采用两工步温挤压成形。分别设计了墩粗模具和反挤压模具,并基于有限元体积成形模拟分析软件Deform-3D平台,对三柱槽壳零件温挤压成形过程进行数值模拟,模拟结果表明,两工步工艺方案设计合理,获得了良好的表面质量。     

提高反挤凸模使用寿命的研究

分析了反挤凸模的失效规律，改进了反挤凸模的结构和工艺，使反挤凸模的使用寿命提高了２倍。     

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。     

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。     

铝合金电池壳反挤压凸模偏心状态对成形过程的影响

矩盒形铝合金电池壳一般采用4道拉深+1道变薄拉深的工艺成形,工序多且模具调试困难,现采用单次挤压工艺对不同的凸模偏心量的成形过程进行数值模拟,分析不同偏心状态下得到的成形件形状和尺寸及成形过程中的应力场、速度场、应变场,以期达到提高效率、缩短流程、降低制造成本的目的。试验表明,模拟结果与实际成形过程吻合度较高。     

温挤压凸模的损坏及预防

分析了温挤压凸模的损坏形式及其原因,针对不同的损坏形式阐述了各自应采取的有效预防措施。     

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。     

三柱槽壳杆部断裂分析

在新车下线并进行驻车上坡测试时,等速驱动轴的三柱槽壳杆部发生断裂。采用宏观观察、微观分析、金相分析及理化测试分析等试验方法,对该三柱槽壳杆部断口的化学成分、非金属夹杂物、金相组织、硬度、残余应力、断口形貌特征等进行分析。结果表明：三柱槽壳杆部为脆性断裂,杆部断口的化学成分、非金属夹杂物、金相组织均符合技术要求,但其表面硬度值高于技术要求。分析表明回火温度偏低,三柱槽壳回火不充分,工件内部存在较大残余应力,在校直力作用下淬硬层萌生应力裂纹,导致三柱槽壳杆部在使用中断裂。采用温度传感器对回火炉内的回火温度进行实时监测,保证工件回火充分;并改善校直工艺,对校直量过大和校直次数过多的工件予以报废,避免引起应力开裂。     

外壳冲压工艺与模具设计

在分析充电器外壳冲压特点的基础上,拟定冲压工艺,着重介绍弯曲模及胀形与切舌模的结构及工作过程,模具结构合理,工作可靠,对类似工件的模具设计具有一定的参考作用。     

铝合金空心型材挤压截面内凹变形有限元分析及模具结构优化设计

截面变形是复杂空心型材挤压过程中经常遇到的难题,实际生产中需通过反复试模、修模才能得到合格的产品。针对6063铝合金空心型材截面内凹问题,采用数值模拟方法获得了挤压过程中不同方向上的金属流速及模具焊合室内不同高度的压力分布,分析与讨论了产生缺陷的原因,并优化了模具结构。模拟仿真结果表明,添加阻流块后挤压过程中型材不同位置和不同方向上的流动速度更加均匀,挤出型材向内凹的现象得到改善。实测结果显示,采用改进后的模具结构,挤压型材最大内凹量减小为0.15 mm,可以满足实际应用要求。