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。     

摩擦因数及坯料壁厚对筒体件辊挤成形质量的影响

运用Deform-3D软件对辊挤成形进行数值模拟,分析了不同摩擦因数和坯料壁厚对半成品飞边高度的影响,并研究了成形过程中模具的受力情况。研究结果表明:飞边高度随着摩擦因数和坯料壁厚的增加而增大;径向载荷同样随摩擦因数的增加而增大,但随坯料壁厚的增加而减小。当摩擦因数为0.4、坯料壁厚为17.0 mm时,冲头径向载荷最大,达到868 kN。最后进行成形试验,有限元模拟和成形试验得到的飞边高度偏差仅为10%,在消除飞边后筒体件表面无折叠缺陷,试验结果验证了模拟结果的可信性。     

浅孔杯形件挤压工艺研究及模具涂层应用

以某浅孔杯形件为研究对象,依据塑性成形理论,设计了4种挤压成形工艺,即上冲头反挤压、浮动凹模上冲头反挤压、上冲头正挤压以及浮动凹模上冲头正挤压工艺,采用DEFORM软件分析了4种挤压成形工艺下杯形件的成形质量及各主冲头的磨损情况,并确定了成形工艺。为降低主冲头磨损,研究了在TiN、TiCN、TiN-TiCN涂层下各主冲头的磨损情况,并确定了合理的镀层材料。通过正交试验法,研究了冲头圆角半径、摩擦因数、冲压速度、涂层厚度对冲头表面磨损深度的影响,并确定了最佳工艺参数。结果表明:在保证零件质量的条件下,采用浮动凹模上冲头正挤压工艺,冲头涂层材料选择TiN-TiCN复合涂层,工艺参数选择涂层厚度为4μm、摩擦因数为0.08、冲压速度为10 mm·s~(-1)和冲头圆角半径为6 mm时,主冲头完成单次挤压后的磨损量较小。     

基于Deform的换向器座冷镦挤模具优化

利用Deform软件模拟不同模具圆角半径的冷镦挤成形,分析不同模具圆角半径在镦挤过程的载荷-行程曲线、等效应力、等效应变及金属流动速度的影响规律.通过64组镦挤过程的模拟数据表明,对于换向器座类零件冷挤压成形,当凸模圆角R1取3mn、R2取0mm,凹模工作区域顶端圆角半径R3取3 mm时,镦挤成形所需的载荷达最小值.     

前防撞梁拉延成形过程分析及工艺参数优化

采用Dynaform软件对某汽车前防撞梁成形过程进行了模拟,分析了不同形式的工艺补充面对零件成形的影响,以减薄率为评价标准,最终选取凸模圆角半径25 mm、凹模圆角半径15 mm的两端补充形式和符合零件形状的非平面压料面.采用正交试验法研究了压边力、冲压速度、摩擦因数和模具间隙4个工艺参数对成形结果的影响,获得了工艺参...     

对半轴套管热挤压成形载荷影响参数的探讨

半轴套管属于长轴类空心锻件,根据零件的结构特点和使用要求,确定了热挤压成形工艺方案。采用有限元软件分析了成形载荷的影响参数,主要工艺参数包括坯料加热温度、挤压速度、模具预热温度和摩擦因数等。并运用了正交试验设计方法对模拟结果进行显著性处理。结果表明,挤压速度对成形载荷的影响最为显著,模具预热温度的影响则最小。通过试验验证了模拟的准确性,为实际生产提供了理论指导。     

基于RSM与NSGA-Ⅱ的法兰件挤压成形工艺的多目标优化

通过分析实心法兰的结构特点，运用有限元模拟与响应曲面算法和NSGA-Ⅱ相结合的算法对实心法兰冷挤压成形进行了多目标优化分析。采用DEFORM-3D有限元模拟软件对实心法兰成形过程中的损伤与载荷进行了分析。选取摩擦因数、凹模圆角半径和挤压速度3个工艺参数为影响因素，损伤值与载荷力为优化目标，通过设计响应曲面试验进行仿真模拟。结合NSGA-Ⅱ遗传算法进行多目标优化，对优化解进行仿真试验对比，目标值误差位于合理范围内。工艺参数优化的最终结果为：挤压速度1.46 mm·s^-1、摩擦因数0.05、凹模圆角半径8.00 mm,采用优化后的参数进行模拟试验，结果表明，法兰的最大成形载荷由100 kN降低为50.9 kN,损伤值由1.29减小至0.70,工件的成形质量得到改善。     

工艺参数对径向分流冷锻成形圆柱直齿轮的影响

圆柱直齿轮冷锻成形载荷较大,制约了其在工业上的应用。以摩擦系数、凹模圆角半径、分流孔径、成形速度为工艺参数,基于径向分流原理,利用浮动凹模工艺对圆柱直齿轮冷锻成形过程进行数值模拟分析,得到了各工艺参数对冷锻成形载荷的影响规律。模拟结果显示,摩擦系数和分流孔径对成形载荷的降低影响大,而凹模圆角半径和成形速度的影响并不明显。     

弯曲半径对凸曲面翻边成形及回弹影响的研究

影响曲面翻边成形回弹的因素主要有零件弯曲曲率半径R、凹模圆角半径r以及材料的厚度t,利用Dynaform软件重点模拟零件弯曲曲率半径R对压缩类翻边中的凸曲面直线翻边的成形回弹影响,得出了零件弯曲曲率半径R对曲面翻边的成形回弹影响规律。通过计算机数值模拟得到在R30mm、R45mm和R60mm 3种半径下的成形极限图以及回弹前、后的主应变分布图,并结合试验的结果,得到随着弯曲半径增大而成形的回弹有所改善的结论。     

预成形毛坯过渡圆角半径对气门终锻成形过程的影响

采用数值模拟与实验相结合的方法,对气门毛坯的楔横轧-模锻工艺过程进行研究,依据气门毛坯楔横轧成形工艺及终锻成形工艺的要求设计了不同过渡圆角半径的预成形毛坯,采用有限元软件进行数值模拟。分析其成形工艺过程中坯料的金属流动规律、不同过渡圆角半径的坯料所需最大成形载荷,并研究成形过程中坯料与凹模的接触情况。研究结果表明,与锻件过渡圆角相比,毛坯圆角半径与锻件圆角半径越接近,综合效果越好;当毛坯圆角半径过小时,所需的成形载荷也较小,但毛坯过渡圆角处的氧化皮难以清除,且会出现较浅的挤压痕迹;当毛坯圆角半径过大时,成形载荷也越大,产生严重的挤压痕迹,使模具产生严重的磨损,从而降低模具的使用寿命。     

AZ80镁合金锥形件内环筋挤压成形工艺参数研究

镁合金锥形件内环筋通过旋压无法形成高筋。因此,提出斜楔加载整体成形工艺。通过DEFORM-3D软件模拟了AZ80镁合金锥形件内环筋成形过程,采用正交试验法分析了反挤成形过程中挤压温度、挤压速度、分瓣凸模圆角半径对成形过程中最大载荷和平均应变的影响,并对金属流动和等效应变规律进行了分析。结果表明:AZ80镁合金锥形件内环筋的最佳成形温度为410℃,最佳挤压速度为2 mm/s,最佳分瓣凸模圆角半径为55 mm。通过实验,环筋部位填充饱满,零件达到使用要求。     

厚度近均匀分布的Ti6Al4V钛合金筒形件超塑成形(英文)

采用MSC.MARC软件设计不同形状的预成形模具,采有限元模拟方法研究预成形模具和终成形模具的表面摩擦因数对筒形件侧壁厚度分布的影响规律。结果表明:对预成形模具压边部分环形带区域和筒形件底部区域进行局部预减薄有利于筒形件厚度的均匀分布。当预成形模具表面的摩擦因数达到0.57时,局部减薄效果最明显,有利于最终的厚度分布。终成形模具的表面摩擦因数为0时,板料趋于整体变形,厚度分布区域均匀。通过机械加工增加预成形模具的摩擦因数,通过喷涂BN陶瓷粉末降低终成形模具的摩擦因数,最终,采用正反向超塑成形成功制得厚度分布为1.50~1.78mm的TC4钛合金深筒形件。     

C10100铜合金管挤压成形过程的有限元模拟

研究挤压成形工艺中的挤压速度、挤压温度和凹模圆角半径各工艺参数对挤压件成形质量的影响规律。采用有限元模拟软件Deform-2D建立了C10100铜合金的热挤压有限元模型,坯料的成形流变性能按其数学模型从该模拟软件数据库中选取。选择挤压速度分别为40,50和60 mm·s-1,挤压温度为850,900和950℃,凹模圆角半径为10,15,20和25 mm,比较在不同挤压参数下的等效应变值与最大挤压力值的差异。研究结果表明,当最佳工艺参数为:挤压速度50 mm·s-1、挤压温度950℃、凹模圆角半径10 mm时,所得到的挤制管材的表面光洁度及内部组织满足工程应用要求。     

6016-T4铝合金预警器支架翻边开裂的数值模拟及优化

为了解决6016-T4铝合金安全带预警器支架开裂的问题,首先,分析安全带预警器支架的结构特点、冲压工艺和板料性能,基于Dynaform有限元软件对预警器支架进行全过程模拟,确定开裂的位置,并分析零件开裂的原因;然后,将OP30翻边成形工序的凹模圆角半径由初始的5.5 mm增大至8.0 mm,解决了支架开裂问题;再通过4因素3水平的正交试验,研究OP30翻边成形工序中冲压速度、压边力、摩擦因数及凹凸模间隙对评估指标最大减薄率影响的重要性程度关系,得出优化后的工艺参数组合;最后,进行了仿真验证,结果显示:采用增大后的圆角半径,并结合优化后的工艺参数组合可以有效地将支架厚度控制在1.679～3.018 mm,大大降低了板料的减薄率,并且支架未出现开裂现象,便于后续的稳定量产。     

汽车飞轮盘温冲锻成形工艺研究

飞轮盘为大尺寸、变壁厚零件,采用先切割后焊接组装的加工方式,工序多,周期长,成本较高.采用冲锻成形新工艺成形该零件,并借助有限元模拟软件DEFORM-2D,对成形过程和模具关键尺寸进行了优化分析.为成形零件R5 mm内圆角,采用两步成形,即预成形时采用大半径圆角凸模拉深并利用镦粗凸模镦粗侧壁,终成形时将拉深凸模换为R5 mm圆角的凸模并将零件镦粗到要求尺寸.优化后的模拟结果显示成形良好,为实际生产提供了一定的参考依据.     

正交分析冷挤压成形性能的影响因素及背压工艺的应用

以体积成形有限元分析为基础，应用正交实验法针对泵体成形过程分析凸模和凹模的摩擦、模具的几何圆角、挤压速度对工件充满度和挤压成形过程中的最大载荷的影响，优化这些因素使得工件成形质量最优，压机载荷最小。将背压工艺应用于泵体成形过程，使得材料在成形过程中三相受压，从而获得优于未加背压时的型腔充满度和最大载荷。     

基于Dynaform及响应面法的6016铝合金散热壳体冲压成形及优化北大核心CSCD

以6016铝合金散热壳体为研究对象,通过分析零件的成形工艺,确定采用Dynaform软件对零件的拉深成形工艺进行有限元模拟,以零件的最大减薄率为评价其成形质量的指标。基于正交试验设计,研究了压边力、摩擦因数、冲压速度以及模具间隙对零件成形质量的影响规律。基于灰色系统(GS)理论分析出与零件最大减薄率关联度较高的工艺参数,并通过响应面法(RAM)进行中心复合设计(CCD),得到最优的工艺参数组合为:压边力为20.1 kN、摩擦因数为0.16、冲压速度为1500 mm·s^(-1)、模具间隙为1.05 mm,零件最大减薄率为23.029%。将采用该方案制得的实体零件与数值模拟结果进行对比和分析,结果表明数值模拟分析结果具有可靠性,可为散热装置零件的成形提供一定指导。     

顶杆圆角半径对三销架冷锻成形的影响

三销架是球销式等速万向节的重要部件。通过Solidworks对三销架冷锻成形模具及工件进行三维建模,采用大型有限元软件Deform 3D研究了顶杆圆角半径对三销架成形缺陷的影响规律,及其对等效应力、等效应变分布和载荷-位移曲线的影响。结果表明,当顶杆上凸台直径D1为Ф24 mm、下凸台直径D2为Ф22 mm、顶杆速度为10 mm·s-1时,顶杆下圆角半径R2的增大可以减小甚至消除三销架销轴根部的成形缺陷,顶杆上圆角半径R1对三销架成形无影响,三销架的中间孔处及销轴根部的应力应变最大。提出了适用于三销架冷锻成形的顶杆圆角半径R1为2 mm,R2为10 mm,并通过实际生产进行了实验验证。     

结合齿冷锻工艺分析及参数优化

利用Deform-3D软件对结合齿的冷锻成形过程进行了模拟,应用正交模拟试验以及工程试验相结合的方法,对某汽车变速箱结合齿冷锻工艺及参数优化进行研究,对预成形制件主要几何参数进行优化。研究结果表明:采用制定的冷锻预成形加精整倒锥工艺是可行的;凸台直径是影响成形力大小的最主要因素,其次是圆角半径,而齿形长度、内孔直径及凸台长度对成形力的影响较小;优化结果是当齿形长度A=6.5mm、内孔直径B=45mm、凸台直径C=62mm、凸台长度D=11mm、圆角半径E=2mm时,成形载荷最小。以优化结果为依据,成功实现了该类零件的冷锻成形。     

微拉深成形工艺及模具设计研究

利用实验研究和数值模拟分析相结合的方法来研究厚度为0.2 mm以下纯铜薄板的微拉深成形工艺及模具设计.通过一系列几何尺寸相似的杯形件的微拉深实验获得实验数据-成形力曲线;利用数值模拟研究了摩擦系数μ、相对模具间隙C/t和相对凹模圆角半径Rd/t对最大成形力的影响.研究表明,对最大成形力而言,摩擦系数μ的影响最为显著,而相对模具间隙C/t和相对凹模圆角半径Rd/t的影响在制造误差范围内不明显.在考虑摩擦条件的尺度效应的情况下,无量纲设计方式是一种比较有效的微拉深工艺及模具设计方法.