复杂构件锻造预成形坯料设计综述

锻件预成形坯料设计是保证成形工艺顺利进行、获得无缺陷锻件、降低锻造载荷的关键环节。对于大型复杂构件,其预成形坯料形状影响到制坯工艺的周期、成本、预成形组织性能。分别从基于反向模拟技术的预成形坯料设计、基于优化设计方法的预成形坯料设计、基于正向过程分析的预成形坯料设计等方面,评述了复杂构件锻造预成形坯料设计的国内外研究现状,指出了大型筋板类构件的预成形坯料形状要求以及设计方法。     

镁合金扇形件挤压成形数值模拟

以刚塑性有限元分析为基础,对镁合金扇形零件的挤压成形工艺进行了模拟分析,制定出扇形零件的成形工艺,即镦挤-反挤压复合成形工艺.镦挤制坯工艺优化坯料结构,反挤压工艺成形零件.根据数值模拟的工艺参数进行试验研究,成形出符合要求的零件.     

铝合金控制臂辊锻制坯模锻工艺数值模拟

针对控制臂现阶段模锻成形工艺工序多,生产率低,劳动强度大等缺点,提出辊锻制坯一模锻成形工艺,设计辊锻制坯各道次的尺寸参数,用数值模拟代替物理试验预测金属成形过程。通过对控制臂辊锻成形过程的数值模拟,并对辊锻后坯料进行弯曲、终锻成形,获得较好的锻件,为指导此锻件的生产实践提供了理论依据。     

转向臂锻造工艺研究

针对大头细杆类长轴锻件在用摩擦压力机模锻时,不制坯或制坯不合理造成材料利用率较低的问题,以带深孔的汽车转向臂为对象,对其锻造工艺进行了分析,工艺计算,运用有限元软件模拟了转向臂成形过程,分析金属流动情况、载荷、等效应力/应变等.根据分析结果,确定合理的制坯工艺和制坯尺寸,提高了锻造的材料利用率.     

斜盘式汽车空调压缩机双头活塞成形坯料研究

目的研究坯料形状对汽车空调压缩机双头活塞锻造成形质量的影响,以期提高材料利用率,获得成形质量良好的零件。方法基于有限元数值模拟及物理试验,对不同坯料形状的成形结果进行对比研究,分析坯料形状对成形过程中金属流动行为和成形质量的影响。结果模拟表明成形零件的A和B区域时,载荷缓慢上升,成形零件C区域时载荷急剧升高,圆柱成形载荷为230 t,异形坯成形载荷为180 t。异形坯向零件两端转移了更多的金属,使型腔A和B区域飞边槽内金属体积少于圆柱坯。物理试验表明异形坯成形结果良好。结论通过合理减小坯料长度和宽度、增加坯料高度,使材料利用率提高了7.91%,成形载荷降低了21.7%。     

带轴齿轮坯闭式精锻成形数值模拟与实验研究

目的研究带轴齿轮坯闭式温精锻成形的工艺过程。方法根据零件结构特点,制订合理的成形方案,利用有限元分析软件对其闭式精锻成形过程进行模拟分析,并开展相应物理实验对模拟结果进行验证。结果通过模拟获得了齿轮坯成形过程中的等效应力分布、等效应变分布、金属流动规律、温度分布和载荷变化等,实验制得符合要求的锻件,与模拟结果基本吻合。结论闭式温精锻工艺制得了符合尺寸要求的齿轮坯锻件,该工艺方案可行,模拟结果准确可靠,对实际生产有一定指导作用。     

拖钩辊锻制坯工艺模拟

采取辊锻工艺对汽车拖钩锻件进行制坯,并利用有限元模拟软件对整个过程进行模拟,得到无飞边、无毛刺的坯料。 分析了坯料在型槽中的变形过程、应力分布及受力情况,为拖钩的工艺设计及参数选取提供依据。     

阀盖模锻成形模拟分析与试验验证

目的 某型号不锈钢阀盖是一种典型的长肋条内空型零件,在模锻制造过程中,阀盖锻件容易出现不同程度的折叠和裂纹缺陷,亟需改进成形工艺以提升合格率.方法 采用有限元方法分析坯料在制坯/预锻/终锻全流程的金属流动规律和终锻件成形质量,得到最佳成形工艺方案.结果 方坯在后续成形时易产生横向流动,且局部充型不饱满;六边型坯在预成形和终成形时流动均匀、横向流动小,且有效抑制了充型不饱满缺陷;预制坯在过渡区长度过短,产生了折叠缺陷;采用六边形坯料和增加过渡区长度可以获得无缺陷阀体锻件.结论 采用新工艺制备的阀盖锻件合格率达到了100％,通过全流程工艺分析,能够得到金属流线规律,进而优化模锻成形方案,改善成形质量.     

转向直臂锻造成形工艺改进

目的以某型号转向直臂为研究对象,针对现有锻造成形时材料利用率较低的问题,改进锻造成形工艺,减少材料消耗,节约能源。方法对转向臂进行工艺分析、计算和有限元模拟;在原有工艺上增加制坯工序,合理分配坯料横截面积。结果对改进后的工艺方案进行了有限元数值模拟,得到了金属流动、载荷以及等效应变的分布情况。结论改进后的成形方案在保证锻件质量的前提下,材料利用率由80%提高至90%,提高了材料利用率,同时也改善了金属流动,以提高模具寿命,对大批量件的实际生产有一定的指导作用。     

铝合金铸锻联合成形工艺毛坯冲制质量控制研究

目的提高铝合金铸锻联合成形工艺毛坯冲制良品率。方法采用优化模具设计、设备配置,增加模具保温、坯料预润滑和坯料预处理工序等综合治理方法,开展生产实验研究。结果铝合金铸锻联合成形工艺毛坯冲制良品率由原来的不足85.63%,提高到了97%的稳定水平。结论7A04铸铝坯料的冲制成形条件,比7A04挤压棒材的冲制成形条件要求高,用7A04铝合金铸造坯料代替7A04铝合金棒材冲制工件时,必须对毛坯冲制成形工艺进行细致的完善。     

304不锈钢板冷冲及其冲裁质量研究

为提高冲裁件质量,降低废品率,研究不锈钢板冷冲过程及冲裁间隙对冲裁件质量的影响规律.本文采用板料冲孔试验:以2 mm厚的同一规格304不锈钢板为试验材料,以凸模直径为冲孔公称尺寸,通过更换不同直径的凹模改变冲裁间隙,完成在不同冲裁间隙下的冲裁试验.试验采集了冲裁力随冲裁行程的变化曲线,分析了冲孔件断面形貌,测量了断面光亮带的孔径和高度、毛刺高度以及断裂带的孔径,并拟合各参数与冲裁间隙之间的关系曲线,研究不锈钢板冷冲过程中冲裁力的变化及冲裁间隙对尺寸精度、断面质量的影响.试验结果表明:不同冲裁间隙下冲裁力-冲裁行程曲线变化趋势基本一致,与冲裁3个变形阶段互相对应,冲裁力达到最大值时光亮带结束;冲裁间隙对冲孔件质量影响显著,冲裁间隙较小时,断裂带形貌呈韧窝状,而较大时断裂带形貌呈台阶状.研究表明:在试验给定大冲裁间隙条件下,当冲裁间隙为15%t左右时,冲孔件尺寸精度最高且断面质量最好,即冲孔件质量最好.     

遗传算法和碰撞算法混合求解冲裁件自动排样问题

针对冲裁件的实际情况,提出了一种利用遗传算法和碰撞算法混合求解冲裁件自动优化排样的方法.在排样中对冲裁件的纵向偏距、放置角度和排样方式进行编码,通过碰撞理论来计算每个个体所对应排样的排样步距.论文给出了运用遗传算法求解的步骤、遗传代码的构造方式和排样步距的求解方法.     

冲头刃口形状对冲裁的影响研究

目的 研究不同冲头刃口形状对冲裁变形过程和冲头磨损情况的影响。方法 采用有限元方法和实验分析了相同工况下平冲头、台阶状冲头和屋顶状冲头对坯料冲断行为的影响,以及不同刃口形状的冲头在冲裁后的磨损情况。结果 冲头结构的改变使冲裁过程发生了变化,影响了冲裁时坯料内部的应力–应变分布、峰值冲裁力、裂纹扩展速度、弹性应变能和冲头单次磨损深度。屋顶状冲头在冲裁时峰值冲裁力最低,较平冲头与台阶状冲头的峰值冲裁力分别降低了15%、10%,坯料最早起裂,也最快完成断裂,坯料的高应力区域集中在凹模刃口,且该冲头冲裁时坯料内储存的弹性应变能最多,冲头工作区的单次磨损深度最小,较平冲头与台阶状冲头的单次磨损深度分别降低了84%、80%。结论 屋顶状冲头使坯料在断裂前发生了更大的拉伸变形,储存了更多的弹性应变能,坯料在拉伸状态下发生了剪切变形,冲裁力更小,高应力分布的改变降低了冲裁时坯料对冲头侧面的压力,冲断后的坯料发生弹性恢复,可防止冲头回程时坯料抱紧冲头造成的二次磨损。     

T2铜箔空化射流柔性微冲裁机理分析

目的 分析针对不同形状特征时空化射流箔材微冲裁工艺的加工效果,确定工艺参数的影响规律。方法 通过在3种模具（正三角形、正六边形以及圆形模具）下设计6种特征尺寸,分析空化射流对不同厚度T2铜箔的冲裁加工效果,同时通过单因素实验法确定空化射流的入射压力、喷孔直径以及靶距3种工艺参数对微冲裁加工能力与成形质量的影响规律,记录不同工艺参数下T2铜箔的最大可冲裁箔厚。结果 T2铜箔的最大可冲裁箔厚与凹模特征尺寸之间存在线性关系,并且入射压力的增大可显著提高空化射流微冲裁工艺的最大可冲裁箔厚,然而,过大的喷孔直径与靶距均会造成最大可冲裁箔厚下降。通过对实验结果进行表征,发现正多边形冲裁件在边角处会出现裂纹、撕裂等缺陷,而圆形冲裁件的冲裁轮廓无明显缺陷,冲裁质量较好。结论 空化射流柔性微冲裁工艺对正多边形冲裁件边角处的加工效果较差,但加工的圆形冲裁件具有良好且均匀的轮廓质量。该工艺的加工能力随入射压力的提高而提高,且在靶距为120 mm、喷孔直径为1.6 mm时较优。     

T2铜箔精密微冲孔工艺

随着微机电系统的飞速发展,微孔类零件广泛应用于生物医疗、微电子以及纺织印染等领域中,要求尺寸精度高、断面质量和重复性好,并且能够实现低成本批量制造.微冲孔技术具有传统塑性加工工艺的优点,生产效率高,工艺简单,成形件性能好和精度高,非常适合微型零件的低成本批量制造.针对箔板微孔类零件,设计了一套精密微冲孔模具,采用微冲孔技术研究了冲裁条件对微冲孔工艺的影响规律.结果表明,微冲孔过程与传统冲裁类似,经由弹性变形阶段和塑性剪切阶段,最后断裂分离.微孔断面分布仍然包括圆角、光亮带、断裂带和毛刺.随着相对冲裁间隙的增加,最大剪切强度先降低后逐渐增加;随着冲裁速度的增加,铜箔微冲孔过程最大冲裁力和最大剪切强度逐渐减小,微孔断面光亮带高度增加,断面质量提高.最后,在最佳的冲孔工艺即冲裁间隙为5%、冲裁速度为20mm/s的条件下冲出直径为0.4mm质量良好的微孔.     

Modelling and Simulation of Scraper Reliability for Maintenance

A scraper conveyor is a kind of heavy machinery which can continuously transport goods and widely used in mines,ports and store enterprises.Since scraper failure rate directly affects production costs and production capacity,the evaluation and the prediction of scraper conveyor reliability are important for these enterprises.In this paper,the reliabilities of different parts are classified and discussed according to their structural characteristics and different failure factors.Based on the component’s time-to-failure density function,the reliability model of scraper chain is constructed to track the age distribution of part population and the reliability change of the scraper chain.Based on the stress-strength interference model,considering the decrease of strength due to fatigue failure,the dynamic reliability model of such component as gear,axis is developed to observe the change of the part reliability with the service time of scraper.Finally,system reliability model of the scraper is established for the maintenance to simulate and calculate the scraper reliability.     

OPTIMAL PUSHER-SCRAPER LOADING POLICIES

Scrapers typically exhibit a nonlinear load-growth curve whereby the rate of loading (the slope of the load-growth curve )varies with the load time. Allowing a scraper to obtain a maximum load does not imply either maximum production or minimum cost per production Tor a fleet or scrapers operating in conjunction with a pusher tractor. The paper demonstrates this using, for the pusher-scraper operation, a queueing model that includes allowances Tor the variabilities in the pusher and scraper cycles as well as an allowance for the interaction among the scrapers. Field data are presented illustrating the variabilities and interaction present in pusher-scraper operations. Examples are given showing the computations involved in selecting the optimum scraper load time for maximum production or minimum cost per production of the operation. The solutions to the related problems firstly of simultaneously selecting the optimum load time and optimum scraper fleet size and secondly of choosing the optimal pusher capacity for a given scraper fleet are also given. Reference is made to how the computations carry over to the associated problems involving self-loading scrapers.     

高强钢板材冲裁力实验研究

目的解决不同高强钢板材在冲裁时所需冲裁力不同的计算问题。方法搭建了高强钢板材冲孔实验平台,结合车身上广泛应用的DP、QP钢系列以及MS系列超高强钢板,设计了相应的冲孔试样,通过冲孔实验,获得了不同超高强钢板材所需的冲裁力,并结合超高强钢板的冲裁力经验计算公式,得到适用于计算不同高强钢材料冲裁力的经验系数,最后将经验公式进行修正,获得了适用于不同高强钢板材冲裁力与抗拉强度的修正关系式。结果选用DP980及1700MS高强钢进行冲孔实验可知,两者实验冲裁力与通过修正公式计算所得冲裁力误差分别为2%和2.2%。结论验证了所得修正关系式的可行性,可为高强钢零件冲切压力机吨位的选取和模具结构设计提供参考。     

冲裁模凸、凹模零件的优化设计

分析了冲裁模凸、凹模零件传统设计存在的问题,以现代企业实际需求为出发点,引入汽车企业的钢板模设计标准,从冲裁刃口尺寸计算、外形尺寸设计、材料选用等方面陈述了优化设计的思路,对加快模具开发周期,降低模具制造成本,起到十分重要的作用。