钢制轮毂类工件旋压成形过程模拟及分析

利用塑性成形软件DEFORM-3D建立了轮毂的有限元模型,并对该模型的旋压成形过程进行了分析。根据不同参数模拟后得到的旋压力、等效应力、等效应变的数据分析了进给速度和主轴转速对旋压成形过程的影响,为旋压成形工艺的进一步研究和参数优化提供理论依据。     

铸旋轮毂热旋压过程的数值模拟及工艺优化

为了优化铸旋铝合金轮毂的生产工艺,基于旋压变形的特点,建立了铸旋铝合金轮毂三旋轮热旋压复杂过程的三维有限元模型。采用所建立的有限元模型对实际的A356合金轮毂铸坯热旋压过程进行了数值模拟,对旋压载荷进行了分析,为旋压设备的选择和模具设计提供了依据;同时研究了铸坯开口角和旋轮轨迹分别对轮辋和内轮缘处应变分布的影响规律,获得了合理的开口角度和优化的旋轮轨迹。     

大直径30CrMnSiA筒形件对轮旋压成形过程的数值模拟

传统强力旋压是固体火箭发动机筒体生产的工艺方法,由于只采用旋轮与芯模匹配的方式,工件外侧表面仅仅发生剧烈的塑性变形,而贴近芯模的内侧的筒体材料应变明显小于外侧,从而造成在强力旋压后的筒形件内、外表面塑性变形不均匀、性能不一致及柔性差等问题,另外,传统强力旋压内芯模柔性差,制造费用高,尤其不符合大直径小批量的固体火箭发动机筒体的工业化低成本制造的要求,因此需开展固体火箭发动机筒体对轮旋压工艺技术的研究。因此,本文基于有限元软件ABAQUS,建立材料为30CrMnSiA筒形件对轮旋压有限元模型,对其加工过程进行数值模拟,得出对轮旋压成形过程中内外表面应力对称分布,改善了工件内应力状态;通过单因素试验获取了减薄率、旋轮成形角、进给比对圆度误差、壁厚偏差的影响规律,综合优选出一组最优的成形工艺参数为成形角25°、进给比1.2、减薄率30%,从而为工业生产中对轮旋压技术的应用奠定了坚实的基础。     

多楔带轮旋压成形工艺及缺陷分析

文章采用旋压工艺替代传统机加工工艺成形多楔带轮。针对物理实验中产生的旋压裂缝以及飞边缺陷,运用有限元模拟分析了变形区域的材料流动情况、应力分布以及缺陷的形成机理。结果表明,多楔带轮在增厚成形过程中,其端部区的材料流动速度低于口部区的材料流动速度,造成端部区的材料积累,形成飞边;在端部与侧壁相交处出现材料不足,径向、周向、轴向最大应力值均超过材料抗拉强度,导致产生旋压裂缝。通过增加一个凹形预成形旋轮,对旋压工艺进行改进,在CDC-S80旋压机上进行试验,消除了旋压裂缝以及飞边缺陷。     

多楔带轮旋压成形预成形工艺参数对腰鼓成形的影响

用腰鼓件成形质量作为预成形工艺参数衡量指标,采用有限元软件MSC.Marc对多楔带轮预成形及腰鼓成形进行了数值模拟,探讨了预成形工艺参数对腰鼓成形的影响,并进行了试验验证。结果表明,预成形时下模端面摩擦属有利摩擦;旋轮底面与下模间隙对最终工件的底部及口部尺寸具有较大影响;旋轮沿径向施加给工件的压下量对腰鼓件质量影响较大。     

基于正交优化的多楔带轮旋压成形模拟及试验

以汽车发电机使用的P6PL118型多楔带轮为研究对象,提出了一种镦粗成形与旋压成形相结合的工艺方案。基于DEFORM平台对铝合金1100多楔带轮成形过程进行有限元模拟,分析了旋轮进给比、旋轮直径、尾顶压下量和轴向间隙对该成形最大旋压力、主轴扭矩与填充难易度的影响规律,获得了优化的工艺参数。并在旋压机上开展多楔带轮旋压成形实验,研究结果表明,工件齿形填充良好,满足尺寸要求,齿顶和齿底处金属流线清晰,沿齿形外廓线分布。工件在旋压时产生冷作硬化,提高了齿面硬度,增强了耐磨性。     

旋压成形齿槽的有限元模拟分析

本设计基于有限元软件,针对多楔槽带轮旋压成形工艺进行研究,对旋压成形过程中工件所需要的工装夹具进行设计,其中包括上模、下模,导套、旋轮、顶杆以及顶出件,根据工件成形要求设计成形所需的初成形旋轮和最终成形旋轮。针对所设计的方案进行了旋压成形工艺设计,并在MARC有限元分析软件中进行旋压成形工艺数值模拟,研究了旋压成形过程中材料变形情况,对成形件的应力应变分布进行了分析。     

大型薄壁筒形件对轮旋压成形数值模拟及成形精度分析

为了研究对轮旋压成形机理,突破对轮旋压成形精度控制技术,采用有限元方法分析了道次减薄率、进给比、旋轮成形角以及内旋轮圆角半径等工艺参数对旋压件圆度、直线度及壁厚差的影响。结果显示:当道次减薄率Ψt=20%~30%、进给比f=1.5~2.0 mm·r-1、旋轮成形角αρ=25°、内旋轮圆角半径rρ内=10 mm时,旋压件成形精度最高。同时,分析了在总压下量为9 mm时,内、外旋轮在不同压下量下对成形精度的影响。结果表明:当外旋轮压下量为5 mm、内旋轮压下量为4 mm时,旋压件精度最高。最后,通过工艺实验验证了有限元仿真结果的准确性,结果显示两者偏差小于15%。     

无靠模旋压成形工艺探讨

对无靠模成形毛坯受力特点进行了分析 ,找到了旋压力与旋轮行程、毛坯转速与毛坯直径、进给比与旋转半径之间的关系。通过采用无靠模成形工艺 ,加快了制坯的更新换代。     

多楔轮产品的成形缺陷分析

介绍实际生产中多楔轮容易出现的几种常见成形缺陷,分析其产生的原因。多楔轮的下料尺寸、旋轮的结构、旋轮的安装位置、旋轮的进给量、终成形轮的进给速度和冷却液的喷射速度等都是影响多楔轮成形缺陷的主要原因。本文针对具体的成形缺陷提出相应的解决措施,提高了多楔轮的成形质量,降低了废品率。     

304不锈钢管热强旋成形试验研究

针对304不锈钢常温下加工硬化严重、塑性变形抗力大的特性,对304不锈钢筒形件进行了热强旋成形试验研究以探索304不锈钢的热强旋成形规律。在HGQX-LS立式热强旋旋压机上,以二硫化钼为润滑剂,采用高频电磁感应加热方式进行3道次、总减薄率为60%的旋压成形试验。试验主要分析了成形温度和进给比对成形质量的影响,试验结果表明,热强旋是成形304不锈钢薄壁筒形件行之有效的方法之一,当温度为1000℃、进给比为0.4 mm·r-1时能得到成形质量良好的旋压件。     

铝合金多楔带轮旋压成形数值分析与试验研究

针对汽车发电机离合器使用的P6PL118型多楔带轮,提出了一种镦粗成形与旋压成形相结合的新工艺。基于Deform软件,研究了镦粗与旋压成形过程中摩擦因子、尾顶压下量与旋轮进给量对金属流动的影响,并研究了旋压成形中成形载荷及成形结束时的应变分布情况。在旋压机上进行试验,结果表明,得到的多楔带轮满足尺寸要求,晶粒更加细化。齿顶和齿底处加工流线清晰,沿齿形外廓线分布。旋压成形后工件顶部硬度提高最为明显,其次是工件中部,工件底部硬度提高最少。旋压件与毛坯态相比,维氏硬度平均提高25.9%,并具有更好的齿面硬度与耐磨性。     

多楔带轮旋压增厚成形阶段金属流动规律分析

钣制旋压带轮以其重量轻、生产效率高、节能、节材及动平衡性好等优点,在众多领域逐步取代以铸、锻等传统方法加工的带轮,得到广泛应用.本文深入分析了多楔带轮旋压成形特点,将其变形过程划分为增厚及旋齿两个变形阶段;基于增厚成形过程的重要性,采用有限元分析软件MSC,Marc对该过程预成形、腰鼓成形及增厚成形3个工步进行了数值模拟.结果表明,预成形时最大径向拉应变出现在缩径区,该区易产生成形缺陷;腰鼓成形以胀形为主要变形方式;增厚成形时径向应变以正应变为主、轴向及切向应变以负应变为主,体现为径向压缩、侧壁增厚的成形效果.在数值模拟结果的基础上,进行了工艺试验验证,结果吻合良好,验证了数值模拟分析的有效性.     

高强钢厚板热成形的入模温度研究

针对6 mm厚的22MnB5钢板,建立了热成形淬火过程马氏体相变过程的有限元模型,分析了入模温度对厚板的温度和马氏体组织分布的影响。结果表明:当保压压力为40 MPa、保压时间为30 s时,入模温度越高,马氏体的转化率越低;入模温度在600~750℃时,马氏体的分布均匀性逐渐变差,高于750℃后,马氏体分布的均匀性没有明显变化;沿板料厚度方向,随入模温度的升高,马氏体分布均匀性有所好转,但马氏体转化率降低。因此较低的入模温度有利于提高马氏体转化的充分性、分布均匀性及转化效率。     

热作模具钢锻后组织模拟及软件设计

联合使用MC和CA方法,结合金属学的基本原理,模拟了5CrNiMo热作模具钢锻后微观组织演变;并采用MATLAB为开发平台,结合C语言编程完成模拟软件的开发.软件可以实现5CrNiMo钢锻后冷却过程中发生的奥氏体晶粒长大及奥氏体至铁素体相变过程的动态演示,模拟结果直观,并可以定量计算晶粒尺寸的变化,从而实现对锻后冷却过程中不同温度下的组织形态和晶粒尺寸的预测.此外,通过实验,验证了模拟软件的正确性和可靠性.     

梯形内齿旋压成形过程数值模拟及试验研究

采用有限元数值模拟和试验验证的手段对三旋轮杯形薄壁梯形内齿轮旋压过程进行了研究,讨论了齿形角、减薄率、进给比、旋轮圆角半径等工艺参数对杯形薄壁梯形内齿旋压成形质量的影响。结果表明,在旋压成形过程中,金属的流动与齿廓侧面的倾斜程度有关;梯形齿各截面壁厚分布较矩形齿均匀。随着减薄率、进给比及旋轮圆角半径的增加,工件轮齿部分的相对齿高也随之增加。     

汽车冷却器缓冲罩多工位成形工艺设计及数值模拟

分析了汽车冷却器缓冲罩的结构特点和冲压工艺特性,制定了该零件成形工艺方案。运用Dynaform软件对其多工位级进冲压过程中主要涉及的拉深、整形、冲孔、翻边等工序进行数值模拟。分析了每个成形工序的板料成形极限图(FLD)和零件壁厚分布图,模拟结果符合零件成形要求。据此设计出该零件12工位的级进冲压模具,试模生产出了合格的产品。通过对模拟和试冲结果相比较,其零件厚度的最大相对误差为2.87%,获得了较好的一致性。目前该汽车冷却器缓冲罩级进模已投入大批量生产。     

6061-T6铝合金高温本构模型及温成形数值模拟

基于6061-T6铝合金在高温变形过程中的动态回复、动态再结晶及变形硬化特性,分析其在不同温度阶段的黏塑性特征,在高温阶段进一步引入软化因子修正传统Field-Backofen模型,使之适用于铝合金温成形的热力本构描述。通过NAKAJIMA凸模胀形数值仿真及试验对比发现:高低温(25~400℃)相结合的软化型热拉伸本构方程可以准确地描述板料破裂前的集中软化特征,且可以有效满足6061铝合金高温成形性能的仿真需求。     

前纵梁后段热成形数值模拟分析

对某车型前纵梁后段建立数值分析模型,利用AutoForm软件进行热成形模拟分析,针对分析结果中的起皱缺陷优化模型,再次进行模拟分析后起皱缺陷消除,经实际生产验证,按优化方案开发热成形模生产的零件质量与第二次分析结果趋势一致。