斜齿圆柱齿轮旋转精冲过程模具磨损模拟分析

在Deform-3D软件平台上建立了斜齿圆柱齿轮旋转精冲成形三维刚塑性有限元模型.基于Archard磨损模型对精冲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,确定了最大磨损发生区域,并与直齿圆柱齿轮精冲模具磨损进行了对比分析.通过单因素变量法,研究了反顶力、压边力、冲裁速度、凸凹模间隙、凹模圆角半径以及凹模初始硬度对模具磨损的影响关系.研究结果表明,磨损模型能准确预测旋转精冲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小模具磨损的措施.     

亚热精密成形过程模具磨损的数值模拟研究

采用数值模拟技术分析了亚热挤压成形阶段坯料及模具上的参量变化。基于修正的磨损模型,将其引入到有限元数值模拟软件中,对亚热挤压过程中模具磨损量的变化情况进行了分析,得到了不同变形阶段的瞬时磨损曲线及一次成形结束时的综合磨损曲线。利用研究结果对模具的磨损寿命进行了预测,与实际情况对比,两者吻合较好。     

铝合金拉杆复合挤压工艺模具磨损分析

依据Arehard磨损模型,分析了某铝合金拉杆复合挤压过程中坯料和模具的热传递、摩擦生热、变形生热等多因素耦合下的模具温度和磨损分布.利用有限元软件,分析了不同挤压速度、润滑条件以及模具预热温度条件下,模具单次最大磨损深度的分布规律,这能为预测模具寿命提供指导.     

金属温热成形模具磨损问题的研究进展

从模具磨损机理、模具磨损预测模型和模具磨损预防及使用寿命提高等方面介绍了金属温热成形模具磨损问题的研究进展。在模具磨损机理方面,简述了几个经典的磨损理论并讨论了模具材料因素和工艺条件因素对磨损机理的影响。在模具磨损预测模型方面,介绍了两大类预测模具磨损的模型和方法。在模具磨损预防及使用寿命提高方面,主要从模具材料改性和成形工艺参数优化两个角度,阐述了提高模具耐磨性、减少模具磨损、延长模具使用寿命的一些措施。对于模具磨损研究有一定的参考价值。     

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。     

氧枪喷头热挤压成形工艺研究

氧枪喷头是冶金中重要部件,采用传统的加工方法具有局限性。以外径245mm的5孔氧枪喷头上部工件为研究对象,提出了新的成形方案;建立了该产品复合挤压成形的有限元模型,对多因素影响下复合挤压进行了数值模拟研究。利用Archard磨损模型,研究了模具磨损情况,预测了模具一次表面磨损,为间接预测模具寿命提供依据。依据数值分析结果进行试验验证,成功开发出该型号5孔氧枪喷头上部产品。     

汽车突缘叉热锻模具磨损的有限元分析及验证

在热锻过程中,模具表面不断受到循环机械载荷和热冲击的影响,因此,磨损成为模具失效的主要原因.针对汽车突缘叉模具磨损严重的问题,提出了一种突缘叉热锻成形工艺,基于Archard磨损理论模型,建立了突缘叉热锻成形过程中的热-力耦合有限元模型,并研究了热锻成形过程中锻件的成形情况,同时对模具磨损最严重的位置进行了预测,最后通...     

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BP神经网络的挤压模具磨损预测

基于修正的Archard磨损模型,将人工神经网络与有限元分析相结合,用有限元模拟数据作为学习样本,训练BP神经网络模型,以此模型预测挤压模具的磨损,实现了模具寿命的快速预测,也为模具型腔等磨损设计奠定了基础。     

铝合金管空拉拔模具磨损仿真预测

分析了铝合金管空拉拔模具的磨损机理,在Deform3D中建立了基于热力耦合的磨损有限元计算模型.采用Archard磨损模型研究了拉拔速度、拉拔长度及摩擦因素对拉拔模具损磨的影响规律.结果表明:模具明显磨损区为锥形变形区末端,在拉拔初期模具磨损最大深度随拉拔速度及拉拔长度呈近似线性增加关系,随摩擦系数的增加而减少且在0.02～0.06和0.2～0.3区间磨损降低幅度很大,而摩擦系数大于0.4以后,变化很平缓,并且在0.3附近磨损深度最小.这对拉拔工艺及模具设计以及模具寿命的预测提供了理论依据.     

铝型材挤出速度对模具磨损程度的影响

基于修正的Archard磨损理论，利用数值模拟技术分析挤压成形阶段模具各个测量点的瞬时温度、压力和速度场的分布，研究挤出速度对模具磨损程度的影响。结果表明：随着铝型材挤出速度的增加，模具各个测量点的磨损量都随之增加；由于模具工作带入口的正压力和温度均较其他部位大，使其磨损量也是最大的，故成为模具失效的主要区域；整个挤压过程有5000个阶段，当挤出速度为10m／min时，P15点的总磨损量为1．45mm，计算结果与实际情况基本吻合，为挤压工艺的制定提供了理论依据和参考。     

车用突缘外套件温挤压成形及模具磨损研究

基于DEFORM-3D软件研究了车用突缘外套件温挤压成形工艺参数对挤压成形过程的影响以及凹模磨损。以成形载荷为评价指标,通过正交实验获得了温挤压成形最佳工艺参数组合,即模具温度350℃,坯料温度900℃,摩擦系数0.15,凸模速度12mm/s。基于Archard磨损模型,对凹模磨损情况进行了模拟,并和实际情况相对照,提出了减少模具磨损的方法。研究结果对车用突缘外套件的实际温挤压生产具有一定的指导意义。     

G3镍基合金热挤压模具型腔优化设计

基于修正的Archard磨损模型,对G3镍基合金热挤压成形工艺中挤压模具磨损行为进行了有限元分析。采用BP神经网络建立热挤压模具形状和磨损深度的映射关系。以模具表面磨损深度均匀分布为目标,结合遗传算法(genetic algorithm, GA),提出了一种集三者为一体的G3镍基合金热挤压模具型腔优化设计方法。计算结果表明,模具型腔经过优化后,最大磨损深度值降低约30%,磨损深度沿锥模表面分布更均匀,表明这种优化设计方法可以提高挤压模具的耐磨性能和使用寿命     

冷挤压模具磨损优化设计

以凸缘螺母冷挤压模芯为例,建立凸缘螺母冷挤压成形的三维几何模型和有限元模型。通过对冷挤压成形过程的模芯磨损分析,设计基于摩擦系数、模具初始硬度、上冲棒冲压速度、模芯入口圆角半径大小的四因素三水平标准正交实验。通过Archard磨损模型和理论,在Deform-3D数值模拟分析软件中进行冷挤压模芯磨损的正交实验,获得模芯磨损量最小的最优四因素组合,研究四因素与模具磨损的影响关系,分析上冲棒冲压速度是模芯磨损的最大因素的原因。结果表明,通过正交实验和磨损模型能够准确地计算模芯磨损量,预测模芯寿命,改善工艺设计。     

基于Deform的锌合金冲模零件磨损特性研究

针对2号锌合金冲模零件的磨损问题,以汽车覆盖件冲模为研究对象,通过Deform-3D模具磨损分析模块获得模具零件型面的各点磨损情况,确定模具零件易发生磨损的区域。通过对比试验,研究了压边力、板料参数及冲压速度等工艺参数对磨损程度的影响。研究结果表明,凸模边缘圆角带磨损明显,底面和侧面磨损量较小;冲压速度、压边力和模具零件磨损量成正比关系,板料参数对模具零件的磨损影响较为显著;采用阶段性节点控制的方式预测模具使用15.5万次冲压后的磨损量与仿真结果误差为1.18%,表明此预测方法精准可行,对成形工艺和模具结构设计有一定的指导意义。     

铝合金翼子板锐棱成形模具磨损仿真研究北大核心CSCD

为了研究铝合金锐棱成形模具的磨损规律,以采用锐棱造型设计的某车型铝合金翼子板为研究对象,利用CATIA软件构建了翼子板拉延成形模具的三维几何模型,并借助Autoform有限元仿真平台对翼子板拉延成形过程进行了数值模拟。基于数值模拟结果和Archard磨损模型应用Python进行二次开发,建立了可在Autoform有限元仿真平台进行模具磨损分析的模拟方法和流程,从而快速获得翼子板锐棱成形模具的磨损仿真结果。根据磨损仿真结果,对翼子板锐棱成形模具进行了针对性的表面强化处理,提高了翼子板锐棱成形模具的耐磨性,通过大批量生产验证,翼子板锐棱成形模具无过度磨损,可以满足连续应用的需求。研究表明,将Python二次开发应用于Autoform有限元仿真平台,能够高效、准确地得出锐棱成形模具的磨损规律。     

基于RSM的汽车不锈钢板件冲压模具磨损CAE分析

为了减少汽车异形不锈钢板件在冲压过程中的模具磨损,应用CAE分析软件Deform-3D对板料冲压过程进行数值模拟,并基于响应面法,以凸、凹模的磨损深度为优化目标,对冲压工艺参数进行优化。采用Box-Behnken设计冲压试验组,并结合Archard模型,建立了压边力、冲压速度、冲压间隙与评价参数之间的响应面模型,得到了各工艺参数对模具磨损的影响规律,综合分析后,确定了最优冲压工艺参数组合为：压边力为375 kN、冲压速度为78.5 mm·s^-1、冲压间隙为2.17 mm。同时,根据最大磨损深度结果对冲压模具的寿命进行了预测,最终经过冲压实践证明,采用最优冲压工艺参数组合,冲压模具的实际寿命为3721件,与预测结果的一致性较好,模具寿命得到大幅提升。     

半轴花键挤压模磨损特性硏究

采用Archard磨损模型,对花键挤压凹模的磨损进行初探,分析了在花键一次成形过程中,模具初始硬度对于模具磨损的的影响,得出模具初始硬度与模具磨损的曲线关系。模拟结果表明凹模花键过渡区磨损较其他区域剧烈。可依据结果,有的放矢地针对模具做相关改进、处理以提高模具使用寿命。     

近精冲工况下的模具磨损测试装置设计与分析

精冲模具对精密性要求很高,研究模具磨损实验过程中需要多次拆卸,影响装配精度,从而影响磨损实验结果。基于精冲模具磨损分析,提出采用板料挤压模具的方式来研究精冲模具磨损。将板料挤压模具与目前市场上常用的磨损试验机进行对比发现,板料挤压模具更接近精冲模具磨损条件,测得的数据量更为丰富。基于有限元模拟软件对板料挤压与精冲模具在成形过程中的受力情况进行模拟比较发现,一定挤压截面比下,板料挤压模具与精冲模具磨损受力近似相同,可以用板料挤压实验来等效精冲模具磨损的研究。在此基础上,给出了带压边的挤压模具结构设计,可用于精冲模具磨损机理的进一步研究。     

薄壁锁紧螺母冷镦过程模具磨损分析及参数优化

以某车用薄壁锁紧螺母冷镦过程模具磨损为研究对象,基于Archard理论建立磨损模型,采用DEFORM-3D软件对冷镦过程中磨损较为严重的模芯进行仿真,分析其磨损原因。以降低模芯磨损量为目标选取冲压速度、摩擦系数、模芯圆角和模芯表面硬度等4个重要工艺参数,设计4因素3水平正交试验对参数进行优选,得到最优工艺参数组合。结果表明,冲压速度对模芯磨损影响最为显著,采用优化后工艺参数进行试模,模芯磨损大幅降低,实际生产结果与有限元分析结果一致。