大高径比凸台缩径—冷镦成形工艺方案研究

针对大高径比凸台冷镦粗成形易出现失稳的问题,制定出缩径预成形、冷镦终成形的工艺方案.并通过Deform-3D软件模拟了缩径和冷镦成形过程,研究了坯料直径和入模半角对成形质量及成形力的影响.数值模拟结果表明,采用缩径—冷镦工艺方案可避免镦粗失稳缺陷的产生.工艺试验表明,试验结果与数值模拟结果一致.数值模拟结果对工艺试验有一定的指导意义.     

多台阶轴类零件冷镦成形工艺方案研究

针对变速箱多台阶轴类件镦粗工序难度大的问题,提出了镦粗聚料—冷镦的工艺方案。运用有限元分析软件Deform-3D对轴类零件的冷镦成形过程进行了数值模拟,分析了填充不满造成成形力大的原因。研究了聚料直径D和聚料锥角α对成形质量及成形力的影响,确定了最佳D和α值。工艺试验表明,该方案成形质量好且成形力小。数值模拟结果对实际生产有指导意义。     

锥鼓形冷镦成形球头的工艺参数优化

针对球头销类零件球头冷锻成形过程中的镦粗失稳极限问题,基于金属塑性变形理论,分析了球头冷镦过程中的受力状态,根据受力分析提出采用锥鼓形冷镦成形工艺。通过Deform-3D进行有限元数值模拟,引入4因素3水平正交试验,考察锥形角度、凹模入口处圆角、摩擦因子、冲压速度对球头成形质量的影响,以模具承受成形载荷最小为目标获得最优的工艺参数组合,即锥形角度为15°、凹模入口处圆角为R4 mm、摩擦因子为0.10、冲压速度为2 mm·s~(-1)时模具成形载荷最小。研究结果表明:在多因素交互影响下,摩擦因子对成形载荷的影响最大,其次为冲压速度和锥形角度,凹模入口处圆角的影响最小。     

组合形活塞销冷镦挤成形工艺

针对组合形活塞销结构特征和工艺要求,分析该零件的成形难点为:两端圆锥孔的挤压成形和深径比大于2. 5的中心圆孔反挤压。为此,应用DEFORM-2D有限元分析软件对组合形活塞销7工位冷镦挤成形工艺进行数值模拟分析。通过数值模拟分析和工艺方案修订,确定最终的成形工艺方案为:下料-整形-压凹-反挤压-冲孔-第1次挤锥-第2次挤锥,并采用硬质合金YG15制造反挤压凸模,以避免一次反挤压成形时凸模横截面变化处的折断。采用该方案进行工艺实验,实验结果表明:组合形活塞销尺寸满足零件设计要求,无折叠、开裂等锻造缺陷,深孔反挤压凸模使用寿命大于8万件。     

凸台轴冷镦工艺有限元模拟及分析

基于数值模拟的方法,分析了凸台轴的自由冷镦和开式冷镦两种加工方法.自由冷镦成形力较小,模具寿命较高,但材料耗费较大,不利于加工的成本化管理.开式冷镦,能有效节约原材料,虽成形力较大,但借助有限元分析软件DEFORM,选择适当的型腔高度,可控制成形力大小,同时又能保证凸台的加工精度.试验证明:数值仿真能有效模拟凸台的成形加工过程,对研究凸台型腔高度对成形力大小的影响有一定的理论参考价值.     

花键轴法兰盘模锻成形技术

根据花键轴法兰盘锻件的外形结构特点,采用理论分析和有限元模拟相结合的方法,制定了3步模锻成形工艺。法兰3个凸耳部位需要较多的金属,利用楔形模面的聚料作用,预锻工步在3个耳部聚集了较多的金属,使终锻变形成为可能。在法兰中部凸台部位设置余料腔,可有效降低终锻成形力。通过数值模拟,证明模锻工艺的可行性。通过工艺实验,得到合格锻件。设计的带有楔形法兰的预锻件,不仅可解决预锻聚料问题,而且有利于终锻成形。     

6016铝合金板材室温成形性及其数值模拟

通过实验和数值模拟方法研究了6016-T4P铝合金板材在室温下的成形性能。通过刚模胀形实验获得了成形极限图(FLD),通过单向拉伸实验建立了6016-T4P铝合金的室温Johnson-Cook材料模型,并利用ABAQUS有限元软件对刚模胀形实验进行了数值模拟。模拟过程中采用最大凸模力准则和应变失稳准则获得了计算的成形极限结果,并讨论了凸模速度、摩擦系数等对成形极限模拟结果的影响。结果表明:当摩擦系数为0.1,凸模速度为1000 mm·s~(-1)时,模拟和实验结果吻合较好。随摩擦系数的增大,平面应变值增大,成形极限曲线(FLC)垂直向上移动,且摩擦系数的变化对FLC的右侧部分影响较显著;随凸模速度增加,FLC略垂直向下移动,平面应变值减小。进而应用合理的成形参数成功预测了6016铝合金汽车B柱零件的冲压成形效果。     

台阶形冷镦模具的设计

<正> 直流接触器上的法兰盘(图1),材料10钢冷轧钢板,厚度2.5mm,是我厂一种批量较大的半成品零件。工艺过程是:1.冲孔落料,2.翻边,3.按图冷镦成形不再加工。过去冷镦模是采用反装复合式冷镦(图2),由于该零件经冷镦后的变形,以及型腔间产生的摩擦力,以致脱料困难。另外,项4凸凹模空心凸台壁薄强度差等原因,使用过程中往往凸台被镦坏,生产效率很低。为此,我们设计制造了一副台阶形冷     

三柱槽壳反挤压变形规律及提高反挤端面平齐度的凸模结构设计

某三球销式万向节三柱槽壳温反挤压成形后存在杯口端面不平齐的问题,通过对原工艺进行数值模拟分析,考虑其杯部非轴对称结构特点,重新设计了反挤压凸模,对凸模侧壁挤压工作带的高度与底面不同区域的锥角进行了差别设计:距离中心较近区域所对应的反挤压凸模设置较大的工作带和较小的锥角;距离中心较远的区域所对应的反挤压凸模设置较小的工作带和较大的锥角。有限元数值模拟结果表明,采用改进的凸模结构进行三柱槽壳反挤压成形,杯口端面平齐度得到了明显改善,其不平齐高度差值由原来的3.84 mm减少到2.17 mm。参照模拟结果进行生产试验,获得试样的杯口端面不平齐高度差值为2.32 mm,与模拟结果较接近,改进的反挤压凸模结构不仅减少了三柱槽壳挤压件的机加工余量,而且提高了材料利用率。     

法兰盘模锻成形力控制的研究

根据花键轴法兰盘锻件的外形结构特点,采用理论分析和有限元模拟相结合的方法,制定了3步模锻成形工艺。法兰盘厚度薄,3个凸耳部位需要较多的金属,成形力的控制是该工艺的难点。采用以下3个措施有效降低了终锻成形力:采用温成形;在预锻工步利用楔形模面合理分配金属,在终锻成形时改善金属的流动性;在法兰中部凸台部位设置余料腔,储存多余的金属。通过数值模拟,证明了模锻工艺的可行性。最后,通过工艺实验,得到了合格锻件。设计的带有楔形法兰的预锻件,不仅解决了预锻聚料问题,而且也有利于终锻成形。     

基于DEFORM-3D的汽车花键轴零件冷挤压工艺参数优化设计

基于有限元模拟技术,应用DEFORM-3D软件对汽车花键轴零件的冷挤压成形过程进行了数值模拟,通过改变工艺参数,分析了凸模运动速度、摩擦系数和凹模锥角对挤压工艺的影响。以成形载荷为评价指标,通过正交试验获得了冷挤压成形最佳工艺参数组合,即正挤压时,凸模速度为12mm·s~(-1),摩擦系数为0.05,凹模锥角为60°;反挤压时凸模速度为12mm·s~(-1),摩擦系数为0.05。根据最佳工艺组合参数,进行了实际生产验证,得到质量合格的制件,为花键类汽车件冷挤压成形工艺的制定提供了参考。     

基于楔横轧预制坯的中空气门终锻凸模设计

对中空气门楔横轧-模锻成形工艺终锻成形过程中的凸模形状尺寸进行研究。根据预成形毛坯终锻过程的成形特点,设计3种不同初始尺寸的终锻成形凸模,采用实验与模拟相结合的方法研究其对预成形毛坯终锻成形过程的影响。模拟结果表明,终锻成形过程中凸模芯轴太短,将出现凸模芯轴前端聚料的现象,导致无法成形出终锻件的盘部型腔尺寸;而实验结果表明,凸模芯轴太长会在实际生产中导致成形后终锻件难以脱模。通过综合模拟与实验结果的分析,获得了凸模芯轴的设计原则,确定了合适的凸模芯轴长度,并且依据该凸模设计原则,进行终锻成形,获得了形状尺寸合理的终锻件。     

螺伞齿轮冷挤压工艺与试验研究

采用数值模拟和实物挤压试验相结合的方法,对螺伞齿轮挤压工艺进行分析研究。试验结果既说明此方案可行,也验证了数值模拟的可靠性,为工艺方案的优化设计奠定了基础。结合正交试验设计方法和数值模拟技术,以毛坯外圆直径、毛坯内锥直径、凸模分流角和挤压速度4个关键挤压工艺参数作为设计变量,以成形时载荷值最小为目标,对工艺进行了优化。最后通过试验确定最佳方案。     

凸锥夹层板辊式成形工艺研究

基于MSC.Marc有限元软件对凸锥夹层板的辊式成形过程进行了数值模拟,以夹层凸锥辊式成形后壁厚最大减薄率为成形性评价指标,研究了各主要结构参数对成形的影响。结果表明:凸模圆角半径R1、凸模转角半径R2以及摩擦系数μ对凸锥夹层板的壁厚最大减薄率影响较大,并给出了其影响规律和成形目标零件的参数建议取值。基于分析结果,设计了用于辊式成形的试验机,并进行了凸锥夹层板辊式成形实验,验证结果表明针对凸锥形夹层板辊式成形工艺的可行性,但仍存在凸锥点阵间纵向过桥位置起皱、板料纵横向翘曲、板边不齐、凸锥曲面卸载畸变等成形质量问题。     

基于韧性断裂准则的铝合金板材成形极限预测

为了准确地预测铝合金板材成形极限，将韧性断裂准则引入到数值模拟中。在数值模拟获得的应力应变值基础上，采用简单拉伸试验和数值模拟相结合的方法确定了韧性断裂准则中的材料常数，并应用该韧性断裂准则预测了铝合金LYl2(M)的圆筒件拉深和半球形凸模胀形的成形极限。预测结果与实验值吻合较好，该韧性断裂准则能够预测铝合金板材成形极限。     

ZTC4筒形件温成形扩口数值模拟

对铸造Ti-6Al-4V筒形件温成形扩口成形工艺进行了数值模拟分析,得出了优化的工艺参数,并对凸模锥角进行了优化模拟,得出了合适的锥角。     

带超高实体凸台的薄板冲压件加工工艺研究

在金属板料成形过程中,由于夹在凸模与凹模之间的板料随着加工的进行变得越来越薄,导致板料向凹模腔内的流动阻力越来越大,从而阻碍材料流向凹模型腔,因此利用传统成形工艺无法在薄板上加工带超高凸台的冲压零件.本文研究了一带超高实体凸台的零件,并根据数值模拟及一系列工艺实验结果,研制了一套连续模,获得了超高凸台冲压零件.研究表明,利用弯曲、镦挤复合新工艺方法能够实现在薄板上加工带超高凸台冲压零件,而且与该零件的其它加工方法相比新工艺具有诸多优越性.     

车用齿轮轴冷挤压成形模拟及反挤压工艺参数优化

针对车用齿轮轴制定了冷挤压成形工艺方案,并对其进行了相应的正、反挤压模具设计。利用Deform-3D进行有限元仿真模拟,对成形件进行等效应变、等效应力、损伤和载荷—行程曲线分析。选取凸模速度、摩擦因数以及凸模锥角3种工艺参数进行正交试验及工艺优化,通过正交试验的方差分析得出摩擦因数对齿轮轴反挤压载荷大小具有显著影响,并得到各参数对成形载荷的影响顺序为:摩擦因数>凸模锥角>凸模速度。最终得到的最优反挤压工艺参数为:凸模速度为25mm/s、摩擦因数为0.10和凸模锥角为25°。优化后反挤压的最大载荷由原来的2.15×10~4 kN减小到1.01×10~4 kN,降低了53个百分点。     

ZTC4筒形件温成形扩口数值模拟

对铸造Ti-6Al-4V筒形件温成形扩口成形工艺进行了数值模拟分析，得出了优化的工艺参数，并对凸模锥角进行了优化模拟，得出了合适的锥角。     

数字图像相关法在薄板成形极限测定中的应用

成形极限曲线可展现板料在塑性失稳前所能达到的最大变形程度,是板料成形分析中的重要判据。为获得准确的试验成形极限曲线,该文通过刚性半球凸模胀形试验、采用数字散斑图像相关方法对AA6061铝板的成形极限曲线进行测定,得出了成形极限试验测定和极限应变提取的方法;通过对AA6061铝板进行盒形件拉深试验,建立拉深过程的有限元模型,比较了数值模拟和试验测定的极限拉深深度。比较结果表明,数字图像相关方法能够有效获取变形过程中的全场应变信息、搜索临界破裂状态,且能采用曲线拟合方式计算极限应变,避免了人为误差,提高了测量精度。拉深试验表明,所测成形极限曲线对拉深极限具有较高的预测精度。