平底筒形件主动径向加压充液拉深的数值模拟

针对低塑性、大高径比航天铝合金板材零件成形需要,提出了带主动径向加压的充液拉深新技术.通过数值模拟方法,采用动力显式分析软件ETA/Dynaform5.5对5A06铝合金平底筒形零件主动径向加压充液拉深成形过程进行了研究.以零件成形最终壁厚分布为评定标准,分析了不同主动径向压力加载路径对成形质量的影响.通过数值模拟证明了在主动径向加压充液拉深过程中,法兰变形区存在一个应力分界线,随着主动径向液压力的增加,分界线的位置内移.研究表明,采用40 MPa的液室压力加载曲线,并配合45 MPa的主动径向压力加载路径,获得的铝合金平底筒形件的拉深比为3.1,零件质量好.     

筒形件温差拉深数值模拟研究

温差拉深时,温度是影响成形的重要因素。用PAM STAMP对不锈钢筒形件的温差拉深工艺进行了模拟,分析了温度对温差拉深的影响,为筒形件温差拉深工艺的制定提供了依据。     

花键轮套浮动凹模冷挤压工艺研究

花键轮套是摩托车发动机中的关键零件.轮套与飞轮,一种是止口定位,铆钉铆接的连接;另一种是通过渐开线小模数花键定位,并将轮套花键局部塑性变形加以固定.后一种连接方式工艺性较好,但对花键轮套的综合机械性能(几何线性尺寸,渐开线花键尺寸,硬度值)要求较高.对50F、55K、90F、HM125、WYl25轮套进行工艺方案分析及比较,采用了浮动凹模冷挤压新工艺;工艺获得了成功,满足了用户对产品的要求,实现了国产化,替代进口产品,获得了较好的社会效益和经济效益.     

浮动凹模温精密成形圆柱斜齿轮变形规律分析

目的研究采用浮动凹模工艺温精密成形圆柱斜齿轮时,不同凹模运动速度下齿轮力能参数和各种场量变化规律。方法结合浮动凹模原理和圆柱斜齿轮结构特点,利用Defrom-3D软件建立变形-传热耦合有限元模型,模拟圆柱斜齿轮采用浮动凹模温精密成形过程,分析不同凹模运动速度下的变形规律。结果通过模拟分析,得到了凹模运动速度不同时的温成形斜齿轮成形载荷特点、坯料流动速度场分布、等效应力-应变分布、温度场分布等规律。结论采用浮动凹模工艺成形圆柱斜齿轮,可以减小成形力,当凹模运动速度大于凸模下行速度时,齿轮成形性更好。     

大拉深比薄壁筒形件充液成形过程数值模拟

目的利用充液成形工艺成形普通拉深工艺难成形的大拉深比筒形件。方法通过理论公式计算了冷冲压工艺成形该制件的道次,利用有限元软件Dynaform对充液成形过程进行了3个步骤模拟,并研究了第1步拉深时初始反胀高度对成形制件减薄率的影响规律。结果利用理论公式计算,传统冲压方法成形拉深比为3.2的筒形件至少需要5个道次,而采用被动式充液成形方法只需要3个道次。每个道次的最大减薄率都在8%以内,最后得到拉深制件的最大减薄率为8.53%,在安全范围以内;第1步充液拉深时,反胀高度分别为1.75,2.75,3.75,4.75,5.75 mm时,得到制件的最大减薄率分别为5.28%,5.08%,4.8%,5.03%,5.03%。结论充液成形工艺较传统冲压工艺可以大大提高板料的成形极限,减少成形道次,成形制件质量好;合适的初始反胀高度,可以减小成形制件壁厚的最大减薄率。     

2A12 铝合金平底筒形件充液拉深数值模拟研究

目的研究工艺参数对2A12铝合金平底筒形件充液拉深成形的影响规律。方法采用数值模拟方法,研究了液室压力加载路径、成形液室压力、压边力和压边间隙对板材充液拉深成形效果的影响。结果获得了充液拉深成形的失效形式,以及不同工艺参数下零件壁厚减薄率的变化规律。成形前期,液室压力不宜过大,最大液室压力在10~25 MPa之间,压边间隙在1.05~1.15mm之内,可有效避免零件过度减薄和法兰起皱。结论合理的液室压力加载路径和压边间隙,可以有效地控制零件法兰区起皱,防止凸模圆角处破裂。     

基于数值模拟的盒形件拉深成形变拉深筋技术研究

以盒形件为研究对象,建立了盒形件拉延筋成形的数值模型,分别对盒形件固定拉深筋和变拉深筋成形进行了数值模拟研究,并进行了工程试验的验证,对结果及误差进行了分析,实现了基于拉深筋高度变化的变拉深筋技术.这种方法能有效发挥板料成形性能,提高零件拉深成形质量.     

小曲率轿车覆盖件拉深模设计

在分析小曲率轿车覆盖件成形特点的基础上,指出采用阶梯拉深是提高材料塑性变形、减少回弹的有效措施,以一个典型零件--前盖外板为例,设计了其拉深工艺补充面,并给出了有限元模拟结果以验证有效性.     

TA1纯钛微型杯件软模微拉深成形工艺研究

目的 提高现有微成形工艺的可成形性,解决薄板易破裂等缺陷,探究薄板软模微拉深成形工艺的工艺参数对成形性的影响,致力于制造具有更大拉深比的微型杯件。方法 采用退火后的纯钛薄板作为原始板材,设计了薄板的软模微拉深成形模具进行实验。实验中探讨了工艺参数和材料参数对微型杯件极限拉伸比的影响。工艺参数包括压边力、橡胶性能和润滑方式,材料参数主要是晶粒尺寸。结果 通过控制压边力能够避免微拉深工艺中的缺陷。压边力过低会导致法兰区域起皱,压边力过高会导致上圆角部位破裂。采用刚度系数为72N/mm的压边弹簧能够有效避免起皱和破裂。选用硬度为65HA的聚氨酯橡胶能够成形出极限拉深比最大（为2.64）的纯钛微型杯件。软模微拉深工艺必须采用有效的润滑方式来提高板材的流动行为。采用蓖麻油润滑能够有效避免微型杯件的破裂缺陷。板材的晶粒尺寸对极限拉深比的影响是最强烈的。晶粒尺寸为8.4μm的纯钛薄板能够制造出极限拉深比为2.64的微型杯件,而随着晶粒尺寸的增大,微型杯件的极限拉深比显著下降。结论 通过软模微拉深工艺并且采用合适的工艺参数成功制备了极限拉深比为2.64的微型杯件,与现有工艺相比,所获得的微型杯件的极限...     

筒形件反拉深数值模拟的关键技术

结合对Numisheet’99标准考题的模拟研究，论述了反拉深成形过程有限元模拟的关键技术问题，涉及反拉深成形过程的强化模型、接触、起皱、破裂及回弹计算等，并介绍主要模拟结果。     

Effects of Loading Paths on Hydrodynamic Deep Drawing with Independent Radial Hydraulic Pressure of Aluminum Alloy Based on Numerical Simulation

In order to meet the forming demands for low plasticity materials and large height-diameter ratio parts, a new process of hydrodynamic deep drawing （HDD） with independent radial hydraulic pressure is proposed. To investigate the effects of loading paths on the HDD with independent radial hydraulic pressure, the forming process of 5A06 aluminum alloy cylindrical cup with a hemispherical bottom was studied by numerical simulation. By employing the dynamic explicit analytical software ETA/Dynaform based on LS-DYNA3D, the effects of loading paths on the sheet-thickness distribution and surface quality were analyzed. The corresponding relations of the radial hydraulic pressure loading paths and the part＇s strain status on the forming limit diagram （FLD） were also discussed. The results indicated that a sound match between liquid chamber pressure and independent radial hydraulic pressure could restrain the serious thinning at the hemisphere bottom and that through adjusting radial hydraulic pressure could reduce the radial tensile strain and change the strain paths. Therefore, the drawing limit of the aluminum cylindrical cup with a hemispherical bottom could be increased significantly.     

底支撑拉深工艺及模具设计

通过对底支撑加工工艺进行分析,介绍了底支撑拉深模具结构及工作过程,给出了该零件的工艺计算方法,提出了拉深凹模和凸模的设计方法,并对生产中出现的问题,提出了改进措施,保证了底支撑拉深成形的顺利进行。     

方盒形件混合分块压边拉深工艺研究

目的 提高盒形件拉深成形过程中的成形件质量及成形极限。方法 提出混合分块压边方法,即将法兰区的4个直边区和4个圆角区沿周向分开进行压边,并在每个圆角区分别采用径向分块压边。采用有限元方法,结合正交试验,对压边圈的分块位置及压边力的分配方案进行优化设计,并通过实验比较分别采用混合分块压边方法和整体压边方法时方盒形件拉深成形的抑制起皱效果及成形极限。结果 有限元模拟和实验结果表明,采用混合分块压边方法,成形件皱纹最大幅值及最大减薄率显著减小,板料最小厚度增加,有效降低了成形件的起皱和破裂风险。结论 新方法抑制起皱的效果显著优于普通压边方法,在合理的工艺条件下,板料的成形极限也得到明显的提高。     

多道次拉深复合成形工艺研究

以典型深拉深件滤清器罩壳为研究对象,对其原有成形工艺方案进行分析,提出采用多道次拉深挤切复合成形的工艺方案,设计出了集落料、拉深、修边、整形于一体的复合成形模具.提高了生产效率和生产安全性,降低了生产成本.     

亚热精密成形过程模具磨损的数值模拟研究

采用数值模拟技术分析了亚热挤压成形阶段坯料及模具上的参量变化。基于修正的磨损模型,将其引入到有限元数值模拟软件中,对亚热挤压过程中模具磨损量的变化情况进行了分析,得到了不同变形阶段的瞬时磨损曲线及一次成形结束时的综合磨损曲线。利用研究结果对模具的磨损寿命进行了预测,与实际情况对比,两者吻合较好。     

口模拉伸共聚高密度聚乙烯的动态力学分析

共聚HDPE的DMA结果表明,β松驰峰是以往均聚HDPE所没有的。它应归属于HDPE中丁基的运动,随着拉伸比的增大,γ峰的强度变弱,非晶区的有序化程度提高,α松驰则是一个多重转变过程,代表球晶结构中的颗粒疆界或层状片晶之间滑移运动α3的退化,以及代表纤维结构微原纤或原纤之间折叠区运动的α的强化,从分子运动的角度反映了共聚HDPE经口模拉伸后由球晶结构向纤维结构的转变。     

皮带轮圆筒形凸台多道次拉深成形工艺研究

目的研究皮带轮圆筒形凸台多道次拉深成形工艺过程。方法根据拉深系数计算拉深道次,并采用有限元模拟软件模拟分析多道次拉深成形过程。结果根据计算,需采用八道次拉深成形筒形凸台,成形过程中最大等效应力、应变分布在凸模、凹模圆角位置处及筒壁外表。随着道次增多,坯料内累积的等效应力应变值增大。结论八道次拉深成形后,坯料内累积的应力应变值较大,筒形凸台尺寸符合要求,成形质量较好,根据模拟结果成功进行了生产试制。