渐进成形A3003铝板锥形件减薄带壁厚变化规律试验研究

为了研究渐进成形初始成形阶段A3003铝板锥形件减薄带的壁厚变化规律,利用渐进成形试验加工了8组A3003铝板锥形件,通过测量减薄带处的壁厚分布,分析了工具头直径、进给量、成形半锥角和润滑条件等加工参数对锥形件减薄带壁厚变化的影响规律。结果表明,渐进成形锥形件壁厚变化可分为3个区域,即壁厚减薄区、壁厚回升区和壁厚稳定区。成形半锥角是渐进成形锥形件壁厚的主要影响因素,对锥形件的表面质量影响最大因素是润滑条件,影响锥形件壁厚均匀度的是进给量,对锥形件壁厚稳定区壁厚的稳定有一定影响的是渐进成形的成形工具头直径。渐进成形加工参数对A3003锥形件减薄带减薄率的影响程度为:成形半锥角进给量工具头直径润滑条件,对锥形件减薄带减薄范围的影响程度为:成形半锥角/进给量工具头直径润滑条件,增大成形半锥角不仅可以降低锥形件减薄带的减薄率,还能减小减薄范围。     

正八边形锥件单点渐进成形壁厚均匀性研究

为研究单点渐进成形铝合金零件壁厚均匀性的变化规律,采用数值模拟与实验相结合方法对2024铝合金正八边形锥件单点渐进成形过程进行了分析。通过建立单点渐进成形过程动力显式有限元模型,得到影响单点渐进成形板料厚度的因素。其中工具头直径的影响最大、进给量的次之,下压量的最小。采用实验方法对模拟结果进行验证,实验与数字模拟分析最大误差为7. 0%。     

多道次单点渐进成形工艺参数优化研究

使用数值模拟方法和实验手段对下压量、工具头直径、摩擦系数、进给量等因素对多道次单点渐进成形零件厚度均匀性的影响进行研究。结果表明,影响成形零件厚度均匀性因素的大小依次为:工具头直径、进给量、摩擦系数和下压量。工具头直径对成形零件厚度均匀性影响最为明显,工具头直径越大,成形零件厚度均匀性越好;合适的摩擦系数和进给量能够加工出厚度较为均匀的零件;下压量对成形零件厚度均匀性影响不大。     

多道次单点渐进成形工艺参数优化研究

使用数值模拟方法和实验手段对下压量、工具头直径、摩擦系数、进给量等因素对多道次单点渐进成形零件厚度均匀性的影响进行研究。结果表明,影响成形零件厚度均匀性因素的大小依次为:工具头直径、进给量、摩擦系数和下压量。工具头直径对成形零件厚度均匀性影响最为明显,工具头直径越大,成形零件厚度均匀性越好;合适的摩擦系数和进给量能够加工出厚度较为均匀的零件;下压量对成形零件厚度均匀性影响不大。     

工艺参数和支撑方式对镁合金方锥件单点渐进成形负回弹和壁厚的影响

研究了AZ31B镁合金方锥件的侧壁负回弹问题和成形件壁厚问题。针对侧壁负回弹部分设计了4因素3水平正交实验,通过机床实验研究了成形角、成形温度、下压量和成形高度对成形件侧壁负回弹量的影响程度,并通过数值模拟进行验证。结果表明,对方锥件侧壁负回弹量的影响程度从高到低分别为:成形角、下压量、成形温度、成形高度。仿真结果和机床实验结果均表明负回弹段是影响成形件回弹的重要部分。仿真结果还表明:不同的支撑方式对成形件的壁厚分布有重要影响,下压板伸出方式下的侧壁壁厚比下压板未伸出方式下的壁厚被减薄的更加均匀,壁厚极差较小;下压板伸出方式可有效减小负回弹段的回弹值。     

基于正交试验和BP神经网络的板材多点渐进成形工艺优化

针对金属板材渐进成形过程中易出现壁厚不均的问题,在多点渐进成形工艺的基础上,选定合理的工艺参数,建立有限元模型,设计正交试验方案,利用ANSYS/LS-DYNA对方锥台制件渐进成形过程进行数值模拟,并对正交试验结果进行极差分析、方差分析和BP神经网络优化。结果表明:在板材多点渐进成形中,进给量对目标制件成形区壁厚均匀性影响最大,其次是工具头半径,进给速度影响不明显;BP神经网络模型的预测结果与正交试验结果相比误差小于5%;1060铝合金板材在多点渐进成形过程中,当工具头半径为6 mm、进给量为0.25 mm、进给速度为30 mm·s-1时,可获得壁厚较均匀的目标制件。     

渐进成形锥形件壁厚稳定区域影响因素的研究

基于ANSYS/LS-DYNA分析平台构建单道次渐进成形锥形件的有限元模型,利用数值模拟和实验方法研究单道次渐进成形锥形件减薄带出现后的壁厚稳定区域最大直径的影响因素.研究结果表明:壁厚稳定区域的最大直径随着成形角、锥形件口部直径的增大近似线性增大;轴向进给量和坯料厚度对壁厚稳定区域的最大直径影响较小,可以利用增加工艺余料的方法来获得壁厚均匀的锥形件.     

基于柔性滑动分体式型腔模具的环形件内高压胀形研究

针对具有小半径圆角的薄壁环形件的内高压胀形工艺存在所需内压过大和零件贴模程度差的问题，提出了传统内高压胀形以及基于柔性滑动分体式型腔模具的内高压胀形两种成形工艺。分析了在相同加载路径下两种成形工艺的有限元模拟结果，确定了基于滑动分体式型腔模具的内高压胀形工艺方案为较优方案。采用正交试验探究了进给量、最大内压和保压时间对成形件的胀形高度和最大壁厚减薄率的影响，并对试验结果进行了极差分析，结果表明，进给量和最大内压分别是胀形高度以及最大壁厚减薄率的最大影响因素。对试验结果进行综合分析得到了最优方案，即进给量19 mm、最大内压80 MPa和保压时间1 s。采用最优方案进行了试验，结果显示该方案可成形出合格的零件，测量成形件的壁厚分布并与有限元模拟结果进行了对比，有限元模拟结果与试验结果的壁厚减薄趋势基本相符。     

基于数值模拟的方锥件渐进成形规律研究

为了研究渐进成形过程中板料的变形,以方锥件为例,通过数值模拟对成形过程进行了研究.模拟结果表明,法兰边金属难以向变形区流动,变形区壁厚减薄量较大但分布较为均匀.成形过程中,由于受到工具头的周向推挤作用,零件的悬空部分(底部和侧壁)出现了沿工具头运动方向的扭曲,且扭曲程度沿侧壁大致呈抛物线分布.     

基于Dynaform的T形三通管热态内高压成形加载路径优化

以T形导管内高压成形过程中支管高度和壁厚减薄量为目标参数,采用正交试验方法,以内压、平衡冲头后退量、左右冲头进给量为影响因子设计了正交方案。基于数值模拟的方法研究各工艺参数对成形管件的影响,获得了最优的加载路径。结果表明,通过正交试验和数值模拟可以快速获得综合质量较好的T形导管类零件成形工艺参数。     

光学望远镜镜片旋转镀膜修正挡板的仿真设计

目的 提高新疆天文台南山观测基地ZZS1800-1/G真空镀膜机的膜厚均匀性指标。方法 通过建立旋转行星夹具系统的膜厚分布模型,利用高精度数值计算,基于ZZS1800-1/G真空镀膜机,研究镀膜机结构参数与镜面几何结构对膜厚均匀性的影响,分析蒸发源位置、望远镜镜片参数与修正挡板形状的关系,并进行修正挡板的仿真设计与验证。结果 在旋转行星夹具系统中,蒸发源与原点的距离对半径较大的镜面膜厚均匀性的影响最为明显。该距离600 mm以内,在镜面半径小于100 mm时,膜厚均匀性均低于1.7%;镜面半径为600mm时,膜厚均匀性最佳,为23%。加入修正挡板后,膜厚均匀性理论计算值为0.035%。在镀半径为600mm的镜片时,为保证均匀性小于1%,修正挡板的加工形变量要控制在2.2%以内。结论 加入修正挡板可有效提高ZZS1800-1/G真空镀膜机的膜厚均匀性,本文建立的仿真模型可为ZZS1800-1/G真空镀膜机在实际镀膜工作时修正挡板的设计提供理论参考依据。     

有模单点渐进成形工艺参数对1060铝合金成形性能的影响

为了研究各工艺参数对有模单点渐进成形直壁筒形件成形性能的影响,采用正交实验法,对层间距、工具头半径、进给速度和成形道次4个工艺参数进行优化设计,对板料变形区厚度进行仿真研究,并通过极差分析,得出各工艺参数对成形后板料最小厚度的影响。研究结果表明:各工艺参数中,成形道次数对板料成形最小厚度影响最大,工具头半径影响最小;对1 mm厚的1060铝合金板进行优化后,最小成形厚度为0.389 mm,比2道次成形后的最小厚度0.242 mm提高了60%。因此,在有模单点渐进成形直壁筒形件过程中,成形时间允许时,可适当增加成形道次,提高成形质量。     

A Modified Isotropic–Kinematic Hardening Model to Predict the Defects in Tube Hydroforming Process

Numerical simulations of tube hydroforming process of hollow crankshafts were conducted by using finite element analysis method. Moreover, the modified model involving the integration of isotropic–kinematic hardening model with ductile criteria model was used to more accurately optimize the process parameters such as internal pressure, feed distance and friction coefficient. Subsequently, hydroforming experiments were performed based on the simulation results. The comparison between experimental and simulation results indicated that the prediction of tube deformation, crack and wrinkle was quite accurate for the tube hydroforming process. Finally, hollow crankshafts with high thickness uniformity were obtained and the thickness distribution between numerical and experimental results was well consistent.     

不同靶基距下凹槽表面HIPIMS法制备钒膜的微观结构及膜厚均匀性

目的研究不同靶基距对高功率脉冲磁控溅射(HIPIMS)在凹槽表面制备钒膜微观结构和膜厚均匀性的影响,实现凹槽表面高膜层致密性和均匀性的钒膜制备。方法采用HIPIMS方法制备钒膜,在其他工艺参数不变的前提下,探讨不同靶基距对凹槽表面钒膜相结构、表面形貌及表面粗糙度、膜层厚度均匀性的影响。采用XRD、AFM及SEM等观测钒膜的表面形貌及生长特征。结果随着靶基距的增加,V(111)晶面衍射峰强度逐渐降低。当靶基距为12 cm时,钒膜膜层表面粗糙度最小,为0.434nm。相比直流磁控溅射(DCMS),采用HIPIMS制备的钒膜呈现出致密的膜层结构且柱状晶晶界不清晰。采用HIPIMS和DCMS方法制备钒膜时的沉积速率均随靶基距的增加而减少。当靶基距为8 cm时,采用HIPIMS方法在凹槽表面制备的钒膜均匀性最佳。结论采用HIPIMS方法凹槽表面钒膜生长的择优取向、表面形貌、沉积速率及膜厚均匀性均有影响。在相同的靶基距下,采用HIPIMS获得的钒膜膜厚均匀性优于DCMS方法。     

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。     

波动加工轨迹驱动的板料锤击渐进成形时间研究

为深入了解工艺参数对波动加工轨迹驱动的板料锤击渐进成形时间的影响规律,选择工具直径、工具进给速度、垂直层进给量、波长以及振幅等5个工艺参数为因素,以成形阶梯型锥杯时间为指标,进行正交实验,并对实验结果进行极差分析和方差分析。研究结果表明:垂直层进给量对成形时间有显著影响,而其他4个工艺参数的影响不显著;成形时间随工具垂直层进给量、工具进给速度、波长和工具直径的增加而减少,随振幅的增加而增加。研究结果为合理选择工艺参数、减少波动加工轨迹驱动的板料锤击渐进成形时间提供了理论依据。     

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。     

航空喷嘴9Cr18Mo小孔钻削刀具结构与工艺参数优化

针对9Cr18Mo马氏体不锈钢航空喷嘴小孔的钻削加工,基于DEFORM-3D有限元软件,开展硬质合金钻头几何结构和加工工艺参数优化仿真与试验研究.基于钻削刀具的螺旋槽和后刀面数学模型,采用UG三维建模软件建立钻头三维模型,利用DEFORM-3D软件建立钻削有限元仿真分析模型,综合分析不同刀具几何结构和工艺参数对排屑、钻...     

筒形件强力旋压工艺模拟及实验研究

采用有限元与工艺实验相结合的方法,对筒形件强力旋压工艺进行了研究。对于旋压加工工艺,利用有限元模拟软件建立三维弹塑性模型并进行数值模拟,然后在此基础上分析进给比、减薄率2个工艺参数对筒形件强力旋压成形过程的影响规律。根据数值模拟结果,设计并制造了工装与模具,同时进行了工艺试验,成功试制了壁厚减薄效果良好的筒形件强力旋压样件。     

铣削加工中表面凹凸模样控制方法

采用理论分析与切削实验方法,探讨了切削过程中的几何因素对表面凹凸模样的影响,结果表明:凹凸模样的深度、长度和宽度主要由刀具半径、进给量和进给间隔来决定;凹凸模样的整齐性取决于铣刀回转偏心和刀刃相位差;通过设定刀具的移动距离,得到预想的表面凹凸模样;控制回转偏心和刀刃相位差,既可以降低加工表面的粗糙度,又可以提高表面的润滑效果和视觉效果.