反挤压内花键套的凸模设计与制造

花键是一种应用较广的机械零件，具有承载能力强，定心精度高，导向性好等优点，花健的切削加工工艺比较复杂，成本也较高，采用冷挤压工艺能使制造工艺简单，降低成本，此文对渐开线内花键套的反挤压型进行了研究，认为该工艺成败的关键在于反挤压凸模质量的高低，所以凸模几何形状的设计和制造工艺重要的一环。实践证明，笔者所述的设计与制造方法是合符实际的。     

用有限元法研究反挤压凸模的应力分布

本文采用有限元法研究了反挤压凸模的应力分布，确定了在简单压缩条件下影响冲头失效的应力因素。并对组合式凸模的应力分布进行了分析，认为在简单压缩条件下，组合式凸模较整体凸模有较大的优越性。     

汽车等速万向节滑套反挤压工序分析及凸模结构优化

以反挤压工序为研究对象,基于Deform-3D平台,设计了3种不同形式的反挤压凸模,分别进行了数值仿真,并比较了滑套的成形情况以及各凸模结构的磨损深度。为了使反挤压凸模的寿命最大化,通过响应面法建立了凸模工作带高度、凸模前端锥角、凸模顶部球面半径与凸模磨损深度的二阶多项式模型。结果表明：凸模前端锥角对凸模磨损的影响最显著,而凸模顶部球面半径的影响最小;凸模的最优参数为：工作带高度为17.5 mm、前端锥角为19°、顶部球面半径为13.5 mm。最后对凸模的寿命进行了估算,并与实际寿命进行了比较,同时获得了外观较好的万向节滑套。     

微反挤压数值模拟与实验研究

将退火后的T2紫铜圆柱坯料进行常温压缩实验,根据所得应力应变曲线,采用DEFORM-3D模拟杯壁厚度为0.5mm的杯形件的微反挤压成形过程。研究了凸模速度和摩擦系数对材料等效应变分布和凸模载荷的影响。结果表明,凸模速度越大,材料等效应变差值越大,变形越不均匀,但对凸模载荷无明显影响。摩擦系数越大,材料变形越不均匀,且凸模载荷明显增加。根据模拟结果选择合适的工艺参数进行微反挤压实验,实验所得杯形件晶粒变形较均匀,与模拟结果较吻合。     

镁合金空心坯料挤压成形工艺研究

对挤压成形过程中的坯料尺寸及模具形状对成形的影响进行了计算机模拟。由模拟结果可知,在采用无芯轴凸模挤压时,挤压力随着行程的增加而增大,随着空心坯料内径的增大,挤压力增加的速度减慢,但最大挤压力变化不大。在采用带芯轴凸模挤压时,最大挤压力明显减小,随着芯轴直径的增加,最大挤压力是逐渐下降的,最大挤压力可以降低25%以上。     

楔块锁模空心枝形件闭式挤压模具设计

因空心枝形件形状所致,其挤压成形无法采用上模插入下模的闭式锻模结构.本文论述了空心枝形件闭式挤压工艺,给出了空心枝形件闭式挤压新型模具结构和设计要点.该模具采用楔块锁紧上凹模与下凹模对合结构,锻件在两个凹模和两个凸模形成的封闭模腔中挤压成形,生产的锻件无飞边.     

挤压温度对温挤压模具载荷和应力的影响研究

在生产中发现,当生产挤压壳体零件的不足200件时,多数模具因反复受载而开裂失效,而挤压温度的高低直接影响模具承受载荷和应力的情况。基于此,利用Deform仿真模拟软件及工艺试验来探讨挤压温度对模具载荷和应力的影响规律,寻找合理的挤压温度范围用以提高模具寿命。通过模拟获得温挤压时模具温度场分布图,不同温度下凸模载荷、凹模载荷与挤压行程的关系曲线图,凸模等效应力、凹模等效应力与凸模冲程的曲线关系图。采用相同的参数对壳体零件进行了实际加工,实验与模拟结果较吻合。通过分析可知:对模具材料3Cr2W8V钢进行温挤压时,挤压温度不低于700℃时,可以有效避免模具开裂,有效提高模具寿命。     

《冷挤压模具设计与制造》讲座(连载十三)

第5讲冷挤压模具设计5.4模具工作部分的设计5.4.1反挤压凸模设计反挤压凸模一般由夹紧和成形两部分组成,如图5-17a所示;当依靠模口导向时,则应由夹紧、导向和成形3部分构成,如图5-17b所示。(1)设计时应注意的问题。反挤压凸模的工作条件最为恶劣,因此根据挤压件形状、尺寸、精度要求以及生产批量等因素确定设计方针。一般应注意如下一些问题。a.为了保证凸模装卸简便、紧固可靠,凸模的夹紧部分一般做成阶梯形或锥形。b.当凸模带有导向部分时,导向部分长度按开     

等温反挤压中挤压件抱模的防治方法

分析了等温反挤压时产生抱模现象的原因 ,并从工艺和模具结构方面探讨了排除抱模的措施和防止抱模方法 ,对反挤压模的设计有一定的参考价值     

三柱槽壳反挤压变形规律及提高反挤端面平齐度的凸模结构设计

某三球销式万向节三柱槽壳温反挤压成形后存在杯口端面不平齐的问题,通过对原工艺进行数值模拟分析,考虑其杯部非轴对称结构特点,重新设计了反挤压凸模,对凸模侧壁挤压工作带的高度与底面不同区域的锥角进行了差别设计:距离中心较近区域所对应的反挤压凸模设置较大的工作带和较小的锥角;距离中心较远的区域所对应的反挤压凸模设置较小的工作带和较大的锥角。有限元数值模拟结果表明,采用改进的凸模结构进行三柱槽壳反挤压成形,杯口端面平齐度得到了明显改善,其不平齐高度差值由原来的3.84 mm减少到2.17 mm。参照模拟结果进行生产试验,获得试样的杯口端面不平齐高度差值为2.32 mm,与模拟结果较接近,改进的反挤压凸模结构不仅减少了三柱槽壳挤压件的机加工余量,而且提高了材料利用率。     

基于人工神经网络的QCr0.5热反挤压力预测模型

以铬青铜热反挤压过程中凸模锥角、断面缩减率以及温度和挤压力的关系为研究对象，在Matlab语言环境下，以高温反挤压试验数据作为训练和预测样本，用2、3节点的双隐层BP型神经网络对钢材单位挤压力进行了预测。结果表明此方法预测铬青铜反挤压力是有效和可行的。     

钛合金实心锭穿孔挤压穿孔过程有限元分析

探明实心锭穿孔过程的材料流动和穿透断裂行为对高性能优质无缝管材的实心锭穿孔挤压推广应用具有重要意义。以直径200 mm实心锭为原料,穿孔挤压成直径80 mm、壁厚10 mm的钛合金管材为研究对象,基于DEFORM-2D软件环境,建立了能够描述材料流动和穿透断裂行为的实心锭穿孔挤压穿孔过程的热力耦合有限元模型。研究分析了2种形状穿孔冲头的穿孔过程。结果表明:穿孔初始阶段变形行为类似正挤压,随后材料反向流动,堵头去掉前都是反挤压变形;正挤压变形下穿孔力迅速上升,上升至稳定值后开始反挤变形,去掉堵头后的穿透断裂阶段穿孔力迅速下降;采用圆柱形穿孔冲头情况下反挤时穿孔力变化幅度不大,而采用瓶形穿孔冲头情况下的穿孔力稳定一段时间后再次显著增加,瓶形穿孔冲头的穿孔力远大于圆柱形穿孔冲头的穿孔力;穿透断裂阶段,圆柱形穿孔冲头下的断裂行为类似于冲裁断裂,而瓶形穿孔冲头下的约束增强,其断裂面近似呈L型。     

空心六角法兰面螺栓冷挤压成形工艺与同心度分析

分析了金属反挤压时内部各质点的流动规律与空心六角法兰面螺栓的结构特征,其最大特点是在保证同心度为0.2 mm的前提下,成形孔径比高达6.5的深孔,并初步设计4工位冷挤压成形工艺。运用DEFORM-3D重点研究了工序3深孔预成形过程,在刚性平移区选取4个点,利用点追踪方法,以所选点的径向偏移量为评价标准,研究了圆锥凸模、平底锥形凸模、球头凸模和平底凸模4种凸模结构对深孔同心度的影响程度。同时,对比成形初期金属流动情况、行程载荷,综合结果表明:圆锥凸模能在较低的成形载荷下得到良好的金属流线,有利于提高制件同心度。最后,通过JBF-19B-4S螺栓冷镦机进行试模,生产出成形饱满、无缺陷,且同心度达到设计要求的制件,为深孔类零件冷挤压成形提供了一种参考。     

铝质软管冷挤压成形工艺及模具

通过对铝质软管挤压工艺的分析,得到了适合于冷挤压成形的软管深度、壁厚和内孔带阶梯的杯形件的小孔长径比等方面的参数;确定了坯料的形状尺寸、坯料成形前的软化处理和表面处理方式、挤压过程中的润滑,设计了挤压模具结构,并在模具工作部分结构上采用组合式凸模、芯轴冲头兼做辅助导向、模杆的紧固和自定心等方面进行了创新设计,满足了工艺需要.     

氧枪喷头底座挤压模失效分析

采用MSC/Superform软件对氧枪喷头底座挤压凸模的工作过程进行数值模拟,通过模拟得到凸模在挤压过程中温度场和应力场的变化规律,从模具的受热和受力2个方面探索凸模失效的主要原因,提出改进措施,延长模具的使用寿命。     

Deformation and microstructure characterization during semi-solid extrusion of Al-4Cu-Mg alloy

Effects of the process parameters, including deformation temperature, punch velocity and extrusion ratio, on the deformation and microstructure characterization during the semi-solid extrusion of Al-4Cu-Mg alloy, were investigated. The experimental results show that the load decreases with an increase of deformation temperature and/or a decrease of punch velocity. When the displacement is more than 4 mm, the load decreases significantly with an increase of the deformation temperature, which is related to the high liquid fraction. The microstructure varies with the process parameters and deformation regions. It can be found that the dynamic recovery occurs during the semi-solid extrusion of Al-4Cu-Mg alloy at lower deformation temperature. Subsequently, the microstructure elongated gradually polygonizes with an increase of deformation temperature. So, the higher deformation temperature should be chosen during the semi-solid extrusion of Al-4Cu-Mg alloy because the grains polygonized and high liquid fractions are beneficial to deformation.     

内燃机用保护螺母温挤压成形模具设计及ANSYS分析

研究了DF7C型内燃机车中的气缸螺栓保护螺母的温挤压成形工艺,确定了其成形毛坯、挤压温度、模具预热温度、模具的冷却与润滑方式等.设计了温挤压成形时阶梯轴型凸模和组合式凹模的模具结构,并利用ANSYS软件对其强度进行了有限元分析.结果表明,所设计的气缸螺栓保护螺母的模具结构是合理的,满足生产要求.经实际生产证明,该零件的下料重量由原来自由锻生产的3.85 kg下降为现在的1.3 kg,材料的利用率由原来的22.7%提高到现在的83.6%,每年可节省钢材4t多.这为生产相似零件提供了有益的依据和成功的经验.     

挤压缩口工艺中缺陷的研究

针对钻杆接头挤压缩口成形过程中产生连皮四周出现缺肉及折叠缺陷的现象,采用三维有限元模拟软件Derform-3D,对整个缩口过程及成形影响因素进行了模拟分析,发现缺陷的产生主要是由反挤压与缩口同时进行时成形件底部金属复杂流动引起的.通过对冲头形状、凹模型腔及摩擦系数等成形影响因素分析,确定出缩短冲头长度、适当增大冲头直径...     

剪挤工艺成形力的计算与试验分析

由于难以准确计算剪挤工艺的成形力,导致含有剪挤工艺的级进模易出现模具偏载问题。通过对剪挤成形过程分析,采用类上限法与功平衡法进行计算,推导出面向剪挤成形过程的最大成形力计算公式。该力学模型考虑了材料力学性能、凸模尺寸、凹模尺寸和材料几何尺寸等对成形过程载荷的影响。通过与试验结果进行对比分析,验证了模型的有效性。     

钟形壳温-冷联合挤压工艺优化分析

根据挤压成形理论,分析、制订了钟形壳温-冷联合挤压成形工艺。采用数值模拟和工程实践相结合的方法,对钟形壳成形过程进行数值模拟和工艺优化。针对初始工艺试制中出现充填不满的缺陷,通过分区转移和材料分流的方法进行工艺方案的改进。制定的优化工艺方案为温反挤(锥冲头)—整形(凹模车沉孔D60)。对方案结果进行验证说明,采用该方案得出的金属流线合理,微观组织符合要求。