小规格TiNiNb管材的反向挤压成形工艺参数

针对44 mm×10.5 mm小规格Ti Ni Nb管材反挤压成形试验的工艺参数确定和模具设计问题,采用有限元热力耦合数值模拟和单因素轮换法,分析在满足制件成形质量(挤出温度低于共晶熔点)的前提下,挤压力与凹模模角和定径带长度、凹模和挤压筒温度、毛坯初始温度、挤压速度及摩擦因子等工艺参数和模具结构参数之间的关系,确定影响挤压力的主要工艺参数和模具结构参数分别为凹模模角、初始坯料温度、挤压速度和摩擦因子,并给出上述参数的取值范围。通过基于数值模拟的正交试验方法,得到了主要工艺参数和模具结构参数的最佳组合,即在保证润滑效果的前提下,取凹模模角110°、毛坯初始温度为950℃、挤压速度为50 mm/s。利用铅和45号钢毛坯在6.5 MN多向模锻挤压液压机上进行了验证实验。     

铝合金拉杆的热挤压工艺及模具设计

分析了高压开关零件LW8-35SF6铝合金拉杆的热挤压成形工艺及模具设计.与传统的加工工艺相比,新工艺采用杆部反挤头部正挤的复合热挤压工艺进行生产,使材料利用率和生产效率大大提高.对铝合金拉杆零件进行了实际生产试验,结果表明,对直径为90 mm、高度为85 mm的棒料进行热挤压成形是可行的,设计制造的挤压模具结构简单、通用性强.采用新工艺增加了坯料尺寸精度,坯料重量减轻72%以上,提高了经济效益;同时,为在小设备上成形变形程度较大的长杆件提供了一种新方法.     

The friction modeling of different tribological interfaces in extrusion process

Friction and lubrication are of great importance in many important metal forming processes such as sheet metal forming, forging and extrusion. With the products being more complex, it may utilize different lubrication medium in different tool/workpiece interface in which the metal flow could be controlled more effectively. While there is a substantial body of published research on friction modeling in metal forming processes, there has been relatively little work on forming process in which different tribological interfaces such as lubricant/grease, lubricant/dry and dry/grease are existed. The objective of this research is to investigate the friction distribution in combined forward and backward extrusion process. A realistic model of friction is developed to determine the friction coefficient of lubricated tool/workpiece interface. The friction coefficient of the other interface in which grease or different lubricant may applied is then determined by a coupled FEM and experiment investigation. Both the simulation and experimental data will be presented.     

气体发生器关键零件热挤压工艺及数值模拟研究

通过对气体发生器零件的分析,提出了金属最后充满模膛位置的判断参数,并用DefORm-2D对其冷挤压和热挤压过程进行了有限元模拟分析,比较了两种挤压过程中的物理量场。通过计算机模拟看出,热挤压是更为经济合理的方案。采用工艺试验验证了模拟结果。     

曲线回转体构件的成形工艺

对曲线回转体构件的成形过程进行力学解析,得到一种适用于大型锥形件缩口成形力的计算公式,并根据临界失稳压力优化结构参数,得到了缩口凹模最佳的母线半径和反弯曲半径;然后,利用得到的最优半径进行正交试验,对挤压过程中的挤压温度、挤压速度和摩擦系数进行优化,得到最佳工艺参数;最后,为验证理论数据的准确性,进行物理试验验证。结果表明,当挤压温度为460℃、挤压速度为5 mm·s^-1、摩擦系数为0.2时,零件的最低成形载荷为4013 kN,与模拟仿真结果和理论结果的误差均小于10%,说明了该成形方案的可行性。研究结果可以为今后此类构件的成形提供理论支持。     

空心零件温挤数值模拟及工艺优化

本文基于粘塑性材料模型有限元数值模拟技术 ,对复杂多台阶空心零件温挤成形进行数值模拟 ,通过控制工艺参数和改变工艺条件发现 ,当凹模入口处圆角半径为 1mm ,且采用单面润滑即将凹模与坯料间的摩擦系数设为零时 ,可获得符合零件形状的正、反挤流动。根据优化结果进行实验 ,得到成形质量好的制件 ,这表明数值模拟技术是确定成形工艺参数的有效手段。     

Investigation of lubrication effect on the backward extrusion of thin-walled rectangular aluminum case with large aspect ratio

Backward extrusion processes are being increasingly considered for the manufacture of thin-walled rectangular aluminum case with large aspect ratio in lieu of multi-stage deep drawing processes. In order to design an optimized backward extrusion process, it is necessary to determine optimal frictional conditions by studying the effects of lubrication.

In this study, numerical analysis based on the finite volume method is performed for investigating the effects of solid lubricants in aluminum backward extrusion processes. Various shear friction factors are used in the numerical study for investigating the friction effects.

Lubrication is found to have a significant effect on the final shape. Larger friction factors are associated with increased forming heights on the wide side of the rectangular container and decreased forming heights on the narrow side. Lubrication is also found to have a significant effect on earing phenomena and a friction factor of 0.2 is found to be optimal for minimizing it. The analysis results presented herein are further validated by comparing them with experimental results.     

Influence of punch geometries on the divided material flow in a double cup extrusion process

This paper provides an analysis of the deformation patterns in a backward can extrusion combined simultaneously with a forward can extrusion process, which is known as a double cup extrusion process. The main objective of this study is to examine the divided material flow characteristics in DCEP. Analyses were conducted in a numerical manner by employing a rigid-plastic finite element method. Among many process parameters, the major design factors chosen for analysis include the reduction in area (RAB), the wall thickness ratio (TR), the punch nose radius (R), and the friction condition. The simulation results were summarized in terms of relationships between the process parameters and the ratios of extruded length and volume, and between the process parameters and force requirements, respectively. Comparisons between a multi-stage forming process in sequential operations and one-stage combined operation were also made in terms of the forming load and pressure exerted on the tool. The force requirement and self-regulating characteristics were more greatly influenced by the wall thickness ratio among the selected major design factors. And more severe load to form the same shape is expected in sequential operations than in a combined extrusion process.     

基于有限元法的铝合金四通阀多向加载成形过程中的变形特征分析(英文)

采用数值模拟方法,研究7075铝合金四通阀体类零件在多向加载成形条件下成形过程中的材料变形特征。结果表明:四通阀多向加载成形过程中存在正挤、反挤、正挤和侧挤复合、反挤和侧挤复合等4种变形模式。在不同成形阶段,表现出的变形模式依赖于加载路径。一般在变形初期会发生正挤或反挤的变形行为;在变形中期以反挤变形模式为主;在变形终期一般会发生反挤、正挤和侧挤复合变形模式。为提高型腔填充稳定性和减少成形缺陷,在变形初期和中期,应增加侧挤变形行为;在变形终期应减少或避免正挤变形行为。     

离合器外齿毂冷挤压成形工艺

对某汽车离合器外齿毂的结构特征进行了分析,针对其内花键成形困难的技术难点,提出了冷挤压成形的工艺方案。通过有限元软件DEFORM-3D对离合器外齿毂冷挤压成形过程进行数值模拟分析,研究了入模半角、毛坯壁厚和摩擦系数对成形载荷及成形质量的影响规律。研究结果表明:当入模半角为45°、毛坯壁厚为6. 0 mm、摩擦系数为0. 12时,离合器外齿毂内花键圆角填充饱满,成形载荷也相对较小。并采用离合器外齿毂冷挤压成形工艺方案进行试验,证明了该工艺方案的可行性及数值模拟结果的正确性。     

非圆内孔接头精密塑性成形工艺及数值模拟

针对非圆内孔接头的实际要求,从非圆内孔接头锻造加工工艺入手,提出温反挤压和变薄拉深相结合的成形工艺。利用有限元软件MSC.Marc对非圆内孔接头成形过程进行数值模拟分析,得到了非圆内孔接头成形的充填情况以及成形过程中各力能参数变化趋势;并采用自行设计的实验模具,对非圆内孔接头进行了成形实验研究。实验结果和数值模拟结果相吻合,验证了该工艺的可行性。     

热反挤压过程中金属不稳定流动状态的研究

利用有限元软件Deform-3D对厚壁钢管热反挤压制坯过程进行数值模拟,分析了摩擦系数和壁厚对金属流动状态的影响.结果表明:反挤压件管壁内侧的金属在向上平移的同时还伴有径向移动,摩擦系数越大、管壁越厚,径向移动的程度越大,越容易造成凸模抱模的现象.根据模拟结果,提出了一种新增径向塑性变形区的大型厚壁钢管热反挤制坯的变形...     

活塞头挤压工艺模具设计与数值模拟优化

分析DFL350型活塞头的成形工艺，设计活塞头的温挤压模具。并以Deform-3D为平台，建立活塞头温挤压成形的三维塑性有限元模型，对其成形过程进行了数值模拟，主要分析温度、摩擦因子、拔模斜度以及型腔结构对成形力和模具充填情况的影响，优化成形工艺和模具结构，得出变形过程中挤压件破坏因子分布图和行程载荷曲线，给出了DFL350型活塞头的温挤压工艺参数的选择、模具设计以及设备选择。     

不同参数对铝合金枝杈类构件金属流线的影响及优化

通过有限元模拟软件,分析了不同参数对某铝合金枝杈类构件金属流线的影响,分析了该构件在成形过程中金属流线缺陷形成的原因.通过对坯料的高径比、挤压速度和摩擦因子3个参数进行优化,确定了最佳金属流线分布的成形方案.研究结果表明:适当增大坯料与模具之间的摩擦,可控制后期径向金属流动量和流动速度,从而有效地避免穿流缺陷的产生;较...     

行波管零件挤压成形质量影响因素分析

以电子行业中铣床加工的行波管零件作为研究对象,其加工形状复杂、尺寸小、形位公差要求高、加工难度较大,生产成本较高。针对这些要求和问题,设计了两种冷挤压成形方案,并利用Deform软件对成形过程进行了数值模拟,依据仿真结果采用了有四周约束的凹模,同时分析了上模加载速度、摩擦系数和保压时间对最终产品质量的影响。最终以尺寸相对偏差为评价指标,通过正交实验得到了行波管零件挤压成形最佳工艺参数组合:上模加载速度为60 mm·s^-1、摩擦系数为0.08、保压时间为3 min。并据此参数进行实验验证,得到了成形效果良好的行波管零件。研究结果对类似产品在生产中的工艺改进具有一定的指导意义。     

钢索限制器通用压缩模的更新

针对敞开式压缩模在生产中出现的问题,对工件进行分析研究,提出新的工艺方法,以冷挤压工艺取代冷冲压工艺。设计制造出了新模具,以一次挤压成型替代多次冲压成型,且凸、凹模更换方便,可一模多用。确保了产品质量,提高了。工作效率。     

车用法兰螺母冷挤压成形工艺分析及优化

以车用法兰螺母冷挤压成形为研究对象,根据其结构特点设计6工位成形工艺,选取其中易出现缺陷的六角成形工序,采用有限元分析软件DEFOMR-3D对其成形过程进行模拟分析,采用双顶杆结构替代原有单顶杆结构,成功解决成形过程中的材料折叠问题。同时,为降低成形载荷,选取凹模圆角半径、模芯切入角、凸模切入角、摩擦系数作为因素,设计正交试验对参数进行优选,得出各因素对成形载荷的影响趋势,确定最优工艺参数为:凹模圆角半径为0.5 mm、模芯切入角为20°、凸模切入角为10°、摩擦系数为0.12,采用优化后的模具结构及参数进行试模,制件符合成形要求,成形载荷与模拟结果基本一致,为法兰螺母生产提供理论基础。     

挤压筒摩擦对正挤压成形影响的研究

在对正挤压摩擦特点分析的基础上,采用Deform-2D对挤压筒与坯料之间的摩擦在挤压成形中的影响进行了研究.结果表明:挤压筒不动的情况下两者之间的摩擦是成形的阻碍;但挤压筒随挤压杆同向运动且形成有效摩擦时,可以降低成形力,改善金属的流动,有利于提高挤压件的质量和模具的使用寿命.     

深孔薄壁件变薄拉深工艺及模具设计

以某深孔薄壁件为例,制定其成形工艺方案。通过有限元模拟重点对反挤压、变薄拉深、双道次变薄拉深等关键工序进行分析,探讨工艺方案的可行性,完成了采用整体凹模结构的双道次变薄拉深模具设计。结果表明,通过工艺与模具设计方案的实施,获得了批量生产的合格深孔薄壁零件。     

深孔变壁厚锥形件冷挤压工艺与模具设计

深孔变壁厚锥形件需要3次挤压成形,给出了该零件冷挤压工艺和实用的模具结构,论述了反挤压工序件与成品正挤压模腔的关系,以及凸模和凹模设计。该模具采用伸缩式双级卸料装置,实现较大行程的卸料。