铝合金汽车差速器外壳等温锻造成型研究

基于汽车差速器外壳常规铸造成型及铸钢材料等生产现状,为了解决新型轻量化铝合金汽车差速器外壳外形复杂、锻压成型较难等问题,以某型7075铝合金汽车差速器外壳为研究对象,运用有限仿真软件Deform对其等温锻造成型进行数值仿真,并运用试验的方法验证仿真分析的准确性。数值仿真计算及试验验证表明:差速器外壳等温锻造过程中,坯料在运动上模锻压的作用下,逐渐成型为固定下模形状的差速器壳体锻件;等效应力最大值主要出现在差速器外壳形状复杂及突变过渡部位;在不同位置其抗拉强度及屈服强度不同,但是变化幅度较小;随着等温锻造温度增加,差速器外壳锻件抗拉强度及屈服强度都呈现先增加后减小的趋势,最佳等温锻造为425℃。该研究为差速器外壳等温锻造模具优化设计及寿命改善,轻量化铝合金差速器外壳生产应用提供了重要的参考。     

镁合金GUOTU螺塞的等温挤压成形研究

研制了等湿挤压试验模具，成功试制出镁合金CUOTU螺塞，并利用DEFORM-3D软件对等温挤压成形过程中镁合金的流动进行了数值模拟，对模拟结果进行了分析。     

汽车轮毂轴承套圈冷挤压数值模拟分析研究

对某型号汽车轮毂轴承内圈冷挤压模具进行三维建模,利用Deform软件,设定挤压条件后,对内圈挤压成形过程进行了数值模拟。分析了挤压过程中金属的流动与速度分布,挤压速度和摩擦因子对模具载荷的影响,并对凹模的应力进行了分析,指出应力集中导致模具容易损伤的部位。通过数值模拟分析,提出了减小摩擦因子,提高表面质量的方法,减小应力集中和载荷过大造成的模具损伤,通过优化工艺参数提高挤压成形质量。     

挤扩支盘桩试验研究进展

在挤扩支盘桩越来越受到重视的背景下,综述了挤扩支盘桩的试验研究进展。介绍了实物试验和数值试验两类方法的研究现状,并深入分析了两类方法的优缺点。最后提出实物试验与数值模拟两种方法相结合,形成优势互补,是目前高效开展挤扩支盘桩研究的一种切实可行的方法。     

钢塑共挤模具导入角变化对聚合物熔体流动行为影响的数值模拟分析

以聚合物挤出过程有限元模型为基础,采用自主开发的有限元分析软件对幂律型流体在钢塑共挤模具分流段的流动过程进行了非等温模拟,获得了聚合物熔体在模具分流段内的速度场和温度场分布;分析了导入角变化对聚合物熔体流动行为影响的一般规律。结果表明:仅考虑导入角变化对流动行为的影响时,速度场和温度场的分布趋势基本不变;在垂直于流动方向的截面上的速度分布和在流动区域内的最大温升会略有改变。给出的如何合理选择导入角度的建议,对模具设计与优化具有一定的指导意义。     

钛合金复杂件等温锻造研究

针对TC4钛合金非对称变截面复杂件在加工过程中锻造温度范围窄、充型能力差、容易产生皱褶等问题,研究了TC4钛合金等温锻造的工艺过程,并采用DEFORM 3D有限元软件进行了数值模拟。结果表明:采用等温锻造工艺,成功的锻造出了某钛合金复杂件,且该锻件轮廓清晰,表面光洁,尺寸精度高;该锻件金属流线分布合理,组织性能超过了常规锻件;该锻件材料用量相对普通锻件材料用量可减少60%。通过软件模拟,了解锻件成形的应力应变及行程载荷等情况。     

轮毂比对对旋轴流通风机性能影响的数值研究

为了研究采用等环量设计方法设计对旋轴流通风机时轮毂比的选择准则,以不同的轮毂比设计了5种对旋轴流通风机,并对这5种风机进行了数值研究.通过对5种对旋轴流通风机的叶片弦长及安装角、总体性能参数及速度矢量场等的分析,获得了轮毂比在对旋轴流通风机设计时的选择原则.     

带法兰阶梯轴冷镦挤复合成形工艺研究

针对带法兰盘阶梯轴的结构特点,提出了镦挤复合成形工艺方案,并分别研究了在冷镦挤条件下,不同直径坯料对成形过程的影响.采用有限元模拟软件对带法兰盘阶梯轴的成形过程进行了数值模拟,比较分析了不同坯料尺寸对变形过程中金属流动、应变以及载荷曲线等的影响.试验结果表明,采用冷镦挤复合成形工艺成形带法兰盘阶梯轴,可以获得高质量和高精度的锻件,实现近净成形.     

铸旋铝合金轮毂旋压模具设计及压料方式研究

对铸旋铝合金轮毂旋压模具的设计进行了有限元热模拟分析,并经试验验证,旋压模具选用4.5‰的热膨胀系数是正确的.对于正面非机加轮毂,提出了轮毂旋压时采用中心凸台和工艺轮唇同时压料的方法,根据车轮不同结构,尾顶压力范围控制在4.5～6 MPa,并在生产中得到广泛应用.     

Gear hot forging process robust design based on finite element method

During the hot forging process, the shaping property and forging quality will fluctuate because of die wear, manufacturing tolerance, dimensional variation caused by temperature and the different friction conditions, etc. In order to control this variation in performance and to optimize the process parameters, a robust design method is proposed in this paper, based on the finite element method for the hot forging process. During the robust design process, the Taguchi method is the basic robust theory. The finite element analysis is incorporated in order to simulate the hot forging process. In addition, in order to calculate the objective function value, an orthogonal design method is selected to arrange experiments and collect sample points. The ANOVA method is employed to analyze the relationships of the design parameters and design objectives and to find the best parameters. Finally, a case study for the gear hot forging process is conducted. With the objective to reduce the forging force and its variation, the robust design mathematical model is established. The optimal design parameters obtained from this study indicate that the forging force has been reduced and its variation has been controlled.     

铝车轮旋压模具优化设计

对铝车轮旋压毛坯在高温受力情况下进行了有限元数值模拟,结果表明,传统模具设计不能避免车轮的旋压变形,而新型模具设计能够有效防止车轮变形.对新型模具进行了试验验证,为模具设计优化提供了依据.     

镁合金熔化炉熔液温度波动影响因素的模拟研究

结合正交试验法和流体模拟分析软件Fluent,对镁液在连续浇注过程中的流动进行模拟分析。通过级差分析,确定镁锭重量、镁锭预热温度、熔化室与取料室体积比及取料速度这四个参数对镁液温度波动的影响,并通过绘制因素水平影响趋势图,分析得出对镁液温度波动影响最小的组合方案,并提出抑制取料室镁液温度波动的措施。     

采用上下位机的旋压机控制系统研究

根据旋压机的控制需求,对C630车床进行数字化改造。采用以工业控制计算机为上位机和可编程控制器(PLC)为下位机构成的两极控制模式,建立基于上、下位机的旋压机控制系统,使其成为数控旋压机。介绍旋压机控制系统的工作原理、硬件配置以及软件设计。     

等温正火处理对20CrMo钢切削性能的影响

对锻造后低合金渗碳钢20CrMo采用不同工艺的等温正火处理,应用电子显微镜和布氏硬度仪检测了显微组织和硬度,并运用表面轮廓仪对等温正火和普通正火处理下的抛光试样的微观形貌进行对比.综合分析得出,该钢显微组织为铁素体加细片状珠光体,无贝氏体型非平衡组织,硬度范围160～180HB,切削性能良好.与普通正火处理相比,等温正火处理工艺具有更大的优越性.     

铝合金汽车覆盖件冲压成形回弹的仿真研究

简要介绍了用于冲压成形回弹的有限元基本理论,提出了复杂汽车覆盖件成形仿真的模式,并以汽车底座横梁外板为例,利用DYNAFORM软件,对其拉延、切边、冲孔和回弹的过程进行了仿真,通过仿真结果与实验结果的比较,证明了所得到的数值参数和仿真方法能获得比较可靠的仿真结果,对实际生产有一定的指导意义。     

基于Deform的刮板锻造工艺及模具设计研究

刮板由于其较复杂的结构,在模锻过程中常存在折叠、局部填充不足、欠压及裂纹等缺陷.实践表明,锻造过程中坯料与模具温度的控制不当、坯料与毛边槽设计不够不合理,导致金属流动困难是造成缺陷的主要原因.借助有限元仿真软件Deform,通过对刮板模锻成型的模拟分析,可以提供金属材料流动、模具填充、毛坯与模具温度变换等工艺分析数据.研究表明,Deform软件的应用,可有效地避免锻造缺陷的发生、提高材料利用率、减少试锻次数,对此类锻件的生产有很强的参考价值.     

基于Deform的304不锈钢的车削仿真与实验研究

不锈钢是典型的难加工材料。为进一步研究不锈钢的切削机理,利用Deform 3D有限元软件对304不锈钢的车削过程进行了仿真,仿真结果可以为切削用量的优化选择提供理论依据。采用正交试验法,在CA6140A车床上进行了车削304不锈钢的加工试验,用测力仪测量了切削力数值,并比较分析了试验结果与有限元仿真的结果。     

基于DYNAFORM的筒形件拉深成形数值模拟技术

应用数值模拟技术对金属板料成形规律进行研究越来越受到重视。对影响筒形件拉深成形的主要因素压边力、凹模圆角半径、凸模圆角半径、摩擦系数进行了分析,并研究了单元技术、求解格式、本构关系等金属板料成形模拟中的关键技术。应用DYNAFORM数值模拟软件,对筒形件的两道次拉深成形四种主要因素的工艺参数进行了模拟优化。模拟结果分析表明,各因素对金属板料拉深系数影响的主次顺序在不同拉深道次下是不相同的,不能一概而论,与实验结果基本吻合。     

基于Deform 3D的42CrMo钢车削加工仿真研究

42Cr Mo钢是一种应用广泛的高强度合金结构钢,为了研究42Cr Mo钢的车削过程,应用Deform 3D软件进行车削加工仿真,结合仿真结果分析了车削过程中切削力和切削温度的变化规律,为42Cr Mo钢实际车削加工切削力和切削热研究提供理论参考。