发动机连杆热锻模具结构分析及优化设计

目的以1KD发动机连杆的热锻模具为研究对象,对其进行结构分析和优化设计。方法采用DEFORM3D模拟1KD连杆热锻成形过程,重点关注与模膛布局相关的中心飞边仓深度、模膛的中心距和旋转角度等3个参数,对成形载荷、锻件折叠和模具磨损的影响。结果采用两次预锻加终锻的生产工艺,可以达到分配坯料质量、降低载荷的目的;模膛中心距和模膛旋转角是影响成形载荷的主要因素,而中心飞边仓深度对模具磨损有显著的影响。结论最终获得了3个参数的优化组合:模膛中心距为32 mm,模膛旋转角为12°,中心飞边仓深度为10 mm,对模具设计和实际生产有一定的参考价值。     

轿车左转向节锻造工艺的模拟研究

针对轿车左转向节是带细杆的叉形件,同时兼有叉类、盘类和杆类零件的外形特点,分析其成形的工艺特点,进行工艺计算,确定工艺方案为头部镦粗—杆部拔长—预锻—终锻.利用有限元软件对成形过程进行模拟,得到飞边均匀的终锻成形件,并对模拟得到的应力场、应变场和载荷等信息进行分析.结果表明,各工序变形较为均匀,应力变化正常,没有出现破坏现象;最终锻件完全充满终锻模膛,没有出现缺料、折叠等缺陷,而且飞边均匀.     

铝合金汽车转向节精密铸造工艺研究

目的 对某铝合金汽车转向节的精密铸造工艺进行设计与优化研究,以得到合格的铝合金汽车转向节的精密铸造工艺方案。方法 结合铝合金转向节铸件的结构特征、铸件材料特性和铸造经验,在转向节铸件主体部和鹅颈部各开设一个内浇口,设计了铝合金转向节初始浇注方案;通过在初始工艺方案中铸件缺陷较严重的区域设置补缩冒口、在铸件顶部增设排气道等措施给出了铝合金汽车转向节的优化浇注方案,基于ProCAST软件建立了铝合金转向节精密铸造2种浇注方案的有限元模型,对铝合金转向节精密铸造的充型过程、凝固过程及缩孔缩松特性进行了数值模拟与分析。结果 铝合金转向节铸件初始浇注方案的充型过程相对稳定流畅,铸件在凝固过程中有孤立液相区的形成,完全凝固后铸件中间部位存在大面积缩松缩孔缺陷;优化浇注方案能够控制金属液的流动、充型顺序及凝固特性,铸件的整个凝固过程基本呈中间对称分布,最后凝固区域位于补缩冒口内部,最大缩孔缩松率控制在2%以下。结论 优化浇注方案的设计合理且有效,能够有效地消除铝合金转向节铸件的缺陷。     

曲轴模锻成形工艺分析及模具优化

采用有限元方法对曲轴锻造成形工艺过程进行数值模拟,主要分析不同的飞边槽结构对曲轴预锻成形中坯料的充填情况及成形载荷的影响。根据模拟结果可知,在飞边槽桥部合理增设阻力沟或阻力墙,将对曲轴平衡块的充填性有很大程度的改善,并优化了毛坯尺寸。     

基于 Deform-3D 的车用下轴套零件冷挤压模具结构优化设计

目的分析挤压成形中车用下轴套零件成形表面出现的折叠缺陷,优化挤压上凹模的底部出口斜度、下凹模的入口斜度和挤压深度等主要成形工艺参数。方法采用DEFORM-3D软件,对汽车下轴套零件的冷挤压成形工艺进行了系统的有限元数值模拟试验。结果挤压成形模具结构设计不合理,导致在成形过程中模具分型面处金属出现汇流并形成折叠。结论通过优化挤压模具结构,使金属成形良好,无折叠缺陷出现,最终获得了较为合理的冷挤压模具结构。     

汽车转向节臂端部冷精整工艺优化

目的 得到单向压缩冷精整的精整量与预变形孔半径和深度之间的变化规律,以及摩擦因数大小同回弹量之间的关系。方法 对转向节臂端部锻件上下表面进行预变形凹槽孔处理,并建立锻件单向压缩冷精整的弹塑性有限元模型,利用ABAQUS有限元软件进行数值模拟仿真,分析摩擦因数对表面质量的影响,得到优化后的工艺参数,并进行实验验证模拟结果的准确性。结果 摩擦因数越大,冷精整后的转向节臂端部锻件的鼓形越明显。在精整量为1 mm的情况下,当预变形凹槽孔的半径为4 mm、深度为0.3 mm、单向压缩量为1.1 mm、摩擦因数为0.2时,能够得到最好的表面质量。结论 当摩擦因数相同时,预变形凹槽孔的半径越大,径向位移越小,而回弹量基本保持不变。     

1041转向节热模锻工艺及模具设计

分析了1041转向节的热模锻成形工艺难点和关键技术,设计了合理的工艺方案、模具结构及关键的制造工艺,提高了模具的使用寿命及产品质量.     

基于ansys的汽车转向节有限元分析

转向节是汽车转向系统中十分重要的结构件，它能够承受转向轮的负载以及路面通过转向轮传递来的冲击，同时还能够传递来自转向器的转向力实现控制汽车行驶方向。本文首先介绍了转向节的功能，然后以7180型轿车转向节为例对转向节进行了建模，同时利用ansys软件对它在紧急制动工况、侧滑工况、越过不平路面工况这三种工况下进行分析。     

变速箱长柄法兰轴工艺分析及模具关键结构设计

目的 根据长柄法兰轴的结构特点,制定一套产品的成形工艺方案并投入到生产中。方法 法兰轴是双离合器变速器输出端与差速器连接的重要零件,其形状复杂,成形难度较大,根据产品的特点,制定温锻–冷锻联合成形的工艺方案。针对温锻工序中锻件内腔难以充满的问题,利用DEFORM对工艺中的关键步骤进行模拟仿真,并根据模拟结果对模具进行补偿设计,使锻件内腔底部与模具之间的间隙降至0.3 mm以下。考虑到金属的剧烈流动会加重模具的磨损,设计一套模具润滑系统,以提高模具的使用寿命。而锻造过程中模腔内形成密闭空间,压缩的空气会阻碍金属充填型腔,因此,在凹模与凸模上设计出一套模具排气系统,以避免塌角缺陷的产生。结果 实现了长柄法兰轴工件的工业化生产,生产效率可达每分钟12.5只。结论 根据数值模拟的结果对模腔面进行优化,设计了一套模具的润滑结构与排气结构,避免了锻造缺陷的产生,为双离合器变速箱长柄法兰轴产品的温冷锻工艺生产提供了经验依据。     

铝型材挤压模具优化设计现状和趋势

简要叙述了铝型材挤压模具设计现状和趋势,说明了数值模拟在铝型材挤压模具设计优化中的意义,并针对国内外对此所做的工作,提出了一些看法.     

模锻过程模拟及锻模优化设计与研究

本文采用上限元法通过对模锻过程的模拟和研究提出了依据金属塑性成形理论设计最佳锻模参数的方法。解决了锻模设计必须多次试验和不能进行最优化设计的问题,减小了锻造力,提高了材料利用率.实验室验证和生产验证表明了理论结果的正确性和锻模优化设计方法的可行性、优越性和良好的应用前景。     

功能梯度表面涂层热锻模的仿真设计与分析

针对热锻模损伤主要发生在模具表面的情况,构想使用梯度功能材料对均质材料制造的热锻模进行表面处理,阐述了梯度材料锻模表面涂层的设计方法,建立了基于Deform软件的热锻成形有限元模型,分析对比了均质热锻模与梯度材料表面涂层热锻模在锻造生产后的温度场和应力场,从而论证了在热锻模表面进行梯度材料表面复合涂层处理的优越性。     

某汽车同步器齿环热精锻工艺优化

目的 提高某汽车同步器齿环精锻成形的材料利用率、成形精度及降低成形载荷。方法 构建以飞边体积为优化目标、以坯料尺寸和初始温度为优化变量、以未出现欠填充和折叠缺陷为约束条件的优化模型,并将克里金模型和遗传算法相结合,提出全局优化算法。结果 使用构建的优化模型和优化算法,经过100代优化得到了飞边较小且无欠填充、无折叠缺陷的同步器齿环热精锻工艺参数,并使用实验验证了该优化工艺参数的合理性。优化和验证实验结果表明,坯料内径为62 mm、坯料高度为17 mm、成形温度为700℃时,热精锻成形的齿环没有折叠和欠填充缺陷,且飞边体积减少了大约10%、成形载荷下降了23%。结论 对镍黄铜同步器齿环的优化和实验验证表明,使用克里金模型和遗传算法相结合的策略是解决此类小样本黑盒问题的有效手段。     

转向直臂锻造成形工艺改进

目的以某型号转向直臂为研究对象,针对现有锻造成形时材料利用率较低的问题,改进锻造成形工艺,减少材料消耗,节约能源。方法对转向臂进行工艺分析、计算和有限元模拟;在原有工艺上增加制坯工序,合理分配坯料横截面积。结果对改进后的工艺方案进行了有限元数值模拟,得到了金属流动、载荷以及等效应变的分布情况。结论改进后的成形方案在保证锻件质量的前提下,材料利用率由80%提高至90%,提高了材料利用率,同时也改善了金属流动,以提高模具寿命,对大批量件的实际生产有一定的指导作用。     

Analysis of Degradation and Failure Mechanisms that Develop in Hot Forging Die

A failed die, used to forge gas valves, was analyzed using macroscopic and microscopic equipment on some specimens. Fatigue cracks on the die were evidently observed on all the surfaces of the die. Many processes were found to be major contributors to have caused the die failure. Oxidation was observed in some areas, especially on plane surfaces and thin sections. Surface layers of tools at the tool-workpiece interface were not only exposed to high mechanical stresses but also to severe temperature cycles, which could have led to loss of strength and hardness. Metallographic analysis revealed that the oxide layers consisted of different diffusion layers which accelerated thermal fatigue mechanisms.     

十字轴零件模锻工艺的数字化设计

目的设计十字轴零件模锻工艺流程。方法运用模锻工艺及模具设计系统,对一种典型十字轴零件的模锻工艺进行数字化设计。结果设计证明,采用该系统,仅需少量的人机交互,大幅提高了设计效率,满足产品低成本、短周期、高质量要求,设计效率达到了传统设计方法的3倍以上。结论模锻成形工艺与模具智能设计系统在辅助设计上产生了显著的优越性,同时还提供了可供参考的极具价值的数据共享平台。