平顶链链板自动冲压成形系统设计北大核心CSCD

为提高平顶链链板精度和生产效率,根据平顶链链板冲压成形工艺,以及生产效率要求,设计了一套多工位自动冲压成形系统,其中包括冲压模具结构设计以及送料系统设计。冲压模具结构设计包括预弯模具、折弯模具以及卷圆模具的结构设计,并利用ABAQUS有限元分析软件进行冲压模拟仿真,改进模具尺寸,提高链板成形精度。送料系统设计包括储料装置、自动送料装置结构设计及相关设备选型。为了实现自动化冲压生产,自动送料装置采用的是三自由度横杆式结构。最后,完成了样机制作和实验,试生产出的平顶链链板合格率达到97.83%,生产效率达每分钟9件,结果表明,所设计的平顶链链板自动冲压成形系统达到了链板的生产精度和生产效率要求。     

顶杆圆角半径对三销架冷锻成形的影响

三销架是球销式等速万向节的重要部件。通过Solidworks对三销架冷锻成形模具及工件进行三维建模,采用大型有限元软件Deform 3D研究了顶杆圆角半径对三销架成形缺陷的影响规律,及其对等效应力、等效应变分布和载荷-位移曲线的影响。结果表明,当顶杆上凸台直径D1为Ф24 mm、下凸台直径D2为Ф22 mm、顶杆速度为10 mm·s-1时,顶杆下圆角半径R2的增大可以减小甚至消除三销架销轴根部的成形缺陷,顶杆上圆角半径R1对三销架成形无影响,三销架的中间孔处及销轴根部的应力应变最大。提出了适用于三销架冷锻成形的顶杆圆角半径R1为2 mm,R2为10 mm,并通过实际生产进行了实验验证。     

弯链板双斜楔横向对冲冲孔模具设计

在某型号销合链弯链板自动化冲压级进模的研发中，由于冲孔工序涉及废料难以去除和工件不便取出的问题，使得该型号销合链弯链板的加工难以实现自动化。针对此问题，延续弯链板自动化冲压级进模的设计思路，提出一种双斜楔横向对冲冲孔模具设计方案，用于代替原有的悬架式竖直冲孔模具，并运用DEFORM-3D软件对横向对冲冲孔工艺方案进行仿真验证。在此基础上，开展冲裁间隙、凸凹模刃口尺寸和冲裁力等工艺参数计算，并对斜楔、冲孔装置、凹模、压料装置和顶料装置等关键零部件展开结构设计，运用SOLIDWORKS软件完成模具的三维设计。最后，研制模具样机并开展冲压试验验证。结果表明，所研制的双斜楔横向对冲冲孔模具能够较好地应用于弯链板自动化冲压级进模中。经抽样检测，冲孔加工后的工件全部合格，同时也有效地解决了冲孔废料难以去除和工件不便取出的问题，实现了弯链板的自动化生产，有效缩短了模具的研发时间与试模周期。     

基于Deform的换向器座冷镦挤模具优化

利用Deform软件模拟不同模具圆角半径的冷镦挤成形,分析不同模具圆角半径在镦挤过程的载荷-行程曲线、等效应力、等效应变及金属流动速度的影响规律.通过64组镦挤过程的模拟数据表明,对于换向器座类零件冷挤压成形,当凸模圆角R1取3mn、R2取0mm,凹模工作区域顶端圆角半径R3取3 mm时,镦挤成形所需的载荷达最小值.     

有限元模拟用于优化镁合金板碟形拉深成形的模具参数

运用有限元的方法,对厚度1.2mm、直径52mm的AZ31B镁合金板常温冲压成直径为29mm的碟形件进行模拟,通过分析模具参数对最大主应力值及拉深性能的影响,优化出适合于该工艺的模具参数,并进行相应的试验。模拟结果表明,凹、凸模圆角半径、凹凸模间隙的优化,能降低最大主应力值并延缓裂缝的产生,从而提高镁合金塑性成形性能;模拟得到较优凹模圆角半径2.6mm、凸模圆角半径1.8mm,适宜的凹凸模单边间隙为1.3mm。试验结果表明,高径比随着模具参数的变化而增加,材料的成形性能大幅提高,验证了有限元模拟结论的可靠性。     

异型面盆成形参数优化的数值模拟

影响异型面盆的成形质量因素较多,应用正交实验的方法,采用eta/DYNAFORM软件进行数值模拟,探索异型面盆在成形过程中压边力、模型深度、模具凹模圆角半径和工艺补充面深度,对异型面盆成形特性的影响规律,寻找异型面盆冲压成形的模具理想参数和最优冲压工艺参数。将数值模拟优化的模具参数、工艺参数与试验结果比较结果表明,模具凹模圆角半径及模型深度对成形质量影响显著,为异型面盆的实际生产,提供了理论依据。     

基于Deform-3D的铝合金封头冲锻成形模具应力分析

应用Deform-3D软件对小型铝合金封头整体冲锻成形过程中的模具进行应力分析,讨论容差值大小对施加模具受力分析的影响,并分别讨论凸模下压速度、摩擦系数、凹模圆角半径对凹、凸模具应力的影响规律,并通过模具应力分析确定对模具有利和能减少封头缺陷的最佳工艺参数。结果表明:容差值的大小严重影响模具受力分析,当容差值≥2时,模具沿各方向的受力与坯料对应方向受力基本吻合;凹模圆角半径对模具受力影响最大,摩擦系数次之,凸模下压速度影响最小。同时,确定凹模圆角半径11 mm、凸模下压速度120 mm·s~(-1)、摩擦系数0. 02为最佳铝合金封头冲锻工艺参数。     

基于正交试验的S梁冲压成形分析

板材在冲压成形过程中,复杂结构零件会产生很多缺陷,如起皱,拉裂及卸载后工件的回弹,严重影响了冲压件的成形精度。采用数值模拟与正交试验相结合的优化分析方法,研究了S梁覆盖件冲压成形工艺的优化。依据正交试验方案,以凹模圆角半径、冲压速度、摩擦系数、压边力为研究因子,最大减薄率、最大增厚率为评价指标,采用有限元软件Dynaform进行冲压成形模拟。最终得到了最优的凹模圆角半径、冲压速度、摩擦系数、压边力等工艺参数组合。     

P91厚壁管热挤压模具参数优化设计

利用正交试验,通过有限元模拟研究了P91厚壁管热挤压模具型腔几何参数及初始温度的合理取值范围。选取挤压角角度α、过渡圆角半径R1、过渡圆角半径R2、定径带长度h、挤压模初始温度T为研究对象,以挤压模工作表面应力分布-sds、挤压模所受最大载荷Lmax、模口处金属流速均方差Fsdv为考核标准,展开了基于有限元模拟的正交试验研究。结果显示,P91厚壁管热挤压模具型腔几何参数与初始温度的合理取值范围为:挤压角角度选取45°～55°、定径带长度h选取90～120 mm、过渡圆角半径R1选取70～90 mm、过渡圆角半径R2选取100～120 mm、挤压模初始温度T选取250～350℃。最后,利用缩比热挤压成形试验验证了模具型腔参数与初始温度取值范围的合理性。     

工艺参数对铝合金屏蔽罩冲压特性的影响

针对盒形冲压件成形过程中易出现破裂、起皱和回弹过大的问题,采用有限元分析软件DYNAFORM对顶部弧面、侧壁直边的磁体外盖进行拉延、切边和回弹过程模拟,分析制件成形规律;采用正交实验法模拟研究压边力、凹模圆角半径、模具间隙和冲压速度等工艺参数对制件冲压成形的影响。以制件的最大减薄率和回弹量为评价指标,采用极差和方差分析法对模拟结果进行分析表明,各工艺参数对评价指标的影响显著性,得到的最佳工艺参数优化组合为压边力120kN、凹模圆角半径3mm、模具间隙1.05t、冲压速度6m·s-1。采用优化工艺参数组合进行模拟和冲压实验,获得了较好的评价指标值,实验结果与模拟结果相吻合。     

电机并头套成形工艺参数研究与模具结构优化

通过数值模拟分析与正交试验相结合研究了成形工艺参数对矩形电机并头套弯曲后回弹的影响,确定了最优工艺参数组合。并进行了试验,验证了模拟结果,采用模具补偿法进一步减小回弹。结果表明:凸模圆角对回弹影响最大,其次是模具间隙,而凹模圆角与冲压速度对回弹的影响很小;回弹量随凸模圆角半径的增大而增大,随模具间隙的增大而增大,随凹模圆角半径的增大而先减小后不变,随冲压速度的增大呈现出先减小后增大的趋势;使用最优工艺参数的模具进行了成形试验,验证了模拟的正确性;设计的模具补偿法可进一步减小回弹。     

工艺参数与模具参数对大型厚板弯曲件弯曲角度的影响

以8 mm厚Q345板料的弯曲为对象,研究工艺参数与模具参数的变化对板料弯曲成形性能及最终弯曲角的影响。建立厚板弯曲成形有限元仿真计算模型,确定适合板料弯曲成形的有限元数值模拟参数并分析板料弯曲过程中的应力情况以及回弹后的残留应力分布。通过正交试验,对比分析各参数对板料弯曲结果的影响,确定了对板料弯曲中弯曲角度的因素影响由强到弱为上模圆弧半径、上模下压量、下模圆角半径、下模开口。     

436L不锈钢冲压起皱和颈缩缺陷分析

针对436L不锈钢覆盖件冲压起皱和颈缩缺陷,进行了冲压成形应力分析、金相组织和材料力学性能分析。结果表明,436L板材40°方向的r值较低导致起皱,凸模圆角过渡半径偏小导致颈缩。经过材料性能改进和模具优化,将436L板材45°方向r值提高至1.02以上,将凸模圆角过渡半径增加至20 mm,同时消除了起皱和颈缩缺陷。     

基于ABAQUS的铜钢复合板弯片冲压模拟与模具设计

某铜钢复合板弯片由于弯曲半径小,在冲压成形中易出现开裂和褶皱问题。本文采用ABAQUS三维有限元软件模拟了复合弯片热成形,分析了模具圆角、拉深模具间隙对复合弯片的成形应力及厚度的影响,确定了模具参数,并进行了弯片成形试验。结果表明:增大凹模圆角可以降低复合成形应力及厚度变化;在拉深间隙1 mm时可以得到较低的成形应力及厚度减薄;模拟的复合弯片成形厚度变化与试验成形的弯片厚度变化基本一致。     

基于正交试验管廊固定螺母冷镦成形的分析及优化

以某市政管廊固定螺母冷镦成形为例,基于Archard磨损理论,采用有限元分析软件Deform-3D对螺母冷镦过程中工位4下冲头进行优选。然后通过正交试验得到冲压速度、模具表面硬度、模芯圆角半径、摩擦系数对下冲头磨损的影响规律,得到最优工艺参数组合为:冲压速度5 mm·s~(-1)、模具表面硬度58 HRC、模芯圆角半径3 mm、摩擦系数0.13。采用优化后参数进行模拟分析,下冲头最大磨损量为2.93×10~(-5)mm,较优化前大幅降低,基于模拟结果预测出下冲头使用寿命。最后采用最优参数组合进行试模,工件质量良好,未出现材料折叠、拉毛等缺陷,符合生产要求,为制件实际生产提供了理论依据。     

锥鼓形冷镦成形球头的工艺参数优化

针对球头销类零件球头冷锻成形过程中的镦粗失稳极限问题,基于金属塑性变形理论,分析了球头冷镦过程中的受力状态,根据受力分析提出采用锥鼓形冷镦成形工艺。通过Deform-3D进行有限元数值模拟,引入4因素3水平正交试验,考察锥形角度、凹模入口处圆角、摩擦因子、冲压速度对球头成形质量的影响,以模具承受成形载荷最小为目标获得最优的工艺参数组合,即锥形角度为15°、凹模入口处圆角为R4 mm、摩擦因子为0.10、冲压速度为2 mm·s~(-1)时模具成形载荷最小。研究结果表明:在多因素交互影响下,摩擦因子对成形载荷的影响最大,其次为冲压速度和锥形角度,凹模入口处圆角的影响最小。     

平底简形件板材液压成形的数值模拟

针对传统板材冲压成形中存在的成形极限低、模具凹模复杂及零件表面品质差等缺点,发展了板料液压成形技术。通过数值模拟方法,采用钣金成形专用分析软件JSTMPA／NV对5754铝合金平底筒形件的板料液压成形过程进行了研究,以最终成形零件的壁厚分布为评定标准,对成形过程中零件可能出现的缺陷进行预测和分析,研究工艺参数包括充液室压力、凸凹模单边间隙和凹模圆角半径对零件成形性的影响,并对工艺参数进行了优化。研究表明：采用20MPa的液室压力、1．1mm的凸凹模单边间隙和5mm的凹模圆角半径时,获得的铝合金平底筒形件的     

异形花键截面钢丝辊模拉拔模拟研究

利用Deform-3D软件对异形花键截面钢丝的辊模拉拔工艺过程进行模拟研究。对预成形阶段的辊拉模外齿圆角与内齿圆角进行了参数优化,获得了最佳工艺参数组合,即外齿圆角半径R_1为0.5 mm,内齿圆角半径R_2为0.5 mm。为保证最终产品尺寸,选定整形阶段外齿圆角半径R_1为0.4 mm,内齿圆角半径R_2为0.4 mm。根据最优组合参数进行了模拟仿真与实验验证。模拟结果表明,工件上的圆角均能填充饱满。实验结果表明,零件表面齿形处成形质量较好,外齿与内齿处圆角填充完整。实验结果与模拟结果基本一致,获得了符合产品尺寸的制件。模拟和实验结果有助于研究异形花键截面钢丝辊模拉拔过程的宏观变形,为精密异形丝的成形过程提供了理论指导。     

2A12铝合金带筋薄壁梯形环件挤压成形研究

为了克服2A12铝合金薄壁梯形环件不同壁厚及不同的内部形状立筋难以成形的问题,采用了预成形+反挤压成形工艺方案。对不同凸模型腔最低高度和凸模圆角半径的薄壁梯形环件的成形进行了数值模拟和分析。利用统计软件进行了回归分析。结果为:当预成形凸模压下量为8.87 mm、凸模型腔最低高度为14.25 mm、凸模圆角半径为15.71 mm时,挤压过程中梯形环件立筋成形良好,各部分壁高协调生长,立筋底部缺陷消失,梯形环件的等效应变分布较为均匀。采用优化后的工艺参数和模具对模拟结果进行了验证,得到了符合尺寸精度要求的梯形环件。     

基于Dynaform的L形件弯曲回弹有限元分析

以L形件为研究对象,根据板料成形特点及回弹规律,利用Dynaform软件对L形件冲压成形进行了回弹仿真试验。依据回弹仿真试验结果,用正交试验法对冲压参数凸凹模圆角半径、板材厚度、压边力和摩擦系数与L形件冲压回弹之间的关系进行了分析。结果显示,凸凹模圆角半径、板材厚度、摩擦系数对L形件的冲压回弹有显著影响。当弯曲工艺参数处于合理范围内时,L形冲压件回弹量随凸凹模圆角半径增大而增大;随板料厚度的增大而越小;随摩擦系数和压边力的增大,回弹角先增后减。