花键管成形的力学分析

花键管挤压成形中挤压力的计算、失稳弯曲分析、摩擦及润滑方式的选择对分析挤压成形的可行性和花键成形过程分析很重要。本文通过对花键筒的成形方式选择和成形过程分析得出对不规则截面管件挤压变形过程中力的分析和计算方法。     

花键毂内花键轴向增量挤压成形特征

轴向增量挤压成形工艺为重卡用花键毂长内花键的高效、高性能成形制造提供一条可行途径。为了进一步优化控制内花键轴向增量挤压成形工艺,采用数值方法分析了采用三段挤压冲头的轴向增量挤压成形特征。根据内花键齿形成形情况、材料流动、应力应变分布,可将成形齿形区分为切入区、校形区、退出区和完全成形区,这些区域内的材料位移、等效应力、等效应变在不同成形阶段分布特征类似,只是部分区域轴向长度在不同成形阶段有所不同。成形过程中塑性变形主要发生在切入区,材料主要流动方向是径向和轴向;从切入区到完全成形区,应变逐渐增加至基本保持不变。     

渐开线花键冷挤成形工艺分析与模具设计

以某轻型汽车半轴渐开线花键为研究对象,利用有限元软件Deform-3D,采用数值模拟的方法,探讨了坯料直径、凹模引导区长度及定径带长度对花键冷挤压成形的影响规律。分析结果表明,随坯料直径增加,成形力上升,齿形成形效果显著提高,但坯料直径过大,回弹现象影响齿形精度;引导区长度对花键冷挤成形性有影响,若引导长度设计太短,挤压过程不稳定或不能成形;定径带长度对花键的成形质量和成形力影响显著,随定径带长度增加,齿形越饱满,齿槽越深,挤压力越大。优化设计了冷挤花键组合式凹模的关键参数,工艺试验表明,分析准确,设计合理。     

取力器传动轴冷挤压成形工艺研究

针对取力器传动轴的结构特点,设计了多道次的成形工艺方案,对其中的核心工序塑性扩孔和内花键挤压,运用有限元软件Deform-3D进行了模拟分析。根据分析得到的成形过程中金属材料的流动规律和凸模载荷状况,针对内花键挤压时出现的金属刨削式撕下现象,在凸模冲头花键前端增加导向角并对导向角的角度进行多次模拟试验,选取60°导向角。经小批量生产验证,扩孔和内花键均采用200 t液压机,经多次模拟改进的内花键挤压方案切实可行,扩孔内花键挤压处无切削加工现象,无褶皱、裂纹等缺陷,几何尺寸精度达IT8级,可以投入批量生产。     

驱动齿轮冷挤压成形研究

分析了驱动齿轮的冷挤压成形工艺特征,确定其成形方式为齿轮与内花键同步挤压成形。利用Deform-3D有限元分析软件对驱动齿轮挤压成形过程进行数值模拟,分析了毛坯尺寸、凹模入口角对其挤压成形特性的影响。研究结果表明:当毛坯的外径尺寸大于齿顶圆直径尺寸2 mm、毛坯的内径尺寸为花键小径及凹模入口角为50°时,齿轮和内花键的齿形填充效果较好,同步挤压成形力相对较小。采用模拟得到的优化工艺参数进行挤压成形工艺试验,得到了符合成形精度要求的驱动齿轮成形件。     

调频调幅式轴向振动挤压花键成形过程实验研究

研究了在低频振动花键挤压成形过程中成形力的变化规律和振动加工的降载机理。利用课题组研发的调频调幅振动挤压成形机为实验设备,搭建了成形力测量系统,实测花键振动挤压时成形力的变化,并对数据进行分析。结果表明:成形力的大小主要与振动的振幅有关,尤其是回退行程,当回退行程足够大时,模具与工件间的摩擦力将工件拉伸至屈服段,立即反向挤压,由于包辛格效应(Bauschinger),成形力显著降低;另外,良好的润滑条件可以有效降低成形力,模具回退瞬时离开材料变形区时,润滑液进入,降低了材料与模具间的摩擦,从而降低成形力。实验研究表明,对于模数为0.47、齿数为36的小模数渐开线外花键挤压成形,采用频率10 Hz、前进行程1.38 mm、回退行程0.67 mm时,成形力降低了27%,降载效果显著。     

方花键轴开模冷挤压的模具设计及工艺实验研究

针对１２５ｃｃ摩托车变速箱的方花键主轴,讨论了花键开模挤压的模具结构特点和影响花键成形的模具回弹问题,提出在开模挤压的可成形性范围内选择入模角,可以避免挤压时出现的入模口局部镦粗现象的发生。     

花键套冷挤压成形工艺方案分析

针对花键套在冷挤压成形内花键时出现的凸模断裂问题,建立内花键成形的有限元模型并进行数值模拟。模拟结果表明,凸模导向区与齿形区截面变化大,圆角过渡处容易产生应力集中,从而导致在过渡处发生断裂。提出去掉凸模导向区、在凹模内增加浮动芯轴作为导向的解决措施。并对改进的工艺方案进行数值模拟分析,凸模无应力集中现象,花键套无成形缺陷。工艺实验结果表明,采用改进的工艺方案可以有效避免凸模反挤压成形内花键的断裂问题,延长模具使用寿命。     

轴向振动辅助冷挤压花键套成形力分析

对有无振动辅助的轴向冷挤压花键套过程进行有限元模拟,分析对比了两者的金属流动规律和成形力变化。发现施加振动辅助后冷挤压花键套最大成形力降低了10%左右,持续时间短且周期变化,减少了花键套成形过程因应力过大而出现的缺陷,且金属流动更好,有利于提高成形件性能。采用正交试验探究了振动幅值、振动频率和挤压速度对挤压成形力的影响规律。结果表明,挤压速度对各个阶段的挤压成形力影响最为显著;在模具齿挤入阶段和坯料齿成形阶段,影响挤压成形力的第2因素是振动幅值,振动频率次之;在模具齿退出阶段,影响挤压成形力的第2影响因素则是振动频率,振动幅值次之。     

半轴套管锻造及深孔挤压复合工艺数值模拟

介绍了一种半轴套管锻造及深孔挤压复合工艺,该工艺分别在离合器式高能螺旋压力机和液压机上进行锻造和深孔挤压成形.用Deform-3D模拟软件对锻造及深孔挤压复合工艺成形过程进行了三维有限元分析,模拟结果表明,半轴套管锻造及深孔挤压复合工艺过程设计合理,工件能够良好成形.     

内螺旋花键径向挤压模

以汽车单向器导向筒内螺旋花键为研制对象 ,对内螺旋花键的径向挤压工艺进行了研究 ,设计了1副适合于导向筒内螺旋花键径向成形的挤压模。     

半轴套管锻造折迭问题的有限元模拟研究

采用商用有限元软件DEFORM3D对半轴套管胎模锻成形过程进行了计算机模拟。再现了半轴套管锻造成形中折迭产生的全过程，分析半轴套管成形过程的应力场和速度场分布，模拟结果表明，半轴套管在成形过程中首先产生失稳弯曲，随后在芯轴的作用下两股金属汇合而形成折迭。为解决该问题，采用带有凸起的凸模，并适当加大圆角，利用模具形状的限制，来避免坯料产生失稳弯曲，从而可以有效的防止半轴套管成形过程中折迭的形成。     

重型车半轴套管热挤压工艺及模具

通过对长轴类半轴套管挤压工艺的分析，研究了用反挤压的拔伸相结合的工艺方案一次成形长轴类半轴套管的新方法，并阐述了实现这种工艺的模具设计。     

半轴套管热挤压成形数值模拟与实验

根据半轴套管零件的特点,确定了热挤压成形工艺方案,采用DEFORM-3D有限元软件对成形过程进行数值模拟,分析坯料在制坯、正挤压和镦粗法兰3个工序中的应变分布、温度场分布和金属流动规律,得到了凸模载荷-行程曲线图;预测成形过程中缺陷产生的可能性,并分析坯料加热温度、凸模挤压速度、模具预热温度3个主要因素对正挤压成形效果的影响。生产验证了该热挤压工艺的可行性,为半轴套管的实际生产工艺的制定提供了参考依据。     

新型镁合金汽车后桥半轴挤压工艺的优化

采用不同的模具预热温度、挤压温度和挤压速度对AZ80-0.2%In新型镁合金汽车后桥半轴进行挤压成形,并进行了力学性能和磨损性能的测试与分析。结果表明,在试验条件下,随模具预热温度从320℃增大至380℃,挤压温度从300℃增大至400℃或挤压速度为从120 mm/min升高至480 mm/min,半轴的力学性能和磨损性能都先提高后下降。后桥半轴的挤压工艺参数优选为:模具预热温度360℃、挤压温度420℃、挤压速度360 mm/min。     

小齿轮件的成形工艺及模具设计

针对小齿轮件(既有齿轮又有花键的小齿轮件)的花键和齿轮成形问题进行工艺分析.为了节约成本和使成形顺利进行,采用冷挤压工艺方案,并进行花键正挤和齿轮反挤的挤压组合模具设计.研究表明,小齿轮件采用冷挤压工艺方案是可行的,模具设计合理,可以获得准确的花键、齿轮齿形和较好的表面质量,节约材料,缩短辅助时间,降低生产成本.     

转向螺杆的挤压成形工艺研究

转向螺杆切削加工困难,材料利用率低.采用热模锻制坯后再进行机加工,其材料利用率和生产率有所提高,但质量和数量仍不能满足要求.为进一步提高生产效率,净成形内花键,采用了冷挤压成形工艺.转向螺杆的冷挤压凸模渐开线花键线切割加工后,经研磨抛光,然后以齿形面为基准配磨固定套,保证了挤压模具同心,从而保证了挤压件内腔的同心度.在挤压过程中,采用一种新型的水基高分子润滑剂,对软化退火后的20CrMnTi钢转向螺杆毛坯进行润滑,使得冷挤压件的内花键充满良好,避免了微裂纹产生,内花键及小孔无需再进行机加工,达到了零件图样的设计要求.经检测、加工、装机调试,采用该工艺冷挤压成形的转向螺杆质量好、精度高、满足零件的使用要求.     

机车启动齿轮坯冷镦挤压成形

分析并介绍一机车启动齿轮坯的镦挤工艺特点及模具,其矩形花键由传统机械加工改为冷镦挤压成形,齿顶圆一次镦挤成形,具有生产效率高,产品质量好,产品尺寸稳定,晶粒细小等特点,同时对冷镦挤压成形模的设计与制造进行详细介绍。     

汽车半轴管挤压成形缺陷分析与工艺改进

应用有限元分析软件Deform对半轴管的挤压过程进行有限元模拟,分析了第3次热挤过程中半轴管开裂缺陷产生的原因.以此为基础提出双凸模挤压成形的改进工艺,通过对比破坏系数、速度场分布、等效应力和等效应变等主要参数,阐明双凸模挤压工艺的优越性.利用试验方法验证了有限元模拟结果的正确性.最后对双凸模挤压方法制备出的合格半轴管...     

矩形花键冷挤压成形的上限分析

本文应用上限法建立了花键冷挤压成形的等挤压比流动模型，给出了变形区动可容速度场、应变速率场及上限功率的表达式，讨论了变形程度、摩擦因子等参数对挤压载荷及合理模具参数的影响。该模型已成功地应用于花键的无约束正挤压工艺中，为模具设计提供了可靠的理论依据。