基于Simufact不同旋轮参数下强力反旋连杆衬套成形质量的研究

为了得到高成形质量的连杆衬套,以QSn7-0.2连杆衬套为研究对象,利用Simufact有限元仿真软件进行错距反旋数值模拟,对不同旋轮轴向错距、旋轮工作角、旋轮工作圆弧半径下连杆衬套的内径扩径量、外圆度误差、直线度误差进行了分析。结果表明:在错距反旋QSn7-0.2连杆衬套的加工成形中,当旋轮的轴向错距为5 mm、旋轮工作角为18°和旋轮的工作圆弧半径为5 mm时,工件的成形质量较高;旋轮参数对工件径向力的影响程度为旋轮工作圆弧半径旋轮轴向错距旋轮工作角;对内径的影响程度为旋轮工作角旋轮轴向错距旋轮工作圆弧半径;对外圆度的影响程度为旋轮工作圆弧半径旋轮轴向错距旋轮工作角。     

无芯模缩径旋压力的有限元数值模拟及试验研究

文章借助商用有限元分析软件MSC.MARC,对单旋轮无芯模旋压成形过程进行了三维弹塑性有限元模拟,对旋压过程中几个关键工艺参数与变形力之间的关系进行了研究;采用电测方法测定了旋压加工过程的旋压力,分析了旋压力曲线的变化特征及不同工艺参数对旋压力的影响。结果表明,在起旋时由于旋轮与工件接触时的冲击作用,旋压力曲线出现较大波动;在圆弧与直壁过渡部位出现旋压力最大值;在终旋段,旋压力曲线平稳下降。旋压力随压下量、进给比、旋轮圆角半径的增加而增加;3个旋压分力之间存在着如下关系:径向分力>轴向分力>切向分力。模拟结果与试验结果吻合良好。     

带台阶的筒形件旋轮运动轨迹的设计

基于错距旋压过程中各旋轮的径向力大致相等的原则,在充分考虑了影响径向旋压力的各因素后,确定了处于斜坡时各旋轮的向下量之间的匹配关系,进而利用几何关系分别求得各旋轮的运动轨迹方程。     

DP800高强钢筒形件流动旋压成形过程及旋压力分析

基于ABAQUS/Explicit平台,建立了双旋轮筒形件流动旋压成形有限元数值模拟模型,分析了DP800高强钢筒形件流动旋压成形过程的应力应变分布规律,并研究了旋轮成形角、旋轮圆角半径、旋轮进给比和壁厚减薄率4个关键工艺参数对DP800钢筒形件流动旋压力的影响。结果表明:等效应力和等效应变的最大值出现在旋轮与坯料接触区,已成形区域的应力均匀;工件外表面的等效应变均大于工件内表面等效应变,并沿着厚度方向逐渐减小;各旋压分力大小顺序为:径向旋压力轴向旋压力切向旋压力;随着圆角半径、旋轮进给比、壁厚减薄率的增大,各向旋压分力和总旋压力都呈增大趋势;随着成形角的增大,轴向旋压力和切向旋压力呈增大趋势,但径向旋压力和总旋压力呈先减小后增大趋势。     

筒形件三旋轮非对称旋压的刚粘塑性有限元模拟

三旋轮非对称强旋在大型筒形件热旋工艺中具有独特的优势,然而关于非对称强旋的研究开展较少。文章建立了三旋轮非对称强旋的有限元计算模型,通过对非对称强旋的三维刚粘塑性有限元数值模拟,揭示了非对称强旋的变形特点。研究结果表明,旋轮的非对称分布使得应力应变场沿周向呈非周期性分布,尽管旋轮Ⅱ和Ⅲ在空间位置上具有对称性,但是其接触区的应力应变速率分布却有较大差别,反倒是旋轮Ⅰ和Ⅱ的接触区应力应变速率分布颇为相近。旋轮的非对称分布使得旋压过程中不同旋轮相应的接触区大小不同,从而致使旋轮Ⅲ的塑性区小于旋轮Ⅰ和Ⅱ的塑性区,相应地旋轮Ⅲ的旋压力小于旋轮Ⅰ和Ⅱ的旋压力。变形场的分布能合理解释旋压时产生的伸长、胀径及隆起等现象。     

基于Simufact的强力旋压连杆衬套在不同旋轮参数下的应力应变分析

在强力旋压连杆衬套中,旋轮参数的选择以及相互之间的配合在实际生产中尤为重要。为了生产出质量更好的连杆衬套,必须确定错距旋压中的旋轮参数。本文利用Simufact有限元软件对锡青铜连杆衬套的成形过程进行了仿真,分析了连杆衬套在不同旋轮参数配合下的应力应变。结果表明:当旋轮轴向错距5 mm、旋轮工作角23°和旋轮工作圆弧半径4 mm时,强力旋压连杆衬套的旋压力稳定,工件变形均匀,精度高,成形质量好。结果能对锡青铜连杆衬套的研究和生产以及旋轮的设计提供参考。     

框架式三旋轮错距旋压成形装置的研制

采用分层错距进行旋压成形时，工件厚度逐渐减小，增大了道次减薄率，减少了加工道次，可显著提高旋压件的加工精度和生产效率。本文根据齿轮旋压成形工艺要求、旋压成形原理及三旋轮错距旋压工艺特点，设计了一种框架式三旋轮错距旋压成形装置，重点介绍了旋轮座、旋轮径向进给及轴向、径向错距量调整等结构的设计方案，并对蜗杆传动进行了强度设计。     

三旋轮错距旋压下超薄壁筒内径成形精度研究

超薄壁筒形件在装配和服役过程中,对内径精度有较高的要求。利用Msc.Marc有限元分析软件,建立大径厚比超薄壁筒有限元模型。通过测量筒形件轴向不同位置处的内径值,得到内径偏差和内径波动沿轴线的分布规律,由此得到不同的工艺参数(旋轮圆角半径、进给比、旋轮轴向间距和径向间距)对内径成形精度的影响。结果表明:随着圆角半径的减小,内径偏差及内径波动值均降低,采用修正旋轮圆角半径时内径精度最好;进给比越小,内径偏差越大,则内径波动越小,综合考虑后取进给比f=1.0 mm·r~(-1);随着旋轮轴向间距的增大,内径偏差及内径波动均呈现先减小后增大的规律,旋轮轴向最优间距C=1.5 mm;而旋轮径向间距按照等旋压力分配时内径精度最好。旋压实验表明,采用优化后的工艺参数能获得满足内径精度要求的产品。     

空调用过滤瓶数控旋压成形工艺研究

结合缩径成形和旋压过程，建立了薄壁管缩径旋压变形力的理论计算模型和旋压力的计算公式，并对旋压方式，道次压下量△及旋轮进给比f等形工艺参数对滚珠旋压成形的影响进行了试验研究。     

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。     

镦粗过程中的锻件缩孔闭合顺序

锻件镦粗过程中,宏观模型与微观模型具有相同的变形过程,即相同压下步数下所用的时间相等。通过测量代表性特征体中所含缩孔闭合时相对应的宏观模型中的压下量,来确定这些特征点区域内缩孔的闭合顺序。在Deform-2D软件中建立平面镦粗模型,由于工件具有对称性,在工件上选取有限个特征点,通过改变温度、应变速率及缩孔尺寸大小来进行模拟,选取合适的模型压下量,得知各特征点的闭合顺序受温度和缺陷尺寸的影响比较小,而应变速率的变化将引起特征点闭合顺序发生显著的变化。与实际对比,相同条件下的锻件内部变形区域基本一致,验证了不同变形环境下的不同变形区域内所含缩孔的闭合顺序。     

刀具变形对螺旋铣削CFRP孔径精度的影响

为了研究刀具变形对螺旋铣削碳纤维复合材料(CFRP)孔径精度的影响,使用硬质合金铣刀对碳纤维复合材料进行螺旋铣削试验,加工后对孔径进行测量,并对铣刀在螺旋铣削过程中受到的径向力而产生的变形进行分析。试验结果表明:螺旋铣削过程中,孔的轮廓线会呈两端粗中间细的形状。铣刀受到的径向力会导致其产生形变,最大变形量出现在刀尖处。在孔的入口处由于铣刀未进入完全切削状态受到的径向力较小,铣刀刀尖处变形量为10.92μm,孔径偏差为56.4μm;在孔径的中间部位,铣刀完全进入铣削状态,其刀尖处变形量为17.92μm,孔径偏差为279.8μm;在孔的出口处铣刀逐渐铣出CFRP,受到的径向力逐渐减小,其刀尖处变形量为9.946μm,孔径偏差为51.5μm。这表明螺旋铣削制孔过程中,刀具变形是影响孔径精度的重要因素。     

管件电磁成形电磁力分布特性分析

本文基于安培力定理建立了管件电磁成形时径向和轴向电磁力的计算公式 ,直观描述了线圈 -工件系统几何参数与电磁力幅值的对应关系 ,阐述了轴向电磁力对提高材料成形性能的作用 ,用数值方法分析了径向和轴向电磁力的分布特性。分析表明 ,细管较粗管成形困难 ,轴向电磁力在管端最大 ,忽略轴向电磁力会导致终态变形分析值小于实际值。     

基于BP神经网络的磨床力误差补偿方法

为建立磨削加工参数与磨削力导致的力变形误差之间的关系模型,提出基于神经网络的力误差建模和实时补偿方法。建立经遗传算法优化的BP神经网络以表征磨削参数与磨削力的关系;运用有限元方法对零件进行力学分析,建立磨削力与力变形量的关系模型;建立加工参数与切削力误差映射模型,预测误差补偿量,进行实时补偿。实验结果表明:该切削力误差模型准确有效,具有较高的应用价值。     

一种高精密液胀定位夹具的优化设计

考虑到薄壁套筒的薄壁长度、厚度,薄壁套筒环状凹槽的深度以及薄壁所受液压力的大小对工件的变形量、定位精度和夹紧力会造成影响,应用ANSYS平台对液胀定位夹具进行有限元建模,分析得出了薄壁套筒薄壁长度、厚度等参数对工件夹紧变形的影响规律,并且通过对目标进行结构优化设计,获得了优化的结构参数,优化后的结构使得液压油密封性能更好,工件和薄壁套筒变形更小,同时能够得到良好的夹紧力矩。结果表明:工件的变形量从1.5μm减小到0.9μm,薄壁套筒最大应力由292.88 MPa减小到282.34 MPa,薄壁套筒两端结合面径向变形由11.8μm减小到8.6μm,夹紧力矩由124.36 N·m减小到67.33 N·m。     

Design of RT Equal Channel Angular Pressing Pure Titanium Workpiece by Finite Element Simulation

为了优化室温下等通道转角挤压纯钛工件的几何形状,采用三维有限元软件模拟了纯钛工件的变形行为。通过对比分析工件形状和尺寸对损伤因子、挤压力以及剪切带处应变速率分布等参数的影响,获得了工件最佳几何形状。仿真结果表明,方条形工件的损伤因子大于圆棒型工件,且高于纯钛材料的临界损伤因子,表明方条形工件不利于变形,易产生表面裂纹。3D模拟结果表明,直径为15 mm的圆棒型工件具有最小的损伤因子,适中的挤压载荷以及相对均匀的应变分布。依据仿真结果提供的最佳工件,即直径为15 mm的圆棒型工件,室温下成功挤压出直径15 mm的纯钛圆棒。挤压后样品截面上硬度分布均匀,与3D仿真所预示的均匀应变分布相一致。     

钢管径向摩擦搭接焊加载力数值模拟

采用ABAQUS软件,以45钢为径向环,对钢管径向摩擦焊在假设变形速率前提下分析焊接界面温度场和径向环的加载力情况.计算采用了Johnson-cook幂硬化弹塑性模型,并考虑材料热物性与摩擦系数随温度变化.结果表明,在不考虑径向环与夹具之间传热的前提下,在焊接界面形成了以夹具体为中心的椭圆状温度梯度分布和以夹具体空隙为中心的条带状温度梯度分布,两处的最高温度达到1 260℃和1 050℃的前提下得到了加载力曲线.为了简化焊接工艺过程将加载力曲线人为拟合为定值三段加压过程,重新代入模型反复修正计算使界面温度场和径向环变形过程与焊接过程吻合良好.     

端铣加工面尺寸误差预测

为了精确预测端铣加工面尺寸误差,利用铣削动态力卷积模型,引入表面生成窗概念,并考虑到工件与刀具的变形误差、机床空间误差与刀具偏摆的影响,建立了加工面尺寸误差预测模型。通过在铣床上进行实验,验证了该模型能够正确预测工件尺寸误差及其分布范围,且在铣刀轴向切深、主轴转速和进给速度一定的情况下,增加径向切深不会对工件尺寸误差产生显著影响。     

Numerical simulation and experimental study on the tube sinking of a thin-walled copper tube with axially inner micro grooves by radial forging

The current work presents a simulation and experimental study on the formation characteristics of sinking thin-walled copper tube with axially inner micro grooves (TCTAIG) through radial forging. A finite element (FE) model is established. The deformation of grooves, distribution of equivalent stress and strain, and the effects of process parameters are analyzed using a FE software. Experiments with the same parameter settings are compared with the simulations. The axial elongation and radial shrinkage of TCTAIG can be obtained. The grooves are twisted as helical lines in the sinking zone. The metal flows axially and tangentially. The maximal equivalent stress and strain occur at the bottom of the grooves. The equivalent strain increases as the step increases, and finally stays at a certain value: bottom of grooves, 0.9; outer surface, 0.8; and top of teeth, 0.3. The equivalent strain becomes more uniform, the force of dies reduces, and the elongation ratio decreases with increasing feed speed. The equivalent stress, force of dies, and axial pushing force increases rapidly with increasing shrinkage rate. Apparent collapse occurs and the surface quality of the forged part becomes worse at a low feed speed or a shrinkage rate of 50%.     

喷嘴结构对微等离子弧输出特性影响的数值仿真与验证

通过数值模拟和试验研究相结合的方法,在考虑微等离子喷枪喷嘴结构的条件下,建立了大气压下脉冲放电微等离子弧的数值模型,重点研究了喷嘴孔径、喷嘴工件距、阴极内缩量以及电流大小对微等离子弧的影响,并通过光谱仪来表征微等离子弧作用的温度分布。结果表明:喷嘴结构对微等离子弧的形成与稳定有重要影响:在有效压缩距离点内,喷嘴孔径的减小以及喷嘴工件距离的缩近才对工件温度的提高有显著影响;一定范围内,工件的温度随电流的增大而增大;阴极内缩量对工件的温度影响不大。微等离子弧温度场的数值模拟结果与光谱仪测量结果基本一致,验证了模型的可靠性。