管材弯曲中外侧壁厚变化的数值模拟

回转牵引式弯曲成形是一种高质量、高效率的管材弯曲成形方式,能够有效地防止起皱、管壁的过分减薄和截面的椭圆化等成形缺陷.以圆形钢管为研究对象,采用有限元软件DEFORM-3D对弯曲成形过程进行数值模拟,找出管壁最大减薄处所在的位置,并获得滚珠与管壁的间隙、滚珠角速度及压力模速度对弯管外侧壁厚变化的影响规律.结果表明,随着滚珠与管壁间隙的增大,管壁受滚珠的影响变小,即壁厚变化较小;随着滚珠角速度的增大,壁厚变化先减小后增大,当滚珠角速度与弯曲模角速度大小相同时,壁厚变化最小;随着压力模速度的增大,壁厚变化渐渐变小,当压力模速度为64.28 mm·s-1时,壁厚变化最小.采用数值模拟后的优化参数在弯管机上进行试制,生产出合格件,模拟结果与实验结果基本吻合.     

弯模间隙对5A06管弯曲横截面畸变及壁厚变化的影响

通过对5A06管材的弯曲实验和不同弯模间隙下的有限元模拟发现：弯管横截面长、短轴变化率和外侧壁厚减薄均随弯曲模间隙的增大而增大,弯管内侧壁厚增厚随弯曲模间隙的增大而减小。采用弯模实际装配间隙进行建模,可获取与实际弯曲更为接近的仿真效果并提高计算精度。     

基于虚拟正交试验的热推弯管工艺参数优化设计

文章对热推弯管成形过程进行数值模拟,选取不同参数和水平进行正交试验设计,将管壁厚度和均匀性量化为壁厚的均值和方差,并基于该两项指标分析试验结果,得出牛角芯模的弯曲角度、扩径比、起始弯曲半径、推制速度、工模间摩擦系数对工艺的影响显著性和规律性,并获得较优的工艺参数值。验证实验结果表明,模拟及正交试验优化结果准确有效,推制管件达到壁厚减薄率和均匀性要求。     

5B02铝合金管件直角推弯成形壁厚均匀性

基于ABAQUS有限元软件平台建立5B02铝合金管件90°推弯成形有限元模型,并进行成形过程的有限元模拟。将模拟结果与实验结果进行对比,结果表明,两者形貌、弯曲部位壁厚分布一致,验证有限元模拟的可信性。通过分析不同成形阶段弯曲内侧与外侧的金属流动与应变场,揭示出5B02铝合金管件90°推弯成形后壁厚分布不均匀的机理。利用模拟方法对比研究内压大小(填料的弹性模量)对壁厚分布的影响,找出了有益于壁厚均匀分布的工艺条件,为实际生产中5B02铝合金管件经90°推弯工艺后壁厚均匀性的控制提供理论依据。     

坯料温度不均对高压气瓶反挤压件质量的影响

通过热压缩实验,得到了34CrMo4合金钢的应力-应变曲线,并根据此曲线建立了材料的峰值应力模型,即Z参数模型。同时,在高压气瓶反挤压工艺中,设置了坯料初始温度不均匀模型。基于有限元模拟技术,应用DEFORM-3D数值模拟软件,对坯料温度不均模型的反挤压过程进行了模拟计算。测量了成形件凸耳及壁厚差的大小,分析了坯料初始温度不均对热反挤压成形件凸耳及壁厚分布的影响。研究表明:随着初始坯料高低温度差的逐渐增大,凸耳高度增大,最大壁厚差也增大;随着反挤压的进行,凸耳高度迅速增加,到凸模下压量达到90%时,凸耳高度增长速度减缓;从反挤压件口部到底部,壁厚差逐渐减小。     

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。     

基于Dynaform的印涂铝盖冲压拉深模具间隙的数字化设计技术

以非线性有限元软件Dynaform为平台,对1716印涂铝盖在不同单边间隙下的冲压拉深过程进行数值模拟,分析了首次拉深工序件的最大壁厚、最大壁厚与最小壁厚差值、壁厚减薄率和最小壁厚随模具单边间隙变化的曲线;同时,综合考虑工序的工艺特点、工艺要求、拉深模的磨损规律、模具寿命要求等诸多因素,最终确定拉深模单边间隙的合理范围,并进行了生产验证。结果表明:拉深模单边间隙的合理范围是0.30~0.31 mm;模具单边间隙为0.31 mm时,工序件最小壁厚最大,减薄率最小;考虑磨损规律和模具的寿命要求,实际生产中模具的单边间隙值可取0.30 mm,可成形出合格的工序件。     

间隙对0Cr18Ni9不锈钢管大曲率无芯弯曲成形性的影响

基于Abaqus有限元平台建立了0Cr18Ni9不锈钢管大曲率无芯弯曲有限元模型,分析了管材与模具间隙对管材弯曲成形性的影响,同时验证了模型可靠性。结果表明:弯管外凸侧壁厚减薄率与管-弯曲模间隙、管-压力模间隙呈正相关关系,而与管-防皱模间隙呈负相关关系;弯管内凹侧壁厚增厚率与管-弯曲模间隙、管-防皱模间隙呈正相关关系,而与管-压力模间隙呈负相关关系;弯管横截面椭圆度与管-弯曲模间隙、管-压力模间隙呈正相关关系,而与管-防皱模间隙呈负相关关系;管材与模具间隙对壁厚减薄率及横截面椭圆度影响的趋势一致。     

模具与管材不同配合条件下中强TA18厚壁钛管数控弯曲变形行为

采用基于ABAQUS建立的中强TA18钛合金厚壁管数控弯曲有限元模型,研究了不同配合参数条件下中强TA18钛合金厚壁管数控弯曲过程中的壁厚变化和截面扁化行为,确定了适合于中强TA18厚壁管数控弯曲的压力模、弯曲模与管材间隙和摩擦的选取原则。结果表明,压力模和弯曲模与管材的间隙,对壁厚增厚率的影响较减薄率的影响显著,过大的压力模与管坯间隙会造成内侧小凸包缺陷,过大的弯曲模与管材间隙会造成外侧壁的严重塌陷。因此,弯曲模和压力模与管材的间隙应取较小的值;压力模和弯曲模与管材间的摩擦,对壁厚变化和截面扁化影响不大,因此,压力模和弯曲模与管材间可选用航空润滑油或拉深油进行润滑。     

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。     

等径三通管整体液压成形壁厚分布规律

对铝合金薄壁三通管壁厚分布规律进行研究。将管坯放入模具型腔,通过轴向进给补料、内部增压,沿下模具型腔中间倒圆角处凸出一个较高的等径支管,形成等径三通管。通过数值模拟和实验对等径三通管整体液压成形的过程进行研究,分析了三通管整体液压成形4个不同阶段的管材壁厚分布规律和管材关键部位壁厚的变化规律。研究发现,成形管材底部的壁厚最大,过渡圆角周边处次之,支管顶端周边最薄。数值模拟和实验结果相吻合,为T型三通管零件生产奠定了基础。     

十字轴套筒精密热挤压新型模具结构

分析了一般的开口式反挤压模挤压杯形件时 ,锻件存在孔口高低不平和壁厚不匀的缺陷 ,提出了一种精密挤压杯形件的新型模具 ,挤压时 ,锻件杯口由背压套施压 ,且依靠背压套限制凸模偏移 ,解决了孔口高低不平和壁厚不匀的问题     

基于制品壁厚中心基准尺寸的挤出模头设计理论研究

分析了聚合物PVC型坯的离模膨胀原因,在挤出模头口模缝隙设计及主体尺寸计算中,引入了离模膨胀比、膨胀牵伸综合系数,论述了基于制品壁厚中心的挤出模头设计方法,比以制品外表面为基准设计口模尺寸的方法误差更小,在此基础上推导出型材主体部分口模缝隙及尺寸的计算公式,并通过计算实例进行了验证。     

铜铝双金属管材挤压成形工艺参数分析

通过对双金属管材挤压成形的有限元模拟发现:当挤压模凹模带有锥角而芯棒为圆柱体时挤压铜铝双金属管材时常出现内层金属断裂的现象.为了解决这个缺陷通过反向思考提出了芯棒带有锥角而凹模为直筒的特殊的模具结构,并结合有限元软件Deform-3D分析了不同芯棒锥角下金属的变形情况,确定了合适的锥角大小,同时对双金属管材内外管材的厚度比也有限制要求,成功实现了铜铝双金属管件的挤压成形.通过对挤压过程中的芯棒进行强度校核对此挤压模具的结构进行了设计.     

行波管零件挤压成形质量影响因素分析

以电子行业中铣床加工的行波管零件作为研究对象,其加工形状复杂、尺寸小、形位公差要求高、加工难度较大,生产成本较高。针对这些要求和问题,设计了两种冷挤压成形方案,并利用Deform软件对成形过程进行了数值模拟,依据仿真结果采用了有四周约束的凹模,同时分析了上模加载速度、摩擦系数和保压时间对最终产品质量的影响。最终以尺寸相对偏差为评价指标,通过正交实验得到了行波管零件挤压成形最佳工艺参数组合:上模加载速度为60 mm·s^-1、摩擦系数为0.08、保压时间为3 min。并据此参数进行实验验证,得到了成形效果良好的行波管零件。研究结果对类似产品在生产中的工艺改进具有一定的指导意义。     

弹壳类零件冷挤压复合成形工艺研究

弹壳类零件具有壁薄、底厚的结构特点，为了提高其组织致密度和机械性能，宜采用冷挤压工艺生产该类零件。本分析比较了这类零件成形的几种工艺方案，指出复合冷挤压工艺具有工序少、制件尺寸精度高、壁厚均匀、模具结构简单、造价低的优点，是弹壳类零件较好的一种成形方法。采用2D体积成形分析软件MAFAP模拟了其复合冷挤压过程，通过批量试生产及金相分析，制制未产生缺陷，表明弹壳类零件的复合冷挤压工艺是合理可靠的。     

一种高精度尺寸杯形件在精密挤压工艺中的计算方法

带有多台阶双面成形的复杂杯形件尺寸公差要求±0.1mm,侧壁12个垂直立面根部要求锐边,按照通用挤压工艺难以达到。文章采用新的缩放率计算方法,对尺寸公差要求在±0.1mm、侧壁12个垂直立面根部要求锐边、带有多台阶双面成形的复杂杯形件进行模具尺寸修正,并对成形工艺进行有限元模拟和工艺分析,达到产品质量要求,同时提高了产品性能和材料利用率,为同类型产品机加工艺实现挤压工艺替代提供参考。     

基于DEFORM的支撑轴挤压凹模有限元模拟分析

借助有限元分析软件DEFoRM对支撑轴挤压过程进行了动态有限元模拟,得到了不同压下量时凹模的应力分布.研究了凹模应力在整个挤压过程中的变化情况,尤其是凹模内壁上的应力分布.为非均布载荷下组合凹模的优化设计和分析提供了依据.     

深孔变壁厚锥形件冷挤压工艺与模具设计

深孔变壁厚锥形件需要3次挤压成形,给出了该零件冷挤压工艺和实用的模具结构,论述了反挤压工序件与成品正挤压模腔的关系,以及凸模和凹模设计。该模具采用伸缩式双级卸料装置,实现较大行程的卸料。     

改善挤出吹塑制件壁厚均匀性的几种方法

概述了近年来改善挤出吹塑中空制件壁厚不均匀的方法及其进展,包括新牌号的树脂,新的型胚壁厚控制技术及新的挤出吹塑成形工艺。型胚控制技术主要介绍了异型口模和可调机头;新成形工艺包括3D中空吹塑,真空吸塑与挤出吹塑相结合的技术,型坯温差法及高压低温挤出吹塑技术。