基于Deform-3D的汽车零件冷挤压成形方案研究

传统的挤压工艺往往是根据经验经反复试模修模加以确定的,存在周期长、成本高的问题。基于Deform-3D软件平台,通过对六角碗汽车零件采用正、反两步冷挤压和复合冷挤压两种成形方案进行相应的数值模拟试验,分别对最大应力、最大应变、最大整体流动速度等模拟试验结果加以比较分析,认为经复合冷挤压成形方案制造六角碗汽车零件的零件成形性能较正、反两步冷挤压方案更优,采用复合冷挤压成形方案更为合理,最终经实际生产证明了采用复合冷挤压成形方案制造六角碗汽车零件是切实可行的。     

花键离合齿轮镦挤复合成形

对花键离合齿轮外形尺寸进行了工艺分析，选择镦挤复合成形工艺，制订了零件冷挤压件图及镦挤工艺流程，对镦挤变形程度进行校核，计算了最大挤压吨位，并介绍了镦挤模具的结构特点。     

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。     

大模数圆柱直齿轮正挤压数值模拟与实验研究

根据某型圆柱直齿轮的结构特点,提出了正挤压成形工艺。基于数值模拟研究了凹模入模角和坯料直径对成形性的影响。结果表明:当凹模入模角取45°时,凹模型腔充填最好,能获得完美的齿形。采用优化后的工艺参数对圆柱直齿轮进行了冷挤压成形试验。结果表明,冷挤压成形工艺方案适合空心直齿轮的成形。     

内螺旋状零件冷挤压成形过程数值模拟及参数优化

对内螺旋状零件的冷挤压成形过程进行数值模拟,系统地研究了摩擦系数、螺旋角和挤压角等因素对内螺旋状零件冷挤压成形过程中凸模所受挤压力和成形缺陷的影响,并对挤压成形工艺参数进行了优化.研究结果表明:摩擦系数、螺旋角和挤压角等因素对内螺旋状零件冷挤压成形过程中挤压力存在显著的影响.随着摩擦系数的增加,挤压力呈线性增加;随着螺旋角和挤压角的增加,挤压力呈非线性增加.摩擦系数和螺旋角等对内螺旋状零件的冷挤压成形缺陷影响较大,而挤压角的影响较小.采用优化后的工艺参数对内螺旋状零件进行了冷挤压成形实验,获得了合格的制件.本文的研究结果为内螺旋状零件的冷挤压成形提供了工艺指导,具有实际的应用价值.     

凹模周期性振动对锥齿轮轴冷挤压的影响

针对锥齿轮轴冷挤压成形过程中挤压件齿形冲不满等问题,尝试采用一种新的冷挤压工艺,即在冷挤压成形过程中给凹模施加周期性振动激励信号。运用DEFORM-3D有限元分析软件构建系统模拟模型,分别对有、无给凹模施加周期性振动两种挤压情形进行模拟,并进行多方面的比较分析。模拟和分析结果表明,相较于凹模固定不动挤压的金属流动最大速度37.8 mm/s,给凹模施加周期性振动能进一步促进金属流动,流动速度大大提高,最大达到85.6 mm/s,网格流线变形程度变小,应力分布变得较为均匀,增大了塑性变形量,降低了成形抗力。     

载重汽车行星齿轮冷挤压成形工艺北大核心CSCD

载重汽车行星齿轮是汽车传动的重要零件,目前主要通过热锻制空心坯-冷挤压成形外齿的方式制造,该方式存在工艺路线长、成本高、耗能高的问题,严重制约了行星齿轮的发展与应用。针对该问题提出实心坯料一次冷挤压成形工艺方案,减少热锻相关工序,降低生产成本;建立行星齿轮一次冷挤压成形工艺方案有限元模型,通过DEFORM-3D有限元软件进行数值模拟分析,研究了凹模入模口半角、凹模定径带长度、下凸模锥顶角对成形质量、成形载荷的影响规律。研究结果表明:在凹模入模口半角为60°、凹模定径带长度为12 mm、下凸模锥顶角为12°时的成形质量较好。根据冷挤压一次成形工艺方案进行工艺试验,试验结果良好,满足预期要求,证实了该方案的可行性。     

内斜齿轮冷挤压成形工艺方案

首先对内斜齿轮的几何特点进行分析,并针对内斜齿轮在冷挤压成形时存在的成形力过大、成形质量差、挤压件脱模困难等技术难点,提出了采用浮动凸模的工艺方案。利用有限元软件DEFORM-3D,对空心坯料冷挤压工艺进行数值模拟分析,分别研究了坯料内孔直径、入模半角和定径带长度对挤压成形载荷和性能的影响。研究结果表明:当坯料内孔直径尺寸为Φ72. 5 mm、入模半角选取45°、定径带长度为20 mm时,内斜齿轮齿形充填均匀,齿形饱满,成形载荷也相对较小。采用浮动凸模的工艺进行内斜齿轮冷挤压成形工艺试验,证明了该工艺方案的可行性和数值模拟结果的正确性。     

多台阶电机轴镦挤复合成形工艺

针对多台阶电机轴的冷挤压成形方案,提出一种双向挤压复合镦粗变形的成形工艺,从理论上分析了镦挤变形过程中坯料的受力状态,得出影响成形和质量的主要因素为摩擦系数、模口角度和模具长度.采用DEFORM有限元模拟软件对电机轴的镦挤成形过程进行了模拟分析,通过控制变量法研究了各个因素对工艺的影响规律,结合所得影响规律,采用正交实...     

直齿圆柱齿轮冷挤压可控运动凹模成形工艺

为降低直齿圆柱齿轮冷挤压成形载荷和改善齿形角隅部分充填性,在分析直齿圆柱齿轮成形过程中金属流动特性基础上,提出了采用可控运动凹模的成形工艺。利用Deform-3D软件对此成形工艺过程中的金属流动规律、成形载荷、成形缺陷进行了数值模拟分析,并对该工艺进行了优化。分析结果表明,当凹模速度为冲头速度的1/2时,成形过程中齿形充填均匀、齿形角隅部分充填饱满,成形载荷最小,较传统单向挤压成形载荷降低了约20%。对优化后的成形工艺进行了成形试验研究,试验成形齿轮齿形饱满,无塌角缺陷,试验结果与模拟结果基本吻合。     

齿轮冷挤压成形影响因素的数值模拟研究

采用数值模拟方法分析了齿轮冷挤压过程的影响因素。发现坯料的选择要考虑挤压力的大小,最好比齿顶圆大1~2 mm,坯料中带孔挤压比不带孔挤压降低挤压力约10%。带凸台的冲头的凸台高度要小于凹模入口角的高度。凹模的入口角尽量加大,以减小受力。挤压力随着凹模芯棒直径的增加而增加。采用复合挤压是一种很好的齿轮成形方式,能够降低材料消耗和后续的切削量。     

不等径制动双筒件复合冷挤工艺及晶粒尺寸演化研究

分析不等径制动双筒件的零件特征,设计了单道次复合冷挤压成形工艺代替传统的多道次拉深方法。为了降低单位挤压力以及增强金属塑性流动的导向性,对挤压空心毛坯进行了局部预制处理。对该零件冷成形进行有限元建模,分析了挤压过程中凸模载荷变化、坯料内部的等效应力分布、晶粒细化效果。绘制了4个阶段的凸模-行程曲线;显示出挤压过程中应力主要集中在分流层和圆角处;模拟了正、反挤部分的晶粒经历拉长破碎聚集拉长的局部细化过程,与金相实验结果吻合。最后利用研究获得的工艺参数试制出合格的产品。     

工艺参数对T2紫铜微齿轮挤压成形的影响

经过不同热处理工艺的T2紫铜圆柱坯料通过压缩试验测得材料常温下的流动应力应变曲线,利用DEFORM-3D软件对T2紫铜微型齿轮正挤压过程进行了数值模拟,分析了晶粒尺寸、摩擦因数、挤压速度、入模角和挤压比等工艺参数对凸模单位挤压力和材料等效应力应变分布的影响,研究讨论了各参数对微齿轮正挤压成形过程的影响规律。根据模拟结果选取了最优参数组合并在此参数组合下进行了微齿轮挤压模拟试验。结果显示:在该参数组合下(晶粒尺寸为50μm,摩擦因数为0,挤压速度为0.1 mm/s,入模角为30°,挤压比为2.25)凸模稳态挤压力小于其他各组,各特征点最大等效应变、等效应力均较小,材料流动均匀性更好,从而验证了之前模拟结果与分析的正确性。     

行星圆柱齿轮正挤压成形数值模拟与试验研究

针对卡车轮边减速器中行星圆柱齿轮提出一种正挤压成形工艺。为了获得更好的齿轮正挤压工艺参数,采用正交试验设计和有限元模拟对齿轮正挤压成形工艺参数进行多目标优化。以最大成形载荷、齿轮塌角高度、锻件最大损伤值和模具磨损为评价指标,研究了凹模入模角、工作带长度、毛坯直径系数、挤压速度和摩擦系数对齿轮成形结果的影响。采用综合平衡分析法确定了显著影响因素并确定了最佳取值,即凹模入模角35°、毛坯直径系数1.20、挤压速度70 mm·s-1。经工艺试验验证,优化后的正挤压成形工艺能够生产质量合格的齿轮。     

大尺寸内齿轮冷挤压成形工艺研究

对大尺寸内齿轮挤压成形过程进行数值模拟,系统地研究了坯料尺寸、摩擦系数和坯料入口角对挤压成形性能的影响,并对挤压成形工艺进行了优化。研究结果表明:坯料尺寸、摩擦系数和坯料入口角对挤压成形过程存在显著影响。当坯料内孔直径尺寸介于内齿轮的分度圆直径与冲头齿根圆直径之间时,内齿轮齿形充填均匀,齿形饱满。采用优化后的工艺对大尺寸内齿轮进行冷挤压成形试验,结果表明,提出的冷挤压成形工艺方案合理可行。     

大尺寸内齿轮冷挤压成形工艺研究

对大尺寸内齿轮挤压成形过程进行数值模拟,系统地研究了坯料尺寸、摩擦系数和坯料入口角对挤压成形性能的影响,并对挤压成形工艺进行了优化.研究结果表明:坯料尺寸、摩擦系数和坯料入口角对挤压成形过程存在显著影响.当坯料内孔直径尺寸介于内齿轮的分度圆直径与冲头齿根圆直径之间时,内齿轮齿形充填均匀,齿形饱满.采用优化后的工艺对大尺寸内齿轮进行冷挤压成形试验,结果表明,提出的冷挤压成形工艺方案合理可行.     

基于DEFORM-3D的支撑销冷挤压成形数值模拟

采用冷挤压工艺成形支撑销,相对于传统切削加工方法,可降低能耗、提高工效.基于刚塑性有限元法,采用DEFORM-3D对支撑销冷挤压成形过程进行了数值模拟,揭示其变形过程中的金属流动规律,分析了速度场、应力应变场和凸模行程载荷曲线的特点,研究了挤压速度对支撑销挤压成形过程的影响规律.结果表明,支撑销的冷挤压成形过程可分为3个阶段:镦粗变形阶段、型腔填充阶段和最终成形阶段;支撑销两凸缘处变形较剧烈,应力最大;凸模运动速度越快,凸模受到的载荷越大.模拟结果表明,冷挤压成形支撑销工艺方案是可行的.     

内齿轮冷挤模具设计与制造

内齿轮是减速器产品中关键零件 ,它替代原减速器笨大粗的结构形式 ,使现有传动结构紧凑、灵活、可靠。该零件精度要求高 ,应具有一定的机械性能 (强度、硬度、疲劳极限等 )。通过对该零件进行分析 ,设计和制造了内齿轮冷挤模 ,并投入生产 ,冷挤件符合图纸要求 ,质量稳定 ,模具寿命现已达到 2万次。产品图见图 1。图 1　内齿轮产品图(1)冷挤件结构工艺分析分别校核正、反挤压两部分的变形程度 ,计算结果 :正挤压最小直径变形程度和反挤压上端薄壁部分的变形程度均小于 5% ,综合分析零件的冷挤工艺性 ,认为零件能一次挤压成形。模具采用复合挤…     

汽车过滤器壳体零件冷挤压成形方案研究

采用冷挤压工艺成形了汽车过滤器壳体,并基于Deform-3D软件,采用正交试验对汽车过滤器壳体零件挤压成形过程进行工艺优化。主要分析了冷挤压过程中的摩擦系数和凸模速度两个因素对该零件冷挤压成形影响的显著性,确定了该零件冷挤压成形方案及最佳工艺参数。根据数值模拟结果,进行了实际零件的挤压生产,最终得到了合格的成形零件。     

电极端子冷挤压成形数值模拟与工艺研究

以管坯镦锻和径向挤压理论为基础,制定了电极端子冷挤压成形工艺。运用有限元软件Deform-3D进行了冷挤压成形过程的模拟,通过对金属流动速度场分析,揭示了电极端子冷挤压过程中金属流动规律和充填规律。另外,得到了载荷与凸模行程的关系曲线。最后参照模拟的工艺参数进行了工艺实验,实验结果与模拟结果吻合,验证了整个工艺过程的可行性。