薄壁六角螺母浮动冷镦工艺分析及模具结构优化

以薄壁六角螺母为研究对象,为解决实际试模中碰到的材料折叠问题,采用DEFORM-3D软件对螺母成形过程进行模拟分析。通过模拟分析得到材料折叠原因在于模具结构的不合理,而后提出对传统浮动模具结构的改进方案。采用改进后模具重新进行模拟计算,通过对比分析其成形过程、材料流向、应变分布,材料折叠问题得到成功解决,在JNT-32B-5S多工位自动冷成形机床上进行试模,试模结果与模拟结果一致。通过有限元分析技术和试模进行对比分析,改进后模具结构能够完成带薄壁零件的成形,为带薄壁类零件的冷镦成形提供一种新的思路。     

基于有限元分析的汽车用大法兰螺母冷镦成形技术

以车用大法兰螺母为研究对象,通过结构分析,提出两种冷镦成形工艺方案。首先,研究了40CrNiMoA钢在室温条件下的变形特性,以建立其准确的材料模型;其次,采用Deform-3D软件对两种方案的前4个工位分别进行有限元建模和成形模拟,并对比了模具的填充、材料的变形、等效应力的分布以及各工位的成形载荷情况,确定了更加可行的冷镦成形方案;最后,根据该可行方案对各工位的模具结构进行设计与制造,并装入6工位冷镦机中进行试模。结果显示：该冷镦成形工艺稳定,生产速度快,并且制造的大法兰螺母外形完整、质量好,无折叠和开裂等严重缺陷,使用性能满足厂家的需求。     

偏心螺母的多工位冷镦成形工艺数值模拟及优化

对偏心螺母进行工艺分析,提出了两种不同的工艺方案,并基于Deform-3D对两种冷镦工艺方案进行数值模拟。对比分析了两种方案成形过程中应力应变分布以及载荷行程曲线的变化规律。通过优化工艺及模具结构使得多工位冷镦过程中各工位模具承受的载荷值较小并且分布均匀。经仿真分析以及实验验证证明,通过第2种工艺方案生产出来的偏心螺母表面质量较好,填充饱满,无裂纹、折叠等缺陷,采用该工艺方法更适用于零件的大批量生产。     

六角法兰面锁紧螺母冷镦挤成型数值模拟及优化

通过对六角法兰面锁紧螺母的结构分析,提出了两种成形工艺。利用Deform-3D有限元分析软件对两种方案进行数值模拟,并对冷镦挤成形过程中的应力分布、材料流动情况以及载荷行程规律进行分析。模拟发现:运用选择的方案成形的锁紧螺母在薄壁处不会发生折叠缺陷,六角和法兰面成型完整,无裂纹,整体填充饱满,表面质量高。模拟结果与实际相符,证明选择的方案冷镦挤成形工艺更优。     

法兰面焊接螺母冷镦成形孔口折叠缺陷的产生机理研究

法兰面焊接螺母在实际冷镦成形中容易出现孔口折叠缺陷,采用有限元模拟分析与试验相结合的方法对缺陷进行了研究.首先结合现有设备能力及制造成本确定工艺方案;然后通过Deform-3D有限元软件对法兰面焊接螺母冷镦成形中的金属流动过程进行了动态模拟分析,得到缺陷产生的机理,并进一步对缺陷影响因素进行分析;对缺陷产生机理及关键影响因素进行了试验验证,在此基础上提出改进措施.结果表明,孔口折叠是在镦锻成形过程中,凹穴内孔圆柱面的金属流向法兰面,同时上面金属向下流动造成金属回流而成,严重时产生折叠缺陷;无法完全避免金属孔口折叠,但可通过控制成形工艺来减少折叠程度.     

球形管件多工位冷镦内折叠原因分析与工艺改进

首先介绍作为减震部件内芯的球形管件的多工位冷镦挤成形方式和产品应用,然后提出球形管件在多工位冷镦生产中遇到的内折叠缺陷问题。为了分析出产品产生内折叠的原因,对初始成形工艺方案进行有限元模拟分析和成形理论分析。得出镦挤球形部分的材料强度分布不均匀是零件产生内折叠的主要原因。随后通过对实际生产零件的切割取样和硬度测量,并将硬度值转化为强度值,得到实际镦挤球形部分的材料强度分布曲线。该曲线验证了理论分析的准确性。最后以理论分析的结论为依据改进成形工艺方案,并实际生产零件。生产零件没有内折叠缺陷,达到了保证零件质量并稳定生产的目的。     

基于有限元分析的汽车十二角半轴螺母冷镦工艺开发与应用

针对汽车十二角半轴螺母热镦成形工艺中存在的工序繁杂、生产效率低、产品性能差、材料利用率低和成本高等问题，设计了一种6工位自动化冷镦成形工艺对其进行替换。通过室温压缩试验建立了40Cr合金钢的Johson-Cook本构模型，同时，利用Deform-3D数值模拟软件完成了各工位的连续成形模拟，并根据螺母各阶段的金属流动规律、填充完整度、截面网格变形情况和断裂趋势等信息分析了冷镦成形工艺的可行性，基于载荷分析预测了成形力大小；然后根据分析结果和成形工艺完成了各工位模具的制作，并通过冷镦机进行了试模制件。结果表明，获得的十二角半轴螺母表面光洁，填充完整，无折叠和裂纹等缺陷，与模拟结果完全吻合，经测量检验，螺母各处尺寸均在公差范围内，符合使用要求，证实了冷镦工艺的可靠性，此冷镦工艺能够取代热镦工艺。     

汽车法兰带肩螺母多工位冷镦成形工艺试验

汽车法兰带肩螺母整体结构复杂且肩部壁厚较薄,成形困难。为满足零件批量生产的需求,依据塑性成形理论,初步设计了两种多工位冷镦成形工艺方案,并采用DEFORM-3D软件对两种工艺方案的成形过程进行了数值模拟,分析了零件成形过程中等效应力、等效应变和工件损伤值的分布情况及成形力的变化规律。结果表明,设计的两种工艺方案均能生产法兰带肩螺母,填充饱满,无缩孔、折叠、开裂等缺陷,但工艺方案1中各工位的成形力大小分布更为均匀,且工件损伤值较小。经生产工艺试验验证,采用工艺方案1生产出的零件满足设计要求,通过对零件实际外形尺寸与模拟结果进行对比,误差均在合理范围内,验证了数值模拟结果与试模结果的一致性。     

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。     

SCM435合金钢接头的冷镦工艺研究与数值模拟北大核心CSCD

某规格的SCM435合金钢接头采用“热镦+铣槽”的生产方式,工序复杂、生产效率低、产品质量不稳定,针对该问题,提出了产品质量更稳定、适合批量化加工的多工位冷镦成形工艺。基于单向拉伸试验,通过Deform-3D有限元软件建立了SCM435合金钢材料的本构关系和临界损伤模型,并对合金钢接头各工位的连续冷镦成形过程进行了动态模拟,从金属流动规律、成形饱满度、成形载荷变化以及损伤值分析等角度来预判潜在的缺陷,从而验证工艺的可行性。研究结果表明:针对该合金钢接头制定的6工位冷镦工艺方案切实可行,各工位零件成形良好,无折叠、开裂缺陷,金属流动合理,成形载荷分布均匀,最大损伤值均小于材料的损伤阈值。最后通过多工位冷镦机进行了试生产,获得了符合要求的合金钢接头。     

基于数值模拟的车用法兰连接件多工位冷锻工艺研究与改进

以车用法兰连接件为研究对象，根据其结构特点，提出了一种6工位冷锻工艺方案，并采用Deform-3D对各工位成形过程进行了建模分析。结果显示，该方案能够获得外观填充完整的法兰连接件，但存在材料折叠缺陷。基于此，在原方案基础上提出了两种改进方案并依次进行了模拟，分析了改进后方案的网格流线变化图，同时对比了两种改进方案的成形载荷大小。结果表明：两种改进后方案均能够解决材料折叠问题，采用改进方案1时，成形载荷相对更小，更利于降低模具受载，提高模具寿命。经实际试模可知，按改进方案1生产的各工位零件与模拟结果一致，成形完整，无裂纹、折叠等缺陷，工艺可靠，该优化方法对多工位锻造技术的发展具有一定的推广作用。     

铝合金框体挤压件折叠缺陷改进方案的研究

框体属于体积分配不均、内部结构复杂且截面积不对称的零件。在挤压的过程中,毛坯材料和模具结构导致材料出现上翻折叠缺陷,影响零件的性能。通过有限元模拟,对某铝合金框体零件在挤压成形过程中坯料上翻折叠的缺陷进行了分析,并提出了合理的解决方案即改进预成形毛坯形状。通过计算机模拟验证了此方案的有效性及可行性,最终制定了合理的挤压成形工艺方案。     

六角螺母冷镦挤压成形工艺分析及参数优化

以某六角螺母冷镦成形为例,采用有限元分析软件Deform-3D对六角螺母两种多工位成形方案中工位5分别进行模拟分析。通过对比分析成形效果、成形载荷、工件损伤值,得出采用正挤压加深螺母内孔的工艺方案能够得到更优的成形效果。随后以降低工件损伤值为目标,选取冲压速度、模具表面硬度、下冲头分流角、摩擦系数作为因素,设计正交试验,并通过多次仿真计算得到最优参数组合为:冲压速度5 mm·s~(-1),模具表面硬度50HRC,下冲头分流角3°,摩擦系数0.1。采用最优参数组合进行对应试模,工件成形质量良好,符合生产要求,所得结论为实际生产提供了理论依据。     

深孔圆环成形缺陷分析及改进方案

以某深孔圆环为研究对象,针对其成形过程凸模磨损的问题,采用有限元软件DEFORM-3D对其成形进行模拟,从金属流线、成形载荷、应力分布等多方面进行分析。结果表明,初始工艺能够完成制件成形,但成形过程中局部材料受到较大的挤压应力,挤内孔成形过程中的局部金属流线较乱、流动阻力较大,导致成形载荷上升、模具磨损加剧。引入锥面成形工位,将初始工艺中的挤内孔工位拆分为锥面成形和圆角填充两个工位。通过模拟和实际试模,验证了改进方案的可行性,成形后的制件表面无折叠、裂纹、刮伤等缺陷,模具寿命得到明显提高,为实际生产提供了指导。     

组合形活塞销冷镦挤成形工艺方案设计

依据组合形活塞销结构特征,制定了两种多工位冷镦挤成形工艺方案,并应用DEFORM-2D软件对活塞销成形过程进行数值模拟仿真,分析比较了两种方案中金属流动规律、应力分布规律和成形力大小。模拟结果显示:采用制定的两种工艺方案成形活塞销均不会出现折叠、开裂等锻造缺陷,但"两次反挤压+挤锥"的成形工艺方案各工步成形载荷分布更合理。工艺实验结果显示,采用"两次反挤压+挤锥"生产的组合形活塞销满足设计尺寸要求、无折叠和开裂缺陷。数值模拟结果与工艺实验结果相一致,制定的工艺方案可以满足零件塑性成形的设计要求。     

基于FEA的汽车用防振螺母近净成形加工技术北大核心CSCD

针对某汽车防振螺母性能差、凹槽底部容易断裂且制造成本高的问题,拟对传统制造工艺进行改进,提出了一种近净成形加工技术,并联合有限元模拟技术进行了辅助研究。通过压缩试验获得了35CrMo合金钢的室温力学性能,以此建立了准确的仿真材料模型;根据防振螺母的结构特征和使用特点,简单介绍了成形思路,制定了新的成形方案,并完成了冷镦阶段的成形模具设计;通过Deform-3D对防振螺母的连续冷镦过程进行了模拟,综合分析了零件成形情况、载荷-行程曲线、等效应力分布等,确保了工艺过程和模具结构设计的合理性,有效地指导了最终的工艺试验,降低了生产风险。试验结果表明:采用新工艺生产的防振螺母性能稳定、凹槽质量好,有效地解决了企业当前面临的难题。     

钢丝固定块多工位冷镦成形工艺

根据钢丝固定块的材质及结构特点提出了多工位冷镦成形工艺方案,借助有限元分析软件DEFORM-3D模拟了固定块的成形过程,分析了固定块成形过程中的金属流动规律、应力应变分布情况和成形载荷。试验表明,采用该工艺方案成形的固定块充填饱满、未见折叠和开裂缺陷,数值模拟结果与试验结果相符,为实际生产提供了较好的指导作用。     

铝合金异形薄壁筒件的挤压成形工艺

对铝合金某筒体挤压件进行工艺分析,设计了下模镶块。使用Deform3D锻造工艺仿真软件对筒体挤压件的成形过程进行了模拟。对筒体挤压件出现的折叠缺陷和角部充不满进行了分析。根据模拟结果和缺陷分析,对挤压件进行了工艺和模具改进。结果表明,改进工艺和模具后,试验出来的铝合金薄壁筒形件充填完好、脱模方便、没有任何缺陷。     

双管带隔筋件隔筋形状对内外管成形的影响

为了获得综合性能良好的某铝合金双管带隔筋挤压件,对提出的整体挤压成形工艺方案进行有限元模拟,模拟结果中存在折叠、挤压力大、局部强度不足等缺陷.针对所产生缺陷进行成形工艺方案改进,并确定优化后的挤压方案为:双筒带隔筋挤压件连皮在中间,隔筋的上端面倒有呈水滴状的圆弧.通过模拟对改进后的工艺进行验证分析,结果表明:过渡圆角的大小对折叠有较大影响,增大圆角可减小材料向筋部流动的阻力,可以改善材料的流动状态,并获得了最优过渡圆角半径.利用设计的模具进行了实验验证,获得了成形质量良好的挤压件.     

基于数值模拟的锥形螺母冷镦挤成形分析及模具设计

提出了一种锥形螺母冷镦挤成形新工艺,运用三维有限元分析软件Deform-3D,模拟了锥形螺母的冷镦挤成形过程,获得了管状坯料在凹模型腔中的流动速度场和温度场分布。结果表明:管状坯料经塑性变形可以完全充满整个模腔,螺纹部位成形饱满,并且没有出现较大的余料飞边和断料缺口;整个挤压过程也未出现大面积的温度不均匀和烧损现象,采用管状坯料冷镦挤成形锥形螺母的工艺是可行的。由此,设计出一套锥形螺母的冷镦挤成形模具,最后通过试验进行了验证。