花键冷滚压精密成形力学分析与数值模拟

分析了花键冷滚压成形过程,对冷滚压精密成形过程的单位平均压力、冷滚压接触面积和滚压力进行了分析与计算.在此基础上,建立了花键冷滚压过程的力学模型与数学模型,并对花键冷滚压成形过程进行了数值模拟.通过对理论分析、数值模拟和试验研究的对比分析,为花键冷滚压成形工艺的研究与应用提供了理论依据.     

基于数值模拟的渐开线花键件冷挤压工艺参数优化

基于弹塑性有限元数值模拟技术,使用MSC/SuperForm软件对传动轴渐开线花键冷挤压成形过程进行了数值模拟,通过改变工艺参数,分析了坯料直径、凹模入口半角和定径带宽度对挤压工艺的影响,并优化出最佳参数。根据优化结果进行冷挤压试验,得到质量合格的制件,为花键类汽车件冷挤压成形工艺的制定提供了依据。     

渐开线花键参数化造型及滚轧坯料直径算法研究

推导了渐开线曲线的参数方程,基于Pro/E5.0对渐开线花键进行了参数化造型并使用Pro/toolkit对Pro/E进行二次开发,得到了渐开线花键参数化造型模板零件,可快速修改参数并再生出新的花键;提出了一种滚轧花键坯料直径数值计算方法,并对DIN5480标准中不同规格的花键进行了滚轧坯料直径计算,得到的结果可为滚轧工艺数值模拟提供依据。     

渐开线花键冷挤成形工艺分析与模具设计

以某轻型汽车半轴渐开线花键为研究对象,利用有限元软件Deform-3D,采用数值模拟的方法,探讨了坯料直径、凹模引导区长度及定径带长度对花键冷挤压成形的影响规律。分析结果表明,随坯料直径增加,成形力上升,齿形成形效果显著提高,但坯料直径过大,回弹现象影响齿形精度;引导区长度对花键冷挤成形性有影响,若引导长度设计太短,挤压过程不稳定或不能成形;定径带长度对花键的成形质量和成形力影响显著,随定径带长度增加,齿形越饱满,齿槽越深,挤压力越大。优化设计了冷挤花键组合式凹模的关键参数,工艺试验表明,分析准确,设计合理。     

花键冷滚压成形过程中的接触比

花键冷滚压成形工艺是一种少无切削的先进成形工艺,应用前景广泛.目前对花键冷滚压成形过程中接触状态研究较少.本文分析研究了渐开线外花键在自由分度式冷滚压成形过程中的接触比.从不考虑滑动现象和考虑滑动现象两种情况下对滚压过程最大接触比进行了系统理论研究.给出了标准渐开线花键冷滚压成形过程中接触比的规格范围.对研究花键冷滚压成形过程中的接触面积和有限元模型的简化具有重要的意义.     

渐开线齿形面积算法在冷滚轧技术中的应用

介绍了渐开线齿形面积算法在渐开线圆柱齿形零件冷滚轧技术方面的应用。以福特汽车启动电机输出轴螺旋花键为研究对象,阐述了渐开线齿形面积计算公式在渐开线螺旋花键冷滚轧技术设计计算中的应用,包括所滚轧螺旋花键齿形面积的计算,螺旋花键滚轧坯料直径和螺旋花键滚轧成形模具的设计与计算等,并以此验证关于渐开线圆柱齿轮体积与齿形面积的算法以及计算公式的正确性。     

基于数值模拟的渐开线花键件凹模参数优化

基于弹塑性有限元数值模拟技术,使用MSC／Super Form软件对传动轴渐开线花键冷挤压成形过程进行了数值模拟,在坯料直径、凹模入口半角和定径带宽度等参数已优化的前提下,选择了GTi50作为模具材料,比较了不同模具结构对挤压工艺的影响,结合传统的组合凹模计算方法,实现了模具结构的优化。工艺试验表明,模具结构优化合理,数值分析及计算准确。     

车用启动花键轴冷挤压成形工艺研究

以一种启动花键齿轮的冷挤压工艺为例,研究了其穿孔冷挤压的工艺过程;采用有限元软件对花键的成形过程进行了模拟仿真,分析了应力、应变场和流动趋势,并着重分析了预制坯料直径对花键成形的影响,得出当坯料直径dm=(0.2⁰.5)(D-dm)时,能够成形出饱满的花键齿形。通过对花键成品的微观组织分析,该工艺制备的花键产品充型饱满,流线连续,晶粒度8级,达到了产品要求的各项技术要求。     

渐开线螺旋花键的滚压加工

阐述了渐开线螺旋花键的滚压原理、坯料计算、工装设计及材料的选择，对滚压加工进行了很好的研究。实践表明，采用滚压技术加工的渐开线螺旋花健，不仅极大地提高了生产效率，且制件的质量也大为提高。     

英制外螺纹滚压成形螺坯直径计算公式的应用

提出了在英制外螺纹滚压成形中,两个公制普通外螺纹滚压成形的螺坯直径计算经验公式,经对比计算分析及实际工作应用检验,同样适用于英制外螺纹滚压成形的螺坯直径计算.     

矩形花键轴开式冷挤压成形力的数值模拟研究

成形力大小足决定花键轴开式冷挤压成形工艺成败的关键因素.借助刚塑性有限元软件Deform-3D,采用数值模拟的方法分析了矩形花键轴冷挤压过程中,坯料直径、凹模入模半角及键齿尺寸对花键成形力的影响.模拟计算表明,随着坯料直径的增加以及人模半角的增大会引起成形力显著提高;此外,键齿高度的增加及宽度的减小也会引起成形力增加.工艺实验表明,数值模拟的结果对实际生产可起到指导作用.     

铝管连轧过程孔型参数优化及数值模拟

为了研究孔型参数对铝管连轧过程的影响,采用正交试验优化设计方法设计数值模拟方案,在Marc有限元平台上,研究轧辊孔型参数(侧壁角、侧壁半径比、过渡圆角半径、辊缝大小、轧辊和管坯之间的摩擦因数)分别对轧制力、轧制力距、外径椭圆度和壁厚不均的影响,并分析各参数的影响显著性顺序.结果表明:侧壁角是最重要的影响因素,管坯和轧辊间的摩擦因数对外径椭圆度和壁厚不均的影响居于次位,侧壁半径比对轧制力和壁厚不均的影响最小.根据影响规律获得最优孔型参数组合,并对5机架铝管连轧过程进行有限元模拟分析.     

冷轧磁性过滤设备内乳化液流动特性的研究

实验研究了搅拌器转速、搅拌时间和静置时间等因素对冷轧乳化液的粒径大小及浓度变化的影响;对生产现场磁性过滤器内不同粒径乳化液的两相流动进行了数值模拟研究,发现过大粒径的乳化液是导致现场乳化液浓度不稳定的关键因素。根据研究结果指导现场生产时对乳化液粒径进行了优化,最终解决了生产过程中因乳化液系统导致的轧制不稳定问题。     

冷搓成形工艺参数对花键晶粒度影响的研究

根据花键轴零件冷搓时所使用刀具的参数以及轴坯的基本参数建立模型;对花键轴的冷搓加工过程进行数值模拟,模拟的花键齿形与实际相符。在此基础上设置模型的微观仿真参数,从微观层面上对加工过程中微观尺寸的变化进行仿真。由于材料性能与其晶粒尺寸有关,故冷搓成形过程中以微观晶粒尺寸与数量变化情况作为指标,采用正交试验探究摩擦因数、搓齿运动速度以及环境温度对晶粒度的影响程度。通过极差和方差法分析3个因素对材料微观晶粒尺寸的影响,得到搓齿运动速度对晶粒尺寸的影响显著。     

双金属复合无缝钢管冷轧成型过程的数值研究

采用非线性有限元法对不锈钢/碳钢双金属复合钢管的冷轧成型过程进行了数值模拟,得到了钢管在整个冷轧成型过程包括稳定轧制阶段和钢管冷轧脱模以后的位移场和应力应变场.计算结果显示,冷轧成型过程的应力分布十分复杂,在环向没有对称性.本文根据计算结果绘制了钢管的径向、环向及轴向应力分布图.在稳定轧制阶段,径向应力在内层钢管内壁,减径量越大,径向应力越小;环向应力在碳钢和不锈钢界面位置和内层不锈钢管的内壁,减径量越大,环向应力越小;轴向应力与减径量的大小成反比关系.采用冷轧成型工艺生产双金属无缝钢管,成品钢管的直径精度较高,壁厚精度低于直径精度.参数研究表明,计算直径接近理论值,受减径量的影响相对较小;计算壁厚与理论值有一定误差,钢管壁厚精度随减径量的增加而降低.对于本文计算的外径为φ202 mm,壁厚为11 mm的双金属复合管,在减径量为2 mm时的壁厚相对误差仍小于5％.同时,双金属复合管外层碳钢钢管壁厚变化量相对较大而内层不锈钢管的壁厚变化相对较小.论文的研究成果对于双金属复合钢管冷轧成型工艺设计、孔型和轧辊设计具有参考价值.     

太阳轮内外齿冷挤压成形工艺方案研究

太阳轮是行星齿轮传动机构中重要的零件,针对太阳轮的结构特点提出了一次成形和分步成形的两种冷挤压成形外齿和内花键的工艺方案。运用Deform-3D塑性有限元分析软件对这两种方案的成形过程进行数值模拟,并对其成形过程和成形质量进行了分析比较。数值模拟和工艺试验表明:太阳轮可以通过分步冷挤压成形的工艺方法成形出质量合格的内花键和外齿;分步成形的工艺方法能够简化凸模结构和提高模具使用寿命,同时可以避免一次成形工艺方法中由于金属堆积等因素造成的质量缺陷;分步成形工艺方法中增加了精整外齿工艺,在保证内花键成形质量的同时提高了外齿的成形质量。     

高温合金的热穿孔工艺

在以斜轧穿孔的方式穿制冷轧-冷拔用毛管时,管坯的热穿孔工序是高合金钢钢管生产的关键。本文总结了在Ф76mm穿孔机上生产GH30、GH36、GH39和GH140等高温合金管的管坯热穿孔工艺及操作经验。