AZ80镁合金锥形件内环筋挤压成形工艺参数研究

镁合金锥形件内环筋通过旋压无法形成高筋。因此,提出斜楔加载整体成形工艺。通过DEFORM-3D软件模拟了AZ80镁合金锥形件内环筋成形过程,采用正交试验法分析了反挤成形过程中挤压温度、挤压速度、分瓣凸模圆角半径对成形过程中最大载荷和平均应变的影响,并对金属流动和等效应变规律进行了分析。结果表明:AZ80镁合金锥形件内环筋的最佳成形温度为410℃,最佳挤压速度为2 mm/s,最佳分瓣凸模圆角半径为55 mm。通过实验,环筋部位填充饱满,零件达到使用要求。     

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。     

铝合金锥形挤压件厚度均匀性控制技术

采用有限元方法对典型的深腔薄壁7075超硬铝合金锥形件挤压成形过程进行了数值模拟仿真和分析.优化了预成形工艺参数及凸模结构.仿真结果表明:终成形时坯料的定位是决定其壁厚分布的关键因素;预成形时采用满压型方式,将凸模的锥角控制在14°～16°之间,利用凸、凹模自导向,可降低成形过程中的材料损伤,并可有效的提高终成形制品的壁厚均匀性.根据仿真的优化参数进行试验验证,结果表明:优化的挤压工艺参数及模具,提高了多工序挤压时深腔薄壁件壁厚的均匀性.该方法应用于壁厚为10mm,腔深270mm的超硬铝合金锥形件的挤压成形生产.在壁厚允差小于1.2mm的要求下,制品的合格率由原来的12%提高到了90%以上.     

铝合金不等高盒形件充液成形过程预胀形效应(英文)

利用数值模拟和实验方法研究预胀形对不等高平底异形盒形件充液成形过程的影响,探讨预胀高度和预胀压力对成形结果的影响规律,优化压力加载路径。结果表明:预胀形对成形结果影响较大。过高的预胀高度会导致不等高盒形件最低拐角区凸模圆角处的裂纹和折痕,过低的预胀高度会导致最高拐角区凸模圆角处的破裂。当预胀高度在合理范围时,预胀压力对筒壁最高拐角区凸模圆角处的破裂影响较小。但是,过大的预胀压力会导致筒壁最低拐角区凸模圆角附近产生裂纹及褶皱。合理预胀高度和预胀压力可有效控制失效形式的发生。     

薄壁双杯形件的成形工艺

研究了双杯形件带一定深度的薄壁难成形区的成形问题,对带型腔结构凸模、开放式凸模、薄壁成形区入口不同圆角半径和底部不同倾斜方向的不同方案进行了数值模拟与分析。通过分析凸模行程载荷、成形过程金属流动和薄壁充填情况来优化方案,并对比了不同方案的等效应变和材料利用率,确定了最优成形方案。结果表明,开放式凸模能有效降低载荷,顶块圆角半径可减小至3 mm,顶块侧面向外倾斜较好。采用最优方案进行实验验证,得到了符合要求的双杯形件。     

双相不锈钢大型封头成形多目标优化设计

基于正交试验法应用有限元数值模拟对双相不锈钢大型封头成形的工艺参数进行了系统性的多目标优化研究,利用直观分析法和排队评分法获取了凸凹模间隙、凹模入口圆角半径、拉延筋高度、拉延筋形状、拉延筋位置对成形质量、减薄率、回弹量的影响主次,得到了最优工艺参数组合,并对优化结果进行了生产验证。结果表明:采用凸凹模间隙11 mm,凹模入口圆角半径40 mm,位置在中间高度为20 mm的矩形拉延筋得到的封头无起皱、鼓包等成形缺陷,且封头最小壁厚为9.33 mm,最大壁厚为11.19 mm,回弹量较小。生产实际与模拟结果基本一致。采用该组工艺参数能提高双相不锈钢封头的成形质量。     

旋转挤压裂纹萌生趋势的数值模拟

针对旋转挤压成形易产生裂纹的问题,利用Deform-3D有限元软件对AZ31镁合金旋转挤压过程进行了裂纹萌生的模拟,研究凸模在轴向-周向加载和径向-周向加载过程中,凸模圆角半径与摩擦系数对试样裂纹损伤分布的影响。结果显示,摩擦系数越大,裂纹损伤因子越大;凸模圆角半径越大,裂纹损伤因子越小,虽然凸模圆角半径R大于8 mm时裂纹损伤因子仍在减小,但是考虑工艺及材料利用,凸模圆角半径R为8 mm时最佳。通过单独径向、周向旋转挤压数值模拟,并与实验结果对比验证,得到轴向-周向加载下,筋部上区域损伤最大;径向-周向加载对试样的损伤影响较小。     

关键工艺参数对铝合金斜法兰非轴对称盒形件充液成形的影响

铝合金斜法兰非轴对称深腔盒形件成形过程中受力变形复杂。通过理论分析计算、有限元分析软件Dynaform的数值模拟及试验,对成形工艺进行了优化。针对该零件充液拉深过程易出现的破裂、起皱现象,研究了预胀形高度、预胀形液室压力、液室压力加载路径对零件法兰最高处D侧与最低处B侧凸模圆角区域在板料成形过程中壁厚变化的影响。结果表明,预胀形高度越高或预胀形液室压力过大,零件B侧与D侧凸模圆角在成形后壁厚减薄越严重;预胀形高度过低也会导致D侧凸模圆角在成形后发生严重减薄。预胀形结束后,液室压力加载过快,易发生褶皱,达到临界液室压力后,可以有效抑制板料壁厚过度变薄。     

磁控排气管挤压成形的分析与参数优化

根据挤压成形理论,分析、制定了磁控排气管挤压成形工艺,采用Deform-3D软件对零件的成形过程进行模拟,应用正交模拟试验和回归试验以及工程试验研究相结合的方法,对微波炉磁控排气管金属冷挤压成形规律进行了研究,对工艺参数进行了优化.确定了模具结构参数的优化组合为:凸模内圆角r1=0.8 mm,凸模外圆角r2=0.8mm,凹模内圆角r3=0.2 mm,凹模外圆角r4=0.8mm.工艺参数的优化方案为:坯料直管长度x1=30nm,坯料锥角x2=120°,摩擦因子x3=0.1,挤压速度x4=180 mm·s-1.实现了薄壁空心杯杆件的复合挤压成形.     

中厚板的反挤凸柱成形规律

运用有限元软件DEFORM-3D对5 mm厚的20钢中厚板进行了反挤凸柱成形模拟研究,对比分析了封闭式模腔、全开式模腔、半开式模腔挤压成形时材料的变形特点。研究揭示了3种成形方式下金属的流动规律、等效应力及等效应变的分布、载荷与行程的关系,从而可根据成形载荷、凸柱高度与凸凹模行程的关系来合理选择模腔形式。进而研究了凸凹模圆角半径、凸柱直径与坯料初始直径之比d/D、凸凹模下行速度等因素对于各挤压方式下凸柱高度的影响。最后,选取半开式模腔成形凸柱进行实验,实验结果和有限元模拟结果符合较好,验证了有限元模拟的准确性。     

C10100铜合金管挤压成形过程的有限元模拟

研究挤压成形工艺中的挤压速度、挤压温度和凹模圆角半径各工艺参数对挤压件成形质量的影响规律。采用有限元模拟软件Deform-2D建立了C10100铜合金的热挤压有限元模型,坯料的成形流变性能按其数学模型从该模拟软件数据库中选取。选择挤压速度分别为40,50和60 mm·s-1,挤压温度为850,900和950℃,凹模圆角半径为10,15,20和25 mm,比较在不同挤压参数下的等效应变值与最大挤压力值的差异。研究结果表明,当最佳工艺参数为:挤压速度50 mm·s-1、挤压温度950℃、凹模圆角半径10 mm时,所得到的挤制管材的表面光洁度及内部组织满足工程应用要求。     

镁合金AZ31盒形件拉深成形有限元模拟分析

摘 要:利用有限元数值模拟分析了各工艺参数(拉深温度、凸模圆角半径及凹模内圆角半径)对镁合金AZ31盒形件拉深成形性能的影响,并通过实验进行了验证.结果表明:采用最佳拉深温度和最佳的凸模圆角半径、凹模内圆角半径可以有效地改善厚度为0.5mm的镁合金AZ31板材的拉深成形性能.     

2250mm薄壁封头外环约束无模旋压的壁厚精度

针对薄壁封头在传统中心约束旋压过程中出现的壁厚不均匀性问题,构建了2250mm大型薄壁封头外环约束无模旋压的1∶1三维有限元模型。研究了进给率和旋轮圆角半径对旋压件的壁厚精度影响规律。研究表明,在第一道次剪切旋压中,小的进给率和圆角半径对目标构件的壁厚精度有利,在后续扩径旋压中,进给率和圆角半径越大,壁厚均匀性越好。同时,采用通过模拟仿真得到的最优工艺参数,在外环约束无模旋压平台上成功旋制出了2250mm大型薄壁封头构件。采用超声波测厚仪测量成形件沿母线方向的壁厚,其壁厚波动规律与仿真结果基本一致,且壁厚均匀性良好。     

汽车飞轮盘温冲锻成形工艺研究

飞轮盘为大尺寸、变壁厚零件,采用先切割后焊接组装的加工方式,工序多,周期长,成本较高.采用冲锻成形新工艺成形该零件,并借助有限元模拟软件DEFORM-2D,对成形过程和模具关键尺寸进行了优化分析.为成形零件R5 mm内圆角,采用两步成形,即预成形时采用大半径圆角凸模拉深并利用镦粗凸模镦粗侧壁,终成形时将拉深凸模换为R5 mm圆角的凸模并将零件镦粗到要求尺寸.优化后的模拟结果显示成形良好,为实际生产提供了一定的参考依据.     

大直径薄壁管双扩口成形机理与工艺研究

为了研究大直径薄壁铝管双扩口成形机理与工艺,采用有限元模拟和实验相结合的方法,建立了有效的大直径薄壁铝合金管多道次冲压双扩口成形及回弹有限元模型。采用该模型,基于载荷-位移曲线和管件的变形行为对冲压双扩口成形过程进行划分和描述,揭示了其成形机理。研究发现:双扩口成形中主要存在内层不平的缺陷,这主要是管端拱形内层(由直壁段内翻形成)受上模扩口力作用而造成的。该缺陷主要受内翻凸模尺寸参数的影响,采用圆角模内翻,当圆角半径为3 mm≤r≤4 mm时可以获得成形质量较好的双扩口件;采用锥形模内翻,当半锥角60°≤φ70°时,管件不发生失稳,内翻效果较好。     

基于ANSYS的钎头壳体温挤压凸模等效应力分析

运用有限元分析软件ANSYS的接触分析,对钎头壳体温挤压凸模进行了数值模拟。从不同摩擦系数和不同转折处圆角半径两个方面,对凸模挤压过程进行了轴对称分析,得到了凸模的等效应力场分布,得出凸模工作的危险区域,确定了凸模和坯料之间的摩擦系数取值在0.1左右,凸模转折处圆角半径取值3mm。结合工业考核,对挤压工艺和挤压模具进行了优化。     

大直径薄壁铝合金封头剪切旋压成形研究

应用ABAQUS/Explicit软件平台建立了大直径薄壁铝合金封头剪切旋压成形过程的有限元数值模型,通过数值模拟对大直径薄壁铝合金封头在剪切旋压过程中的应力应变分布进行了分析,获得了工艺参数对成形质量的影响规律为:随旋轮圆角半径R、旋轮进给比f及芯模转速n的增大,旋压件的不均匀变形度呈增大趋势;随旋轮圆角半径、旋轮进给比的增大,旋压件壁厚极小值逐渐减小;随芯模转速提高,壁厚极小值增大,旋压件壁厚极大值对工艺参数的变化不敏感。在此基础上确定了优化工艺参数为:R=12 mm,f=1 mm·r~(-1),n=40 r·min~(-1),并进行剪切旋压成形试验,获得了质量合格的Ф2600 mm大直径薄壁铝合金封头样件。     

拉深筋对金属板材成形极限的影响

为了提高拉深成形数值模拟中破裂缺陷的预测精度,针对拉深成形工艺中拉深筋对金属板材成形性的影响展开了研究。设计加工了3种不同高度的凸筋镶块和3种不同肩圆角半径的凹筋镶块,将凸筋镶块与凹筋镶块组合出不同截面尺寸的拉深筋,然后并将金属板材拉过拉深筋,然后分析了过筋产生的预应变以及拉深筋的截面几何参数对板材成形极限的影响规律。结果表明,板材流过拉深筋后,板材的成形极限提高,成形极限曲线在应变空间中向上偏移。在任意一组拉深筋镶块的作用下,成形极限曲线的偏移量与过筋产生的预应变近似呈线性关系;在不同尺寸的拉深筋镶块产生相同大小的预应变时,成形极限曲线的偏移量随着拉深筋高度的增大而增大,随着肩圆角半径的增大而减小。     

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.     

有限元模拟用于优化镁合金板碟形拉深成形的模具参数

运用有限元的方法,对厚度1.2mm、直径52mm的AZ31B镁合金板常温冲压成直径为29mm的碟形件进行模拟,通过分析模具参数对最大主应力值及拉深性能的影响,优化出适合于该工艺的模具参数,并进行相应的试验。模拟结果表明,凹、凸模圆角半径、凹凸模间隙的优化,能降低最大主应力值并延缓裂缝的产生,从而提高镁合金塑性成形性能;模拟得到较优凹模圆角半径2.6mm、凸模圆角半径1.8mm,适宜的凹凸模单边间隙为1.3mm。试验结果表明,高径比随着模具参数的变化而增加,材料的成形性能大幅提高,验证了有限元模拟结论的可靠性。