销类件摆辗精密成形及三维有限元模拟

介绍销类件冷拔摆辗精密成形工艺,对工艺参数的确定、产品质量和变形机理的有限元模拟等问题进行了研究。实验表明采用摆辗工艺生产销类件,金属流线不被破坏,表面硬度略有升高,尺寸精度和表面粗糙度达到有关标准要求,综合机械性能有所提高,是一种先进的销类件精密成形工艺。采用三维有限元模拟摆辗变形过程,可以获得接触区和工件内部应力应力场等信息,为控制变形过程,保证产品质量提供理论依据。     

一种新型Al-Zn-Mg-Cu合金杯形件摆辗成形数值模拟及实验研究

为了研究摆辗成形工艺对一种新型Al-Zn-Mg-Cu合金杯形件力学性能的影响,对初始高径比分别为0.4、0.8和1.2的坯料摆辗成形进行数值模拟和实验研究。通过有限元法模拟摆辗成形过程中坯料的金属流动、等效应变分布和温度分布,并在此基础上进行摆辗成形实验,分别测试杯形件底盘弦向和径向的强度。有限元研究发现,与摆头接触的变形区域网格畸变量大,并且变形过程热效应明显。研究结果表明,当坯料高径比为0.8时,杯形件的底盘弦向强度可达到507MPa,比母材提高了64.4%;摆辗成形可以提高该新型Al-Zn-Mg-Cu合金杯形件的底盘强度,同时初始坯料的高径比对杯形件底盘的强度分布影响较大。     

环形零件辗扩成形工艺研究现状与发展趋势

环形零件的辗扩成形工艺是一种局部加载连续成形工艺,成形过程中变形区材料在高温和外载荷作用下经历了非稳态、非线性的塑性变形。为探讨辗扩工艺中金属塑性变形机理,促进该工艺的改进、完善和推广新应用,国内外学者利用理论分析、数值模拟和试验研究等方法,对辗扩成形工艺过程、工艺参数及其对材料组织、性能的影响规律进行系统深入的研究。综合论述这种先进成形工艺研究现状;分析辗扩成形工艺参数理论与试验研究、环件辗扩过程组织演变规律数值模拟、环件辗扩成形过程成形/成性一体化调控等方面的发展趋势;针对目前环件辗扩成形工艺存在的流程长、能耗大、浪费材料等问题,提出环件短流程铸辗复合成形新工艺,并探讨这种新的短流程工艺的重点研究内容和推广应用前景。     

基于有限元的半轴摆辗成形分析

本文以金属塑性成形原理为基础,研究了摆动碾压技术在半轴生产领域的应用,介绍了摆动碾压工艺的运动学原理。并通过有限元方法对半轴摆辗成形过程进行模拟分析,选取了合适的摆辗参数,通过改变摆辗进给速度,得出了在不同情况下半轴的成形情况及其变化规律。结合摆辗中的金属流动情况和应力分布情况,初步预测可能出现的锻件缺陷。将不同方案的成形过程和结果进行对比分析,选择出了摆辗成形效果较好的进给速度。     

具有双螺旋齿面的直锥齿轮冷摆辗成形过程的数值模拟与试验研究

为了获得高质量、高精度的直锥齿轮精密锻件,对具有双螺旋面齿形的直锥齿轮冷摆辗成形工艺进行了Deform-3D数值模拟分析和工艺试验研究。首先借助于Deform-3D有限元模拟分析软件对直锥齿轮冷摆辗成形过程进行数值模拟,分析其齿形的充填规律,获得在冷摆辗成形过程中齿轮内部的应力、应变分布规律;并在此基础上,制定了合理的冷摆辗成形工艺过程,确定了合适的坯料形状尺寸以及成形工艺参数。工艺试验结果表明,采用该冷摆辗成形工艺得到了齿面表面质量高、齿形精度高、加工余量小、无裂纹和折叠、充填饱满的高质量双螺旋齿面直锥齿轮锻件。     

摩托车轮套冷摆辗成形工艺

本文介绍了摩托车磁电机轮套的冷摆辗精密成形工艺，讨论了坯料形状尺寸及摆辗工艺参数对轮套冷摆辗成形的影响，分析了冷摆辗成形件缺陷的产生原因，并提出防止措施。     

42CrMo钢铸造环坯辗扩成形理论与工艺分析

与目前常用的环类零件生产工艺相比,基于环形铸坯的短流程铸辗复合成形新工艺具有节约材料和能源、缩短工艺流程等优点。以轴承环件常用的42CrMo钢为研究对象,探讨基于环形铸坯的轴承环件辗扩成形机理和工艺。借助于热力模拟试验和组织测试分析,揭示42CrMo钢在热变形条件下组织演变机理和规律;通过理论分析与数值模拟,研究铸坯环件辗扩成形过程中变形工艺参数及其对金属变形和组织演变规律的影响,实现环形零件铸辗复合成形/成性一体化调控;在洛阳LYC轴承股份有限公司,完成轴承套圈铸辗复合成形工业试验。试件的力学性能测试结果表明,这种短流程铸辗复合成形新工艺生产的环形零件具有良好的力学性能指标,可满足工业使用要求。     

基于deform的汽车半轴摆动碾压工艺优化

本文以汽车半轴的摆辗成形工艺为研究对象,探究了摆辗工艺在半轴生产领域的应用情况,介绍了摆辗工艺的成形原理和成形特点。并设计了两种半轴坯料方案,确定三种不同的进给速度作为工艺优化的参数,使用有限元方法对不同参数下的成形情况进行了数值模拟,通过深入分析各组数据,研究金属流动情况和锻件质量,有效预测锻件缺陷,最后在所有方案中选取了最优的工艺参数,完成了方案对比和工艺优化。     

42CrMo环件铸辗复合成形的跨尺度建模

基于有限元理论和元胞自动机模型,提出一种宏观与微观尺度相结合的铸态42CrMo合金环件短流程铸辗复合成形工艺混合建模方法。在铸辗复合成形新工艺理论框架下,定义考虑环坯热变形行为和晶粒空间结构的宏观/微观边界转换条件,该边界条件有助于环件的形/性一体化调控。在微观元胞自动机模型框架下,研究晶粒拓扑变形技术,充分考虑晶粒空间重叠的结构问题,通过独立成分分析对晶粒的拓扑结构进行优化。应用混合模型模拟环件短流程铸辗复合成形过程,结果表明,混合建模能根据环件整体和各位置所需表现尺度的不同,应用不同层次的宏微观模型分别模拟,有效提高了铸态环件短流程铸辗复合成形工艺的模拟效能。     

沟球断面环件冷辗扩三维有限元模拟与工艺设计

沟球断面环件冷辗扩是滚珠轴承套圈制造新工艺。以有限元软件Abaqus为平台,根据冷辗环机实际工作条件,建立从矩形断面毛坯冷辗扩成形沟球断面环件的三维弹塑性动力显式有限元模型。通过动力显式有限元数值模拟,研究沟球断面环件冷辗扩变形过程,揭示出该环件冷辗扩中直径增长和圆度变化规律。基于数值模拟结果,优化设计矩形断面环件毛坯尺寸和冷辗扩工艺参数。在D56G90冷辗环机上进行沟球断面环件冷辗扩试验,验证了数值模拟结果,并采用矩形断面环件毛坯成功冷辗扩出了沟球断面轴承套圈。     

准双曲面齿轮冷摆辗加工新方法及其数值模拟

针对目前准双曲面齿轮冷摆辗技术存在模具结构复杂、摆辗力相对较大等问题,提出了一种新型的冷摆辗方法。该方法简化了模具结构,采用局部线接触连续塑性成形。基于刚塑性有限元法基本理论,借助通用三维有限元软件DEFORM-3D对准双曲齿轮摆辗成形全过程进行了三维动态分析,研究了速度场量、接触区以及模具受力的分布和变化规律。研究结果揭示了准双曲面齿轮冷摆辗的变形规律。     

准双曲面齿轮冷摆辗加工多目标工艺优化分析

根据抗疲劳制造要求和准双曲面齿轮的齿形特点,提出一种专用的冷摆辗加工方案。用正交数值模拟方案,通过数值模拟研究了工艺参数对模拟指标即摆辗成形力和齿面最大回弹量的影响规律,得到各因素在一定变化范围内较优的工艺参数组合,并对模拟结果进行了回归分析和相关性检验。研究结果可为实际生产中的工艺设计提供一定的参考价值。     

振动摆辗的体积效应实验研究

根据振动摆辗机的工作原理,设计了一套基于AT89C51单片机的振动摆辗力检测系统.系统选择了合适的测力传感器,设计了信号调理电路,利用单片机采集摆辗力数据,并通过串口将数据传送到PC右口连行分析处理,为振动摆动辗压技术下金属成形的体积效应研究提供了一种简单可行的实验方法.     

环件热辗扩温度场和应变场分布的研究

基于DEFORM3D平台,建立了环件辗扩三维刚-塑性热力耦合有限元模型,模拟分析了热辗扩过程中温度场和应变场的分布特征及其对成形的影响规律。结果表明：随着辗扩过程的进行,环坯等效应变呈阶梯状上升,温度呈波浪式变化;环坯外圈等效应变最大,中层最小;变形初始外圈温度变化最大,随着辗扩过程的进行,中层温度逐渐上升,内圈始终最小;随着初始辗扩温度的升高,辗扩力明显下降,但变化趋势保持一致。     

盒形件充液拉深成形工艺优化及试验研究

本文主要研究充液拉深成形技术在复杂异形长法兰类盒形件成形过程中的应用,首先对该类零件的材料进行了力学性能和成形性能测试分析,获取材料的成形极限,确定了充液拉深成形方案;建立了盒形件的有限元仿真模型,模拟了盒形件在充液拉深成形过程中材料的壁厚变化情况,通过成形缺陷分析对关键工艺参数低压充液时间TLP、整形时间TIP、最大压边力Fmax、液体流速Vel％,最大成形力Pmax及时效时间Tw等进行了重新设计,并通过数值模拟和试验验证相结合的方法优化了工艺参数;最终,完成了盒形件充液拉深成形流程再造,确定出最优的工艺参数,并成功实现盒形件的充液拉深成形,使其制造效率和产品质量大幅提升,为低塑性、难变形材料盒形件的批量制造奠定了工艺基础.     

基于铸坯的42CrMo轴承环件辗扩成形工艺与试验

轴承套圈是轴承的核心组件。针对目前大型轴承套圈生产工艺存在的材料浪费多、生产效率低、加工能耗高等问题,以典型的42CrMo转盘轴承套圈为对象,开展铸辗复合成形大型轴承套圈加工新技术的研究。通过环件辗扩工艺理论分析,提出铸辗复合成形主要工艺参数的设计准则。根据热压缩模拟试验结果,得到铸态42CrMo钢的本构关系模型和动态再结晶过程的数学模型。建立套圈径轴向辗扩热力耦合有限元模型,模拟计算和预测环件在热辗扩过程中的动态再结晶体积分数和晶粒尺寸,得到初始辗扩温度和芯辊径向进给速度两个主要工艺参数对套圈材料微观组织演变过程的影响规律。根据模拟结果,设计并完成基于铸环坯的工业辗扩试验;对辗扩成形套圈进行力学性能测试和金相组织分析,得到铸辗轴承套圈的力学性能参数和金相组织结构。试验和测试数据表明:由铸辗复合成形技术成形的轴承套圈各项性能指标达到工业要求,新技术可以成功成形出合格的轴承套圈。该项研究实现了由铸造环坯直接成形大型轴承套圈的加工技术,可为大型环类零件的节能、节材和高效的先进制造提供有效的工艺理论指导。     

环件宽径比对环件冷辗扩工艺的影响规律研究

基于Abaqus/Explicit提供的显式动力学有限元算法,对矩形截面环件冷辗扩进行了有限元数值模拟,揭示了环件宽径比对环件冷辗扩过程中环件端面质量、轴向宽展率、辗扩力、辗扩力矩以及金属流动特性的影响规律,并从金属塑性成形原理和塑性加工力学等角度对这些规律进行了合理的解释,从而获得了环件宽径比对冷辗扩成形的影响规律,为环件冷辗扩在实际应用中环件宽径比的选择提供了依据,对揭示冷辗扩成形机理也具有十分重要的意义.     

摆动辗压变形时压力分布及主要变形特征的研究

本文以圆柱体为典型试验件,介绍了圆柱件摆辗变形时压力分布的测试结果,同时指了摆辗变形不同于其他压力加工方法的主要特征,即“蘑茹效应”和“中心受拉”。根据接触区金属的实际流动结果,可以将变形区划分为两个区：中心以切向变形为主,边缘以径向变形为主。在上述观点的基础上,经一定假设,对变形区的压力分布进行了计算,给出了理论解,其结果与实际相符。这一结论对正确认识摆辗工艺特点、分析模具的损坏原因和提高辗压件质量都具有重要意义。     

轴承套圈多芯辊辗扩变形分析

介绍了多芯辊辗扩的成形原理，通过对轴承套圈多芯辊辗扩的变形模拟、力学分析、理论计算和试验研究，推导出所需工艺参数的计算公式；研究结果可作为设计多芯辊辗环机和编制轴承套圈多芯辊辗扩工艺的依据。     

勾舌销件冷拔—摆辗成形塑性稳定性的研究

文中通过辗压实践和理论分析,首次给出了法兰长杆件摆辗变形时塑性稳定性条件及模具实际间隙的大小,指出了摆辗件侧表面形状为双曲面形状,并提出了防止类似工件摆辗变形弯曲的两大措施。