不锈钢金属定子衬套液压成形回弹特性

金属管件塑性成形过程中不可避免地存在回弹问题,导致零件的实际成形尺寸产生偏差,影响零件的制造和装配精度。综合考虑摩擦润滑、管件尺寸、材料力学参数、加载路径和加载压力等参数,建立金属定子衬套液压成形数值模型,分析成形管件回弹对等壁厚金属定子衬套成形质量的影响。结果表明,选用304不锈钢成形金属定子衬套,其回弹量对成形管件壁厚分布和截面位移影响较小,但是卸载后,成形管件等效应力大幅降低,从而降低了成形管件内部的残余应力。因此,采用管件外高压成形方法加工金属定子衬套,可以获得尺寸精度满足要求的等壁厚金属定子衬套。为金属定子衬套实际选材和模具设计提供了理论参考。     

螺旋定子内曲面高压胀形方法研究

等壁厚橡胶层定子的出现大幅提高了螺杆马达和螺杆泵的整体性能,其定子金属壳内螺旋曲面具有多头、大导程、连续光滑的几何特征,该类零件的高效低成本制造是目前急需解决的关键问题。本文提出采用内高压充模胀形工艺方法实现其加工制造。采用计算机仿真、优化设计与胀形实验相结合的方法,研究了成形压力、管件壁厚、工件螺距和界面摩擦系数对成形的影响规律。胀形分析结果和实验结果一致性好,均达到了螺旋定子内曲面的加工要求,获得了壁厚均匀的内螺旋曲面。     

螺杆钻具双等壁厚金属定子外高压成形方法研究

为了解决页岩气开采用螺杆钻具双等壁厚定子内螺旋曲面难加工的问题,建立双等壁厚定子的外高压成形数值模拟模型,研究管坯几何尺寸、液压力大小和回弹对定子成形质量的影响规律,通过实验和三维测量验证了数值模拟模型的准确性。结果表明：管坯几何尺寸与壁厚、等效塑性应变、位移、残余应力和间隙值成正比;成形液压力达到150 MPa及以上对等效塑性应变、壁厚几乎没有影响;定子胀型区域的回弹量大于过渡区域和接触区域;当成形液压力为210 MPa,管坯内径为88 mm,定子成形质量最优。     

等壁厚金属定子内螺旋曲面内外高压充模胀形仿真研究

针对等壁厚螺旋定子金属管高压胀形,提出了内外分步高压胀形的工艺方法,该方法毛坯管的直径介于管件螺旋曲面的大径和小径之间,用外高压胀形成形管件凹槽部分,用内高压胀形成形管件凸起部分,减少胀形极限高度对工件厚度和几何尺寸的限制。建立了内外模具螺旋曲面的三维实体模型和有限元模型,应用有限元软件进行胀形过程仿真,揭示了金属管材在受均匀高压并与规律螺旋面接触下的受迫流动规律。设计和实施了胀形实验,验证了内外分步充模胀形的工艺方法,该方法可以大幅减少胀形系统压力,大幅提高了定子螺旋曲面的制造效率。     

螺旋定子内螺旋曲面反求建模方法研究

等壁厚橡胶衬套螺旋定子的出现,大幅提高了螺杆钻具和螺杆泵的性能.针对该种定子金属壳内螺旋曲面的复杂性和型线表达的不确定性,文章研究了采用NURBS构造螺旋定子端面型线及螺旋曲面的表达式.提出了根据测量数据点反求定子内螺旋曲面的两种方法,通过CAD软件的二次开发实现了螺旋定子内螺旋曲面的三维建模,为定子及其加工刀具廓形的设计和制造提供了技术支持.     

基于正交试验法的T型三通管内高压成形仿真与优化

针对T型三通管内高压成形过程中易出现的破裂和起皱等问题,为提升三通管的成形质量,选择最小壁厚与胀形高度等关键参数作为管件成形质量的评价指标。首先借助内高压成形设备开展T型三通管的实验研究,获取三通管成形的关键参数,并利用非线性软件DYNAFORM对T型三通管内高压成形过程进行仿真分析,通过与实验结果对比,验证有限元模型建立与仿真分析的正确性。基于此采用正交试验法对T型三通管的加载路径进行优化,提出所选工艺参数范围内的最优加载路径,通过实验验证了基于数值仿真与正交试验法获取加载路径的可行性与正确性,并为相关管件的内高压成形研究提供了参考。     

基于Dynaform的T形三通管热态内高压成形加载路径优化

以T形导管内高压成形过程中支管高度和壁厚减薄量为目标参数,采用正交试验方法,以内压、平衡冲头后退量、左右冲头进给量为影响因子设计了正交方案。基于数值模拟的方法研究各工艺参数对成形管件的影响,获得了最优的加载路径。结果表明,通过正交试验和数值模拟可以快速获得综合质量较好的T形导管类零件成形工艺参数。     

加载路径对变截面弯曲三通管内高压成形性能的影响

分析比较现有的变截面弯曲三通管内高压成形性能的相关评价指标,提出一种综合性的评价指标,通过有限元模拟,比较了轴向进给力控制和位移控制的优劣,得出了轴向进给力控制方式更符合金属变形规律,能得到更好的成形效果。同时研究了内压力、轴向进给力对变截面弯曲三通管内高压成形性能的影响,内压力过大会造成支管顶部过度减薄甚至破裂,轴向进给量是获得支管高度必要条件,但是进给量过大会使局部壁厚加厚严重;结果表明折线加载路径下零件的成形质量明显优于线性加载路径。     

内压和加载路径对并列双支管内高压成形性的影响

为了获得并列双支管内高压成形工艺参数对管件成形性的影响规律,采用有限元分析和实验相结合的方法进行内压和加载路径对并列双支管内高压成形过程中支管高度和壁厚分布规律影响的研究。研究结果表明:随着内压的增大,支管高度逐渐增大,当内压为64 MPa时,管件出现破裂,支管高度为18 mm;随着内压增大支管顶部壁厚减薄率呈现增大的趋势,而支管底部壁厚基本保持为2 mm。在不同加载路径下,随着拐点内压的增大,支管高度、支管顶部壁厚减薄率及减薄速率均逐渐增大,路径3所成形的支管高度达18.3 mm。支管底部最终壁厚随着拐点内压增大基本维持在2 mm,支管底部壁厚在成形过程受拐点内压影响较小。有限元分析结果与实验结果具有较好的一致性。     

基于Simufact锡青铜连杆衬套错距旋压灰色关联度优化

采用正交试验法,在Simufact仿真软件中进行了锡青铜连杆衬套错距旋压试验,以旋压成形后连杆衬套的内径公差及外表面圆度误差为评价指标进行数值模拟,通过灰色关联系数及灰色关联度进行多目标参数优化,得到优化的错距旋压的参数组合以及各因素对评价指标的影响程度。结果表明,影响连杆衬套尺寸精度的参数主次顺序为:进给比首轮压下比轴向错距,采用优化后的错距旋压参数可明显提高连杆衬套的成形质量。     

多头螺杆钻具等壁厚定子衬套的性能分析

研究了多头螺杆钻具定子及其衬套的变形规律和应力分布,对其应力和应变的分布情况作了理论分析;研究了静压和压差耦合作用(实际工况)下,定子与转子啮合引起橡胶衬套的变形和应力的变化。对等壁厚定子及其衬套进行有限元分析,并与常规定子衬套的有限元结果对比,得出了其力学性能和密封性能优势的量化。结果表明:均匀压力下,等壁厚衬套的法相变形比常规衬套减小约50%且变化均匀;静压和压差耦合作用下,等壁厚定子衬套比常规定子衬套的临界接触压力大,减小速度慢;提高了螺杆钻具的工作性能和密封能力,为等壁厚定转子的优化设计提供了理论基础。     

筒形件错距旋压成形工艺参数的正交试验研究

工艺参数对成形质量的影响规律是旋压成形工艺研究的重点,而旋压件的椭圆度、直线度、壁厚偏差等是评价成形质量的重要指标.本文以旋压件椭圆度、直线度、壁厚偏差为评价指标,采用正交试验法对错距旋压成形工艺参数进行分析,获得了影响椭圆度、直线度、壁厚偏差的因素主次顺序.结果表明,筒形件旋压成形过程中,影响筒形件椭圆度/直线度因素的主次顺序为:进给比＞总减薄率＞轴向错距量;影响筒形件壁厚偏差的因素主次顺序为:总减薄率＞进给比＞轴向错距量.     

基于灰色GM(0,4)模型的强力旋压连杆衬套成形质量的预测研究

强力旋压的旋轮参数严重影响连杆衬套的成形质量。为了科学准确地预测连杆衬套成形质量,本文在正交试验方案的基础上引入灰色系统理论。选择旋轮工作角、旋轮工作圆弧半径、进给比和减薄率作为因素,以成形质量作为预测指标,建立了影响连杆衬套成形质量的关键参数(内径扩径量和壁厚偏差)的GM(0,4)预测模型。在回代检验时发现GM(0,4)预测模型的相对误差小于10%,模型精度良好。将一组外来数据代入检验时,预测结果相对误差仍在10%以内。结果表明:基于灰色理论建立的GM(0,4)预测模型的相对误差均小于10%。结果能够较准确地预测连杆衬套的成形质量,且建模简单实用,可为实际强力旋压参数的选取提供优化依据。     

基于Simufact强力旋压连杆衬套旋轮参数的研究

为得到高成形质量的连杆衬套,以锡青铜连杆衬套为研究对象,以成形质量中内径扩径量、外圆度误差、直线度误差为评价指标,以旋轮参数中工作角、圆弧半径、轴向错距为变量因素,通过响应曲面法设计了试验表,采用错距旋压成形方式,利用Simufact软件进行数值模拟,对旋轮参数对成形质量的影响进行分析,得出最优旋轮参数组合并进行试验验证。结果表明:工件成形质量最优时的旋轮参数组合为轴向错距为5 mm,工作角为20°,圆弧半径为4 mm。对成形质量内径扩径量影响程度顺序是圆弧半径工作角轴向错距;对外圆度误差的影响程度顺序是工作角圆弧半径轴向错距;对直线度误差影响程度顺序是圆弧半径工作角轴向错距。     

基于灰色关联度的强力旋压成形工艺参数优化

强力旋压成形是制造发动机连杆衬套的一种重要工艺方法,其成形过程中的加工精度至关重要。本文以壁厚差及扩径量为评价指标,利用灰色关联度分析法对正交试验数据进行了分析,研究了主要参数对工件尺寸精度的影响规律,获得了强力旋压连杆衬套最优工艺参数及对评价指标影响的主次顺序。结果表明:影响尺寸精度的主次顺序为:进给比减薄率旋轮工作角旋轮圆角半径。     

采用灰色关联法优化强力旋压连杆衬套旋轮参数的研究

在强力旋压连杆衬套时,工件的成形质量与旋轮的参数密不可分。连杆衬套成形质量包括内径扩径量、外圆度误差以及直线度误差。本文以成形质量为评价指标,利用Simufact进行QSn7-0.2连杆衬套错距旋压的数值模拟。通过灰色关联法进行多目标的优化,得到最优的旋轮参数组合以及各参数对工件成形质量的影响程度。结果表明,影响强力旋压连杆衬套成形质量的旋轮参数顺序依次为:工作圆弧半径工作角轴向错距。采用优化后的旋轮参数组合强力旋压的连杆衬套成形质量非常高。     

薄壁管数控弯曲成形工艺参数区间研究

针对大直径薄壁管件数控弯曲成形工艺,假设管件质量的评价指标参数,即管件的最大壁厚变化率及最大截面畸变率为随机变量,在将该两个相关随机变量转化为独立随机变量的前提下,利用贝叶斯理论分析得到两个独立随机变量的正态分布特性。同时利用基于信噪比的多目标决策理论,得到以最优质量评价指标参数为中心,置信度1-α下的最佳质量评价参数球域。并基于质量评价指标参数与工艺参数的映射关系,通过神经网络映射得到工艺参数的优化区间。最后对Φ50 mm×1.0 mm×100 mm管件进行弯曲成形的实例计算,分析结果证明该方法具有良好的工程实用性和有效性。     

背压对并列双支管内高压成形充模能力与壁厚的影响

为了探究并列双支管内高压成形过程中管件成形性能,本文采用数值模拟方法研究了背压对管件充模能力以及壁厚的影响。结果表明:在最大内压和轴向进给量不变的情况下,相比无背压冲头的加载路径,具有背压加载路径的并列双支管的充模能力提高5.6%,支管顶部最大减薄率降低39%,有效防止了管件破裂。背压加载路径有效提高管件的充模能力和延缓壁厚减薄,从而提高管件成形性能。随着背压冲头后退速度增加,并列双支管的充模能力基本不变,最大减薄率和支管高度增大。     

X形管内高压成形过程的加载路径优化北大核心CSCD

加载路径对X形管内高压成形质量至关重要,只有加载路径的各参数匹配得当,才能获得合格的成形件。利用DYNAFORM软件模拟不同加载路径下X形管的成形性能。并基于Box-Behnken Design试验设计和响应面法,以内压力、轴向进给量、背向位移量以及摩擦因数为试验因素,分别建立以最小壁厚、支管高度和极限圆角半径为目标的响应面模型。通过方差分析和回归方程分析,对X形管内高压成形过程的加载路径进行设计和优化,有效地改善了壁厚分布、减小了极限圆角半径、提高了支管高度。采用软件的数值优化功能筛选出最优的加载路径,并在此加载路径下对X形管内高压成形模拟结果和试验结果进行对比,发现误差在5%以内,并且壁厚分布具有一致性,说明了该加载路径优化方法具有较高的准确性和较好的可行性。     

三元催化器端盖内高压成形仿真分析

为解决传统冲压生产三元催化器端盖过程中存在的成形工序繁杂、材料利用率低等问题,将内高压成形技术应用于三元催化器端盖,根据其结构特点,采用"一模两件"工艺,并借助非线性有限元软件DYNAFORM对汽车三元催化器端盖进行仿真,研究了端盖壁厚分布、起皱行为及非对称大膨胀比管件的成形规律.结果表明,在前期加载速率上升较快的路径...