大型铝合金壳体锻造成形过程的数值模拟和实验研究

针对某大型铝合金壳体锻件的形状特点,结合实际制造能力,提出一套成形工艺方案。利用有限元数值模拟软件DEFORM-3D,分析了预压坯件形状对终成形效果的影响,研究了摩擦因数、锻造速度、始锻温度对终成形最大载荷的影响规律,解析了该大型铝合金壳体成形过程的4个阶段。通过数值分析和实践经验得出了合理的坯件形状、模具形式及成形工艺参数,消除了成形中可能出现的缺陷,并将成形力控制在250MN以内,研究内容最终得到了实验验证。     

基于正交试验的梭床冷挤压过程数值模拟分析

基于Deform-3D对梭床的冷挤压成形过程进行数值模拟。通过正交试验的极差法和方差法,以最大成形载荷和凸模磨损量为目标变量,分析凸模材料硬度、挤压速度和润滑系数等关键参数的影响,从而获得最优工艺参数组合方案:凸模材料硬度为65HRC、润滑系数为0.1、挤压速度为30mm/s。利用最优工艺参数进行二次数值模拟,并对比了优化前后的最大成形载荷和凸模磨损量,以达到冷挤压最优效果,并通过折叠角和损伤因子分析得出满足此锻件的冷挤压成形要求,为实际的锻造生产过程提供理论指导。     

基于中频感应加热的热滚轧弧齿锥齿轮小轮工艺参数优化

基于有限元软件Deform-3D,建立弧齿锥齿轮小轮感应加热的电磁-热耦合数值模型,采用正交实验法对影响弧齿锥齿轮小轮"突耳"缺陷的初轧温度、摩擦因数、模具进给速度和轮坯转速关键工艺参数进行优化。选出最优工艺参数组合为:初轧温度950℃,摩擦因数0. 1,进给速度0. 2 mm/s,轮坯转速30 r/min。优化后,当滚轧成形过程进给3 mm时,突耳高度比例为20. 33%,对最优参数组合进行数值模拟验证,结果良好,为进一步的弧齿锥齿轮小轮滚轧成形实验开展提供了参考。     

气门顶杆冷挤压过程模具磨损研究

通过分析零件的结构特点,基于气门顶杆的零件图设计出挤压件图。通过Archard磨损模型分析了模具磨损原因。利用DEFORM-3D的数值模拟功能分析了摩擦因数、成形速度和模具硬度对冷挤压成形过程中模具磨损的影响。结果显示:摩擦因数越低,磨损量越小,为了节约成本和简化润滑过程,选择摩擦因数接近0.1的模具磨损量较小且满足工艺要求;成形速度在30mm/s时,凹模磨损量最小,凸模磨损量较低;模具硬度增高,磨损量减小,模具硬度在接近60HRC时磨损量较小且性能稳定。数值模拟的结果为实际生产中加工工艺参数的选取提供了一定的理论指导。     

差速器齿轮锻造成形工艺优化研究

以汽车差速器齿轮为研究对象,对差速器齿轮进行了闭式冷锻成形工艺设计。采用有限元软件DEFORM对不同工艺参数下的成形过程进行模拟优化分析。通过改变冲头的运行速度以及模具与金属毛坯之间的摩擦因数等一系列参数,研究其对成形的影响。据此制定优化的工艺方案,完成其模具设计。     

汽车引擎盖外板拉延成形工艺参数优化研究

针对汽车引擎盖外板拉延成形容易产生起皱、破裂、拉延不充分等缺陷的问题,对影响引擎盖外板成形质量的工艺参数进行了研究。运用单因素变量法,研究了压边力、凸凹模间隙、摩擦因数、拉延筋高度、冲压速度对引擎盖外板拉延成形的影响;提出了一种基于正交试验法和极差分析法,以最大减薄率为优化目标,获得了最优工艺参数组合,确定了各因素对引擎盖外板最大减薄率影响主次顺序的优化方法,并对试验结果进行了方差分析,得出了影响最大减薄率的显著因素;应用优化后的工艺参数进行了模拟仿真,获得了良好的拉延成形效果。研究结果表明:使用最优工艺参数组合进行试模,获得的引擎盖外板最大减薄率为19.585%,最大增厚率为1.047%,成形质量较好;应用基于正交试验法的数值模拟技术能够提高引擎盖外板成形质量,减少试模次数、缩短生产周期、降低生产成本。     

7075铝合金杯形反挤压成形计算机仿真

基于DEFORM-3D仿真软件,分析了7075铝合金带筋杯形件反挤压成形过程,研究了挤压速度、扭转速度、坯料初始温度对成形过程的影响,通过正交试验获得最佳成形工艺参数,并将传统的挤压成形与扭转挤压成形进行对比。结果表明,在传统反挤压的基础上,扭转作用使得坯料成形所需载荷降低,金属内部等效应变分布更均匀,通过正交试验最终得到了优化后的成形工艺参数,为铝合金杯形件反挤压成形提供理论基础。     

外星轮热挤压模具结构及工艺参数联合多目标优化

针对外星轮热挤压过程模具负载大、填充性能波动的问题, 对关键的模具结构参数（入口斜度,根部圆角,模口圆角）及核心工艺参数（挤压速度,摩擦因数,坯料初始温度,模具预热温度,模具硬度）开展联合优化,以期获得负载和填充性能的平衡。首先应用部分析因试验设计,针对最大成形载荷和填充能力进行主参数效应筛选,对得到的关键因子进行拉丁超立方抽样并对样本点进行有限元模拟。以关键因子为变量、有限元模拟结果为响应,分别建立最大成形载荷和填充能力的径向基函数近似模型。基于上述近似模型,采用线性加权和法将所得近似模型转化为单目标函数,利用粒子群算法进行全局寻优,得到优化的关键结构和工艺参数组合,并通过仿真和生产试验验证了优化结果的正确性。     

DEFORM-3D仿真软件在连杆锻造过程中的应用

分析连杆锻造过程中的参数选择,利用有限元仿真软件DEFORM-3D实现连杆锻造成形整个过程的数值模拟,在应力、应变分布、载荷计算、材料流动速度、模具填充和毛坯优化等方面做了深入研究,为模具及成形设备的设计提供了可靠的依据。     

从动螺旋锥齿轮齿坯热模锻工艺参数优化设计

基于Archard磨损理论,运用正交试验优化设计方法,采用刚塑性有限元法对从动螺旋锥齿轮齿坯热模锻过程进行了模拟分析,研究了模具预热温度、锻压速度、模具硬度、摩擦因数等四个参数对成形载荷和模具磨损量的影响;以成形载荷和模具磨损量为优化指标,采用综合平衡分析方法,得到了最佳工艺参数并对其进行了验证。研究结果可为从动螺旋锥齿轮齿坯热锻成形工艺方案的改进及模具寿命的预测提供参考。     

基于多目标遗传算法优化板料拉深成形工艺参数

利用人工神经网络构建了板料拉深成形的目标函数模型,建立了板料拉深成形工艺参数和性能评价指标之间的映射关系.以多种工艺参数(压边力、摩擦因数等)作为优化变量,多种成形缺陷(起皱、破裂等)作为优化目标,结合多目标遗传算法和数值模拟,建立了板料拉深成形工艺参数的优化设计模型,大大提高了优化的效率.以油底壳下盖为例,对其拉深成形工艺参数进行了优化,通过对优化结果进行数值模拟可以看出,该优化参数完全避免了各种缺陷的产生,这说明该优化算法具有较好的优化结果.     

爪极锻造工艺参数多目标优化

随着车载电器技术的不断进步和发展,对发电机爪极发电等性能的要求也越来越高。基于Archard磨损模型,针对影响爪极精锻模具寿命的工艺参数,设计正交试验。通过Deform数值模拟,研究了坯料初始温度、模具初始温度、模具硬度、成形速度以及工件与模具之间摩擦系数对成形载荷和模具磨损的影响。综合考虑多目标因素,优化了爪极成形的工艺参数,分析得到了影响爪极成形载荷和模具磨损量的最优工艺参数.研究表明:按照最优工艺参数精锻模具寿命可以提高57.025%。     

基于正交试验的方形盒冲压工艺参数优化

以天地盖方形盒件为例，针对其冲压成形过程中常有的起皱问题，采用Autoform软件和正交试验相结合的方法，对工件分组进行仿真分析，以降低工件起皱作为优化目标，选取冲压过程中的压边力、摩擦因数、冲压速度和坯料形状4个工艺参数作为考察因素，进行工艺参数优化。模拟仿真结果表明，以上4种因素对方形盒起皱的影响程度为：毛坯形状>摩擦因数>冲压速度>压边力；且得出方形盒冲压的最佳工艺参数组合为：压边力为20 kN、摩擦因数为0.18、冲压速度为15mm/s，毛坯形状选取圆角形。     

弧齿锥齿轮温锻成形工艺参数分析

采用刚塑性有限元法,分别就摩擦条件、坯料温度、模具预热温度、锻压速度等对弧齿锥齿轮温锻成形载荷的影响进行了仿真分析。分析结果表明:成形载荷随摩擦因数的增大而升高,随坯料温度、模具温度、锻压速度的升高而降低,且坯料温度较模具预热温度对成形载荷的影响更为显著。模拟结果可为弧齿锥齿轮温锻成形过程的模具设计、工艺方案制订等提供依据。     

基于多目标遗传算法的板料拉深成形工艺参数优化设计

以多种工艺参数(压边力、摩擦因数等)作为优化变量,多种成形缺陷(起皱、破裂等)作为优化目标,结合多目标遗传算法和数值模拟,建立了板料拉深成形工艺参数的优化设计模型。为了减少数值模拟的次数,利用人工神经网络建立了各种工艺参数和模拟结果之间的映射关系,大大提高了优化的效率。以汽车消声器为例,对其拉深成形工艺参数进行了优化,通过对优化结果进行数值模拟可以看出,该优化参数完全避免了各种缺陷的产生,这说明该优化算法具有较好的优化结果。     

准双曲面齿轮小轮热滚轧技术的成形缺陷分析与工艺设置

针对准双曲面齿轮小轮热滚轧成形过程进行分析,发现在热滚轧过程中会出现"突耳"等缺陷。利用控制变量法进行热滚轧数值模拟仿真,对模具齿轮的转速、进给速度、摩擦因数、温度等因素对滚轧质量的影响规律进行了研究。通过对仿真加工过程以及滚轧试验结果进行分析,得到了工艺参数对滚轧成形的影响规律,确定了合理的工艺参数组合。热滚轧台架试验表明,合理的工艺参数匹配,能够避免"突耳"、材料流动不均匀等成形缺陷的产生。     

大型船用曲轴弯锻成形过程仿真和组织模拟研究

采用DEFORM-3D软件对船用大功率低速柴油机曲轴曲拐弯锻成形过程进行三维数值热模拟试验研究，获得应力、应变、应变速率、温度分布等信息。在DEFORM-3D软件基础上开发了组织模拟用户子程序，可以预测曲轴平均晶粒度的变化。结合仿真数据，并基于元胞自动机法，研究了曲拐弯锻成形动态再结晶过程，分析了应变、应变速率等参数对微观结构演化的影响。     

基于GS理论和神经网络遗传算法函数寻优的板料成形优化

基于GS理论和神经网络遗传算法函数寻优法,利用非线性有限元分析软件Dynaform,对非标准方形盒成形过程参数寻优。借助正交试验法,初步获取不同组合下的减薄率数值;基于GS理论,对获取的数据进行分析,找出影响减薄率的两个主要因素即摩擦因素和冲压速度;利用拉丁超立方抽样对选出的两个主要因素进行抽样;基于神经网络遗传算法函数寻优模型,摩擦因数和冲压速度作为输入,最大减薄率作为输出,用输入输出数据训练BP神经网络。最后,用遗传算法寻优把训练后的BP神经网络预测结果作为个体适应度值,找到函数全局最优解和对应输入值。对比优化前后的数值模拟结果可知,优化后的冲压参数可以有效提高板料成形性能。     

基于QFORM数值模拟的冷挤压工艺方案设计

基于有限元数值模拟技术,使用金属塑性成形软件QFORM-3D,以锰黄铜HMn60-3材质的套筒为研究对象,成形应力及载荷为评价目标,对最初制定的工艺方案进行数值模拟。经过对模拟结果的分析,发现不同的工艺方案对生产过程中产生的最大应力和最大载荷不同,以此可以找出最优的工艺方案,为冷挤压成形工艺的方案选择提供依据,对实际生产有重要的指导意义。     

内齿轮冷挤压工艺参数分析及模具寿命预测

采用刚粘塑性有限元法对盲孔内齿轮冷挤压成形工艺参数进行了分析,并预测了模具寿命.运用金属塑性成形软件DEFORM-3D,以275减速轴为研究对象,成形载荷为评价指标,就影响成形工艺的模具设计参数、齿轮特征和工艺条件进行分组建模分析.结果表明:凹模芈锥角、模数、齿数对成形载荷影响较大;工艺条件中摩擦系数对载荷的影响最大;而挤压速度对载荷的影响则不显著.最后基于Archard模型预测了模具寿命.分析结果对实际生产具有重要的指导意义.