带底深孔空心件热成形工艺改进分析

目的研究带底深孔空心件热成形工艺现状与改进措施。方法介绍分析了目前国内外所采用的新工艺、模具结构,新型润滑剂、强制润滑方法,新型模具材料、制造工艺及应用情况。结果采用压型、预冲孔、冲孔、拔伸工艺及模口导向的效果良好,通过高压将润滑剂从冲头内部流向冲孔冲头前端,可实现冲孔强制润滑,模具材料可用3Cr3Mo3VNb,4Cr2MoVNi,3Cr3Mo3W2V等,并采用表面强化等工艺。结论应用表明,上述改进措施可降低壁厚差,改进产品质量,并减小摩擦,降低成形力,比传统材料及工艺显著提高了模具寿命。最后指出了还需进一步解决的问题。     

筒形件毛坯热冲压成形过程数值模拟

针对某厚壁深孔筒形件,借助三维有限元模拟软件Deform-3D,对其成形的压型、冲盂和拔伸等3个工步进行模拟,分析得到各工步变形特点。结果表明,压型即将结束时载荷急剧升高,坯料底部转角处和凸台未完全充满,未充满部位在冲盂工步即将结束时得以充满;冲盂时凸模端部以下一部分锥形金属由于受摩擦作用不参与变形,随凸模刚性下移;拔...     

航空连接件冲锻成形数值模拟及优化

为了研究各工艺参数对凸台成形的影响,根据航空用关键连接件的结构特点,制定出了冲锻成形工艺方案,同时设计出了一副落料冲孔复合模,利用有限元模拟软件对凸台冲锻成形进行了模拟分析,并通过正交实验对工艺参数进行优化.结果表明,影响凸台成形的因素按影响效果强弱依次为冲头的高度、宽度,摩擦因子、长度,当冲头尺寸为5.5mm×2.5...     

130 mm 头螺毛坯的成形工艺

目的研究130 mm头螺毛坯的成型工艺。方法该头螺是一种深孔锥形件,原毛坯生产工艺经过两次加热,两次压型,预冲孔、冲孔成形,使用三台次压机,加工工序长,机加余量大。对给定圆形悬臂梁的挠度方程进行了推导,利用得出的结果对头螺原毛坯工艺进行了分析和计算,重新设计了毛坯和成型工艺。结果改进后的新工艺为一次加热,一次压型,预冲孔、冲孔,使用一台次双工位压机完成。结论新工艺通过了批量生产验证,并取得了显著的经济效益。     

皮带轮筒壁铲旋成形工艺模拟及参数优化

针对皮带轮筒壁成形,提出一种新的旋压工艺——铲旋技术。利用CATIA软件进行造型,Deform软件建立有限元模拟模型,以旋轮转速、直径、进给速度、圆角半径为优化参数,成形载荷为优化目标,通过设计正交实验,对皮带轮的内筒成形进行有限元模拟,并提取成形载荷曲线进行分析。研究得出一组最佳工艺参数。     

基于有限元的法兰轴结构件塑性成形工艺分析

目的 针对法兰轴结构件塑性成形过程复杂、工序繁琐、成形效率低、材料易折叠等问题,基于塑性成形理论,对汽车法兰轴零件进行工艺分析,提出2种冷镦成形方案,对法兰轴结构件进行塑性成形工艺研究。方法 分析汽车法兰轴的几何特征,采用有限元分析软件对2种冷镦成形方案的成形载荷进行模拟比较,确定较为合理的工艺方案,通过正交试验设计进一步进行工艺参数的优化,选取预成形角度A、摩擦因数B、冷镦速度C、终成形圆角直径R作为4个因素,每个因素对应3个水平,并以成形载荷大小作为考核指标。结果 通过有限元数值模拟技术,得到工艺1各工序载荷分别为403、521 kN,工艺2各工序载荷分别为226、518 kN。可知工艺2比工艺1效率高,模具使用寿命更长。最后通过正交试验法获得各因素对成形载荷影响大小的排序为：摩擦因数>冷镦速度>终成形圆角直径>预成形角度,最优工艺组合为：预成形角度19°,摩擦因数0.2,冷镦速度15 mm/s,终成形圆角直径3 mm。结论 工艺2的冷镦成形方案缩短了锻件生产试验过程和修模时间,能够满足设计要求,为实际生产金属零部件提供了理论依据。     

液压成形同步冲孔工艺仿真分析及试验

对液压冲孔过程进行分析,介绍了液压成形同步冲孔的工艺原理,分析了不同类型液压冲孔的特点和应用范围。采用有限元分析方法,建立了液压冲孔仿真有限元模型,并对冲孔过程中应力分布和应变变化情况进行分析。在此基础上,进行液压冲孔工艺试验,把工艺试验结果与有限元分析结果进行比较。结果显示,液压冲孔仿真分析与工艺试验呈现相同的变化规律,仿真分析能够较好预测实际冲孔过程。     

星形套冷态闭塞式精锻成形分析

目的提出星形套冷精锻成形工艺优化方案,提高模具使用寿命,对生产操作进行规范。方法分析零件结构,确定了合理的分模面;运用数值模拟方法,选取不同的冲头进给速度和冲头形状,对星形套冷精锻成形过程进行了模拟分析。结果获得了冷精锻成形过程中冲头进给速度和冲头形状对温度场、应力场、金属速度场、工作载荷和模具寿命的影响。结论通过分析冲头进给速度和冲头形状对星形套成形的影响,并对其进行控制和优化,得出了最优工艺参数区间,为实际生产提供了参考依据和理论指导。     

汽车隔热罩成形工艺优化及实验

目的建立隔热罩工艺参数与成形质量之间的精确关系。方法对一款汽车底盘用隔热罩进行成形仿真,以压边力、锁模力、摩擦因数、模具间隙为自变量进行四因素四水平的正交试验,获得材料厚度的最大减薄率。结果利用灰色系统理论,计算出了成形工艺参数对目标函数的关联系数及关联度,将优化获得的工艺参数进行了有限元模拟及实验验证。结论成形后的隔热罩质量得到显著提高。     

基于响应面法橡皮成形侧压块参数优化及验证

橡皮成形是飞机钣金零件制造的一种重要的成形工艺,为提高典型零件橡皮成形的效率,针对橡皮成形过程中产生的起皱问题,基于响应面法对侧压块参数进行优化.首先对新淬火状态下的铝合金板料进行材料试验,分析了其成形性能指标参数,为有限元模拟提供材料本构关系与模型;然后以起皱量化为优化目标,将凸弯边的最大增厚率作为侧压块优化的目标函数,为得到典型零件橡皮成形侧压块精确的几何参数,采用Abaqus有限元软件对带侧压块成形过程进行正交模拟试验,得出侧压块几何参数对起皱指标影响程度的主次关系,并得到最优的参数水平组合.基于响应面建模方法建立了侧压块最优几何参数和起皱指标之间的多项式关系,并用遗传算法进行参数优化,利用优化后的工艺参数进行有限元模拟,阐述了侧压块防皱原理;最后通过实际成形试验,验证了有限元模拟的可行性和优化方法的可靠性.     

基于数值模拟的盒形件拉深成形变拉深筋技术研究

以盒形件为研究对象,建立了盒形件拉延筋成形的数值模型,分别对盒形件固定拉深筋和变拉深筋成形进行了数值模拟研究,并进行了工程试验的验证,对结果及误差进行了分析,实现了基于拉深筋高度变化的变拉深筋技术.这种方法能有效发挥板料成形性能,提高零件拉深成形质量.     

工艺参数对基于3D打印支撑模具板料双点渐进成形性能的影响

目的 提高基于3D打印支撑模具的板料双点渐进成形的成形性能,获得更好的成形参数。方法 选择工具头直径、加工步长、进给速度3个工艺参数为因素,设计单因素实验,加工支撑模具半径为45 mm的球冠,获得成形破裂角度,得到成形性能较好的工艺参数范围,确定成形性能较高的双点渐进成形方案。结果 通过实验数据对比并综合表面质量、加工时间及成形精度等因素考虑,最佳工艺参数工具头直径为 10 mm（实验选择8, 10, 12 mm）,垂直层进给量为0.5 mm（实验选择0.2, 0.5, 1 mm）,加工进给速度为 400 mm/min（实验选择300~500 mm/min）。结论 一定区域内工具头半径越小,垂直层进给量越大,工具头进给速度越大,板料成形性能越好。     

钢管穿轧过程的三维热力耦合模拟

描述了使用有限元方法(FEM)模拟钢管在曼内斯曼式穿轧机上的穿孔过程,建立了三维有限元模型,并考虑了在金属成形过程中出现的热力学现象。模拟的结果动态地显示了在工件内部等效应变、等效应变率和温度的分布。基于这些参数,分析了钢管的穿孔过程,同时通过实验测试与有限元模拟的结果进行对比。结果表明,测试的结果与有限元模拟的结果比较吻合。     

难变形金属小模数齿形件电流辅助分形旋压成形工艺优化

目的 针对30CrMnSiA合金结构钢小模数齿形件电流辅助分形旋压成形工艺,探究工艺参数对小模数齿形件成形质量的影响规律,分析工艺参数间的相关性,获得优化后的工艺参数组合。方法 选取小模数齿形件齿廓偏差、齿距偏差、轮齿饱和度为成形质量响应指标,以电流密度、占空比以及旋轮进给速度为影响因素,设计响应面试验方案;根据有限元模拟结果建立成形质量回归预测模型,分析电流密度、占空比以及旋轮进给速度对小模数齿形件成形质量的影响规律,计算获得最优的参数组合并进行试验验证。结果 电流密度、脉冲占空比、旋轮进给速度对小模数齿形件成形质量有显著影响,成形质量随着电流密度与占空比的升高而升高,随旋轮进给速度的升高而先升高后降低;且电流密度与旋轮进给速度、脉冲占空比与旋轮进给速度在对轮齿饱和度的影响上有一定的交互性;通过建立的回归模型预测得到的优化工艺参数如下:电流密度为17.5 A/mm²、脉冲占空比为40%、旋轮进给速度为0.6 mm/min。结论 回归模型预测值与试验值的相对误差小于8%,说明所构建的成形质量回归预测模型是准确的,利用优化后的参数可制备出成形质量良好的小模数齿形件。     

穿甲弹弹芯用非晶复合材料研究进展

穿甲弹的弹芯是穿甲弹的主体,弹芯材料的制备、成形及侵彻过程直接决定了穿甲弹的穿甲威力。非晶复合材料具有高的剪切"自锐性"和无毒性,是一种取代钨重合金和贫铀合金的新型穿甲弹弹芯材料。本文综述了非晶复合材料穿甲弹弹芯从制备到使用所经历的基体合金和增强体选材、成形出所要求的穿甲弹弹芯外形和穿甲侵彻三个阶段的国内外研究现状。并从这三个方面指出了进一步提高非晶复合材料弹芯穿甲威力的途径。     

实心边框铝型材挤压数值模拟与模具结构优化

目的针对汽车用某实心边框铝型材出口流速不均匀的现象,改进模具的工作带、阻流块和促流角结构。方法运用专业铝型材挤压成形有限元软件系统,对型材的挤压过程进行分析,模拟稳态挤压成形过程,以速度相对差作为衡量速度均匀程度的指标。结果初始模具结构挤出的型材流速不均匀。通过改变工作带长度、增设阻流块以及增加促流角的方法,使得模具出口处的金属流速变得均匀。结论改进后模具所受的压力更小,可以减小模具的磨损,增加模具寿命,模拟结果与实验吻合。     

喷射成形锭材传热过程的数值模拟

通过把喷射沉积形状预测模型的计算结果实时传递到二维传热方程中 ,建立起喷射沉积锭材的计算机传热模型 ,可对不同工艺条件、不同时刻的沉积锭传热行为进行计算 ,可得到任何喷射工艺条件下、任何时刻沉积坯的温度分布及任何点的冷却曲线 .并得出以下结论 :沉积衬底预热有利于减少沉积坯初始阶段的不致密区 ;改变喷射沉积工艺时 ,沉积坯的温度分布随沉积坯形状的不同发生变化 .     

Robust parameter design for integrated circuit fabrication procedure with respect to categorical characteristic

We consider a robust parameter design of the process for forming contact windows in complementary metal-oxide semiconductor circuits. Robust design is often used to find the optimal levels of process conditions which would provide the output of consistent quality as close to a target value. In this paper, we analyze the results of the fractional factorial design of nine factors: mask dimension, viscosity, bake temperature, spin speed, bake time, aperture, exposure time, developing time, etch time, where the outcome of the experiment is measured in terms of a categorized window size with five categories. Random effect analysis is employed to model both the mean and variance of categorized window size as functions of some controllable factors as well as random errors. Empirical Bayes’ procedures are then utilized to fit both the models, and to eventually find the robust design of CMOS circuit process by means of a Bootstrap resampling approach.     

基于神经网络遗传算法的深腔型零件拉深工艺参数优化

目的 解决冲压成形中工艺参数优化难的问题.方法 以一种深腔型零件的冲压成形为例.首先,借助灰度关联分析法对有限元中的工艺参数进行分析,获取该零件冲压成形中影响成形质量的2个主要因素——冲压速度和压边力.其次,借助拉丁超立方抽样法对上述2个因素进行随机取样,并借助DYNAFORM软件对其进行逐一模拟.再次,将冲压速度和压边力作为输入,最大减薄作为输出,训练在MATLAB中建立的BP神经网络,并借助遗传算法对其进行寻优.结果 最优成形压边力为1.372 MN,最优加载速度为1.5366 m/s.结论 与神经网络遗传算法预测相比,有限元结果的相对误差小于2％,零件试制结果的相对误差小于6％,该方法有较高的预测精度.     

基于响应面法的大型锥筒件内凸缘缩口成形工艺参数优化

目的 探究大型锥筒件内凸缘缩口成形的最佳工艺参数。方法 首先,根据内凸缘缩口成形的工艺原理,使用三维软件构建内凸缘缩口成形的仿真模型,并用Deform进行仿真成形。在此基础上,以缩口件高度和成形载荷作为内凸缘成形质量的判断依据,基于响应面法得到关于缩口件高度和成形载荷的回归预测模型。分析不同的摩擦因数、挤压速度和凹模锥度对内凸缘成形质量的影响,优化得到最佳的成形工艺参数,最后进行物理试验验证。结果 通过响应面法拟合得到了缩口件高度和成形载荷关于3因素的多元非线性模型,模型通过F检验得出的显著性概率P值均小于0.000 1,失拟项值均大于0.05,且模型预测值与试验模拟值的关系接近直线,充分说明了该数学模型的合理性。当摩擦因数为0.3、挤压速度为3 mm/s、凹模锥度为9°时,毛坯的成形载荷最小,为90 k N,缩口件高度最低,为1 350 mm,与模型预测相比,误差均小于10%。结论 优化后的工艺参数使内凸缘成形质量高、表面光滑无缺陷、成形载荷小,为大型锥筒的内凸缘成形工艺提供了参考。