5A06铝合金带筋盒体件挤压缺陷的模拟分析及优化

为了获得综合性能良好的5A06铝合金带筋盒体挤压件,结合其复杂的形状结构特点,提出采用整体挤压成形工艺方案,对提出的成形工艺方案进行有限元模拟,模拟的结果中存在盒底局部区域填充不饱满,有凹坑、折叠、部分筋条高度不够等缺陷。结合所产生的缺陷分析其产生的原因,改进成形工艺方案,最终确定优化后的挤压方案为:其一增加预成形工序,使得毛坯的分布更加趋近于挤压件的整体结构,同时预成形时先挤出侧筋,以保证底筋充填饱满及侧壁高度达到产品要求且不产生折叠;其二优化模具结构,适当增大凸模筋部圆角半径,同时将盒体底筋对应折叠处的凸模部分缩短10 mm。     

2A12铝合金带筋薄壁梯形环件挤压成形研究

为了克服2A12铝合金薄壁梯形环件不同壁厚及不同的内部形状立筋难以成形的问题,采用了预成形+反挤压成形工艺方案。对不同凸模型腔最低高度和凸模圆角半径的薄壁梯形环件的成形进行了数值模拟和分析。利用统计软件进行了回归分析。结果为:当预成形凸模压下量为8.87 mm、凸模型腔最低高度为14.25 mm、凸模圆角半径为15.71 mm时,挤压过程中梯形环件立筋成形良好,各部分壁高协调生长,立筋底部缺陷消失,梯形环件的等效应变分布较为均匀。采用优化后的工艺参数和模具对模拟结果进行了验证,得到了符合尺寸精度要求的梯形环件。     

预成形件对超高强钢板热冲压减薄率的影响

为了降低超高强钢板在热冲压过程中的减薄率,以车轮侧盖为研究对象,设计了4种预成形件结构方案,通过有限元模拟分析预成形件形状、尺寸对减薄率的影响,基于模拟结果,进行了预成形件热冲压实验。结果表明:热冲压件的显微组织为板条马氏体,显微硬度达到460 HV以上;零件球窝处材料减薄率最大,预成形有利于降低材料减薄率;预成形件储料面积越大,热冲压件材料减薄率越小;预成形件为深度为22.8 mm的圆拱形储料结构且切角时,材料减薄率最小,为11.67%,壁厚均匀性较好。实际热冲压实验结果和数值模拟结果基本一致。     

某复杂盒体零件成形工艺

研究了某复杂盒体,零件属于形状复杂、体积分配不均匀且截面不对称的构件。该盒体在直接采用板料进行挤压过程中,材料出现非等速流动而形成缺陷,影响零件的性能;获得的挤压件开口端不平整,材料利用率低。对该铝合金复杂盒体零件进行计算机有限元模拟,详细分析该盒体在挤压过程中出现的缺陷与不足,并提出合适的解决方案,即增加预成形工艺、改进预成形坯的形状。根据计算机有限元模拟的结果,制定合理的成形工艺路线,即下料-预成形-终成形,确定预成形坯的形状。通过实验验证,获得合格的挤压件。针对此类零件可以通过增加成形次数、优化预成形坯形状等方法来克服成形过程中产生的缺陷,提高材料利用率。     

带枝桠筒形件挤压成形工艺研究

为了获得综合性能优良的某铝合金带枝桠筒形挤压件,结合其形状特点,首先提出了一次整体挤压成形工艺方案。通过有限元模拟对成形工艺方案进行验证,结合一次整体成形中所产生缺陷进行工艺改进。并提出两种改进方案,通过有限元模拟验证,方案1为下料热处理预成形热处理终成形(冲盂成形)机械加工,获得的挤压件金属填充不饱满;方案2为下料热处理反挤压成形热处理终成形(翻边成形)机械加工,获得了合格的挤压件。对方案2的载荷位移曲线变化规律及曲线上特殊节点产生原因进行了分析,初步确定了方案2的可行性;对方案2进行模具设计并进行工艺试验。试验结果表明,采用方案2的挤压成形工艺最终得到了填充效果良好、符合生产要求的带枝桠筒形挤压件。     

曲面形件拉延变形过程数值模拟

运用有限元模拟软件MSC.Marc对不锈钢带凸缘半球面形件和抛物面形件进行了数值模拟研究.首先采用拉延成形方式对半球面形件和曲面形件进行数值模拟,模拟了它们在不同工艺参数下的成形过程.从模拟结果中分析应力、应变和材料厚度的分布与变化,分析了凹模圆角半径、凸模形状对拉延成形过程的影响,得出在拉延成形方式下,凹模圆角半径R=10 mm时成形性与成形质量最佳;为了比较不同成形工艺对曲面形件成形的影响,对半球面形件进行了胀形成形模拟,采用相同的分析方法得出,胀形时的变形程度较大,胀形后的材料厚度较薄,坯料没有增厚现象.     

双管带隔筋件隔筋形状对内外管成形的影响

为了获得综合性能良好的某铝合金双管带隔筋挤压件,对提出的整体挤压成形工艺方案进行有限元模拟,模拟结果中存在折叠、挤压力大、局部强度不足等缺陷.针对所产生缺陷进行成形工艺方案改进,并确定优化后的挤压方案为:双筒带隔筋挤压件连皮在中间,隔筋的上端面倒有呈水滴状的圆弧.通过模拟对改进后的工艺进行验证分析,结果表明:过渡圆角的大小对折叠有较大影响,增大圆角可减小材料向筋部流动的阻力,可以改善材料的流动状态,并获得了最优过渡圆角半径.利用设计的模具进行了实验验证,获得了成形质量良好的挤压件.     

多楔带轮旋压成形预成形工艺参数对腰鼓成形的影响

用腰鼓件成形质量作为预成形工艺参数衡量指标,采用有限元软件MSC.Marc对多楔带轮预成形及腰鼓成形进行了数值模拟,探讨了预成形工艺参数对腰鼓成形的影响,并进行了试验验证。结果表明,预成形时下模端面摩擦属有利摩擦;旋轮底面与下模间隙对最终工件的底部及口部尺寸具有较大影响;旋轮沿径向施加给工件的压下量对腰鼓件质量影响较大。     

奔驰重卡转向节挤压锻造复合工艺的有限元分析

奔驰重型卡车的转向节挤压锻造工艺，分为镦粗、挤压、预锻和终锻4个工步。针对汽车转向节的挤压锻造进行的有限元分析。模拟软件采用Deform 3D，锻件采用刚塑性材料模型，成形过程看作为等温成形。报告给出了毛坯形状和尺寸、锻件形状变化，成形等效应变分布以及载荷——行程曲线等。实验表明，模拟结果和实际成形过程吻合良好。     

镁合金复杂构件预成形体积分配及量化设计

针对镁合金薄壁复杂构件的整体挤压成形难点,利用Deform-3D有限元模拟软件对不同挤压方案成形过程进行数值分析;研究预成形毛坯对成形过程中折叠及充填不满缺陷的影响;基于塑性变形过程中的能量最小原理及阻力最小定律,提出体积分配及材料等距离流动量化补偿法,优化预成形毛坯尺寸及结构。终成形时材料流动速度场分布均匀,成形载荷降低,未出现折叠及充填不满的缺陷,实现了高效、可靠的镁合金异形复杂构件预成形优化设计。成形试验及微观组织、力学性能测试表明,挤压件的尺寸精度、表面质量及力学性能均满足产品服役指标。     

球壳正反拉深复合模设计

针对球壳的具体结构,分析了该类球形零件的拉深成形特点及其传统成形工艺,据此设计了正反拉深复合模,有效改善了薄料的成形性能,一次性完成了零件的拉深,保证了零件的尺寸及形状要求。     

5A06薄壁球壳件涡流检测技术

针对壁厚约为1.5mm的5A06锻轧薄壁球壳工件的加工工艺和内部可能的缺陷形貌,分析了该薄壁件质量的无损检测技术现状和检测难点。设计了含有不同尺寸的模拟裂纹和分层缺陷的对比试样,研制和改进了专用的高灵敏度探头。通过采用优化的涡流检测参数,实现了有效检出5A06薄壁壳体表面5mm×0.05mm(长度×深度)的裂纹类缺陷,具备了检出在1mm渗透深度下的5mm长线形刻槽和0.8mm深度左右的0.5mm面型缺陷的高灵敏度检测能力,并提出了100%检测工件质量的方法。     

电连接器外壳冷挤压工艺分析与数值模拟

针对电连接器外壳冷挤压成形工艺的特点，进行数值模拟分析，设计了合理的成形工艺。通过工艺实验论证，结果表明，设计的工艺能保证获得符合图纸要求的电连接器外壳尺寸。     

转向节的一种半封闭式挤压成形工艺模拟研究

分析并归纳了转向节的形状特点,阐述了转向节预、终锻成形过程的金属流动特性和现有成形工艺存在的缺陷及产生原因.设置镦粗工序,将现有的开式预锻工艺改进为半封闭式的挤压工艺.设计一组不同镦粗高度,模拟优化并验证了镦粗对半封闭式挤压的影响.对所设计工艺流程及所进行的数值模拟进行了生产试制验证,取得了较好的效果.     

Development of controllable spherical fluid friction hinges for exact spatial mechanisms

This paper focuses on the development of a special method for determining the workspace of hexapods. For this purpose, the ranges of possible angle positions of the hexapod-mechanism were determined and a controllable spherical hinge structure was designed. Moreover, the characteristics of the individual aero- and hydrostatic bearing elements and the effect of the single factors on the characteristics of a bearing element were determined; the bearing reaction was controlled by applying pressure with a working fluid. At the same time, the general control characteristics of the bearing element were defined. The controllable spherical aero- and hydrostatic bearing was calculated and designed on the basis of the Monte Carlo method.     

轴向柱塞泵回程球铰副力学特性分析与计算

为探求轴向柱塞泵回程球铰副中球铰的受力情况,建立吸排油2个区的柱塞和球铰的力学模型,并对球铰受到的法向压力进行分析计算。结果表明：回程球铰副受力最大区域分布在吸油区,适当的进油压力能改善回程球铰副的受力〖JP2〗状况,提高泵的使用寿命。排油区柱塞受到的影响相对较小,球铰受到的最大法向压力约为吸油区的1/2;当回程球铰副出现磨损情况时应多从吸油区柱塞受力方面进行分析。研究结论对回程球铰副设计和配对材料的选择具有一定的指导意义     

锥齿轮高频颤振冷挤压数值模拟及模具设计

提出一种锥齿轮高频颤振挤压的成形方式,并设计其成形工艺。通过Deform软件对成形过程进行数值模拟仿真,比较了颤振挤压与传统挤压的变形力、速度场及应力场。结果显示:冲头载荷与传统成形方式相比降低约50%,效果显著;应力状态更为均匀,成形件力学性能优异;齿轮最终成形效果好,齿形饱满。根据设备要求,设计高频颤振发生器,并设计出相应的挤压模具。     

球头碗球面加工组合机床设计

根据球面形成原理,利用铣刀和工件的两个圆运动,合成球头碗的不完整内球面。采用组合机床,结构简单,调整、维护方便,主轴弹性卡头便于工件装卸。对零件尺寸、形状和位置误差进行了分析。通过对铣刀和主轴电机的变频调速,找出最佳切削参数,实现了内球面的高效率高精度加工。     

超越离合器壳体的冷挤压成形加工技术

超越离合器壳体是一种具有复杂内孔型腔的盘状类零件,其异型型腔的加工非常困难。通过控制金属流动,采用合适的凸模结构及合理的坯料形状,对离合器壳体内孔型腔进行了冷挤压成形加工。与传统的切削加工工艺相比,采用冷挤压工艺生产的离合器壳体内孔型腔不仅表面光洁度高、尺寸精度高、尺寸一致性好,而且内孔型腔不再后续机械加工就能满足离合器壳体的设计要求;同时还能够节约材料15%～25%、提高生产效率10～15倍。     

6061铝合金灯具散热底座芯轴挤压成形研究

为了满足6061铝合金LED灯具散热底座芯轴精密制坯要求,根据零件的形状结构特点,制定了复合挤压成形工艺方案;并利用DEFORM-3D有限元分析软件,分别对不同铝坯规格和挤压成形速度下的挤压工艺进行了模拟仿真计算,研究分析了各种方案模拟结果的行程-载荷曲线及金属流线分布。最终确定相对较优的制坯规格尺寸为Φ56 mm×43 mm,挤压速度为30 mm·s^-1。然后进行了设备调试及生产验证。实践表明,挤压成形件与模拟结果基本吻合,产品质量合格、稳定,性能得到提高;与原切削加工方法相比,节省原材料66%。