拉铆套冲孔成形模具磨损分析及工艺参数优化

以拉铆套四工位冷挤压成形为例,针对反向冲孔工序中冲头磨损严重现象,利用Deform-3D软件对冲孔过程进行了有限元数值模拟,并引入正交试验进行工艺参数优化。选取了摩擦因子、冲压速度、模具初始硬度、冲头圆角半径这四个主要影响模具磨损因素,设计4因素3水平的正交试验,以减少冲头磨损量为试验指标获得了最优工艺参数组合。结果表明,当摩擦因子为0.10、冲压速度为6 mm/s、模具初始硬度为70 HRC、冲头圆角半径为0.5 mm时,冲头磨损量最小。     

汽车用法兰面螺母冲孔仿真试验及优化

针对企业实际生产中遇到的六角法兰面螺母冲孔过程中下冲头磨损严重的问题,利用有限元软件DEFORM-3D对法兰面螺母的冲孔过程进行了仿真模拟,重点进行模具参数方面的优化。建立了Archard磨损模型及SCM435钢的本构模型,基于动态模拟结果,直观地分析了冲孔过程中下冲头的磨损机理。结合仿真结果,以下冲头的磨损量为优化目标,选取若干关键因素作为仿真试验因素,建立了多水平的正交试验,依据仿真结果分析了各试验因素的关键性,通过极差及方差分析获得了六角法兰面螺母冲孔过程的最优工艺参数以及下冲头的最优结构,并根据最小磨损量预估了下冲头的使用寿命。最后,进行了模具的试制及试模生产,获得的六角法兰面螺母质量较好,下冲头磨损速度明显降低,有效地降低了企业的成本。     

轿车转向节闭塞挤压成形过程研究

文章提出了轿车转向节精密成形新工艺。针对挤压带式闭塞挤压精密预制坯的成形过程,以DEFORM软件为工具,研究了冲头形状、挤压带长度、模具工作温度、润滑等条件对成形工艺的影响,确定了成形过程中需采用的工艺参数。采用该工艺不仅能提高材料利用率,还能够降低挤压力和提高模具使用寿命,对于其它复杂枝杈类锻件的成形,具有重要的指导意义。     

轴承端盖温挤压成形工艺模具磨损研究

依据轴承端盖的结构特点,利用DEFORM-3D有限元软件对锻件进行温挤压成形工艺过程的数值模拟分析。基于Archard磨损理论分别以坯料始锻温度、模具初始硬度和模具初始温度作为变量,以凸、凹模的磨损量最小为目标获得最优工艺参数组合。通过对最优工艺参数组合的二次模拟得出最小磨损量,并利用稳定阶段磨损量公式估计模具的使用寿命,为实际生产中模具的选择提供一定指导作用。     

基于响应面法的整体式结合齿齿轮温锻工艺优化

针对整体式结合齿齿轮温锻过程成形载荷大、锻件充填不完整和模具磨损大等缺陷,以DCT250双离合自动变速器中某整体式结合齿齿轮作为研究对象,建立了以模具预热温度、坯料加热温度、摩擦因子和锻造速度为设计变量,以锻造过程成形载荷、齿形模具最大磨损量和锻件成形率为目标的二次多项式响应面模型。通过响应面法与有限元模拟相结合的方法对温锻过程的工艺参数进行优化,从而得到该产品的最优锻造工艺。经过实际生产验证发现,最优锻造工艺能够在较低成形载荷的条件下锻造出合格的锻件,并且齿形模具的使用寿命由最初的1000件提高至4500件,有效提高了齿形模具的使用寿命。     

花兰叉热锻工艺优化

花兰叉热锻模具内裆部位磨损严重。当持续使用模具生产2000件左右时,锻件尺寸超差,更换模具影响生产。基于Archard磨损模型,通过分析锻件的金属流动规律,总结了模具磨损过快的原因。进行了改锻方为制坯的工艺优化方法,并对原始和优化方案进行模拟分析。结果显示,优化工艺后,每单件生产模具最大磨损深度降低了0.26μm,同时材料利用率提高到80.4%,每件节能18.6 MJ。实际生产中模具寿命提高到3600件以上。     

基于正交试验的车用螺母成形分析及模具磨损优化

以某车用锁紧螺母冷镦成形为研究对象,基于Archard磨损理论,采用有限元分析软件DEFORM-3D对模具磨损及成形载荷进行模拟分析。结果表明:制件成形符合工艺要求。为得到更优的成形效果,选取上冲头切入角、冲压速度、模具表面硬度、摩擦系数作为因素,设计正交试验,以降低模具磨损和成形载荷为目标对因素进行优选。分析得出各因素对结果的影响趋势,并通过综合考虑生产效率、能量消耗、设备磨损等因素,得到了最优工艺参数组合为上冲头切入角20°、冲压速度5 mm·s-1、模具表面硬度61 HRC、摩擦系数0. 12。采用最优参数重新进行模拟,上冲头使用寿命得到了大幅提升,并予以试模验证。     

工艺参数对弯管接头模锻质量的影响

主冲头速度、坯料初始温度、坯料与模具间的摩擦系数是影响弯管接头模锻质量的重要参数。本文分别研究了主冲头速度对锻件等效应变的影响,坯料初始温度对锻件温度分布的影响,坯料与模具间的摩擦系数对锻件等效应变的影响,并获取了最佳工艺参数,对比了改进前后主冲头载荷随锻造时间的变化规律。结果表明,改进的工艺能显著降低冲头的载荷值。     

直齿圆柱齿轮挤压工艺实验

论述了温挤压成形时存在模具磨损与挤出齿轮件头部凸的问题,分析了其产生的原因与造成的后果.为了节约成本与生产顺利进行,采用冷挤压工艺方案进行工艺实验.实验研究了齿轮相关参数﹑挤压力估算﹑工艺过程与模具结构优化,成功地挤出直齿圆柱齿轮零件,经过分析比较,冷挤压挤出的齿轮零件表面质量比温挤压的好,而且没有发现模具磨损现象.实验表明,冷挤压工艺方案是可行的,且能提高模具寿命﹑改善齿轮件的表面质量和节约成本.     

节距190mm链轨节切边、冲孔复合模设计

介绍了节距190mm链轨节切边、冲孔复合模结构设计、工作原理、设备吨位选择及工艺参数计算等。该模具由模锻成形的热锻件在曲柄压力机的一次工作行程中,完成切边、冲孔2个工序,采用拉杆、U形板、模板和顶出器组成的顶出装置,保证了锻件毛坯切边、冲孔后能够及时与冲头、凹模分离。实际生产证明,该模具设计合理,能够满足锻件质量和批量生产的要求,且操作方便、安全可靠,降低了劳动强度和生产成本,减少了冲切步骤,生产效率与设备的利用率均提高了2倍。     

锥孔锻件自动化闭式热挤压工艺

针对锚固装置中的锚套典型件,设计了自动化热挤压工艺。试生产中出现锻件质量不稳定和模具寿命太低等问题,导致难以实现自动化生产。质量不稳定的表现是锻件同轴度超差且无规律,模拟分析了预锻同轴度对成形凸模等效应力和偏移量的影响,并通过提高坯料尺寸精度和调整镦粗高度解决了同轴度的问题,使锻件同轴度从最大Φ0.86 mm减小到Φ0.4 mm以内,确保了锻件质量稳定合格。成形凸模失效的表现是磨损,模拟分析了不同材料、润滑系数、凸模长径比对模具磨损量的影响,并通过实验确定:润滑剂采用水基石墨,凸模材料采用3Cr2W8V钢,将模具寿命从1500件提高到10000件以上,可以连续生产20 h以上。最终实现班产不换模具且无废品,达到自动化生产的要求。     

大模数半轴齿轮温精锻成形数值模拟及试验

针对大模数半轴齿轮成形的特点,提出温精锻成形的工艺方案。采用DEFORM-3D有限元分析软件对半轴齿轮的温精锻成形过程进行数值模拟,对影响齿轮成形效果的坯料形状、模具运行速度、坯料加热温度及模具预热温度进行模拟分析;分析坯料在成形过程中的金属流动规律、应变分布、温度场分布,得到了模具载荷-行程曲线;试验验证了该温精锻成形工艺的可行性,为半轴齿轮实际生产工艺的改进提供了参考。     

Pierced forgings: tool development for a combined single step process

Many forged parts e.g. connection rods or box spanners feature cavities, holes or apertures, which have to be produced in an additional process step (in many cases warm piercing). The residual material, that remains at the cross sectional area of the piercing punch, so called web, has to be pierced in an additional manufacturing step. By integrating this separately performed operation into the final forging step the process chain can be shortened. However, up to date there is no information available on how the process parameters influence quality relevant factors like dimensional accuracy, surface quality, and fibre orientation in the pierced area when forming and piercing operations are combined. Therefore, a combined forging-/piercing process was designed and performed in two projects. In the first project, not discussed in this paper, forging temperature, tool and work piece material as well as the thickness of the web have been investigated. The results of these investigations showed that the variation of the inserted mass and the forging temperature have a distinct effect on the dimensional and form accuracy of the work pieces. The second project investigated different geometries of the piercing punch and the influence of a different forming sequence on tool stress and material flow. The geometry of punch shows no effect on the geometrical tolerances of the piercing while an inappropriate forming sequence leads to failure of the tool.     

基于数值模拟分析结合齿温锻成形工艺及缺陷控制研究

针对结合齿预锻坯料结构及齿形填充不满、材料折叠、模具使用寿命短的问题,利用DeForm-3D数值模拟技术研究预锻坯料连皮在中心和底面、径向和正向的成形方案对结合齿成形情况、凸模载荷、应力应变分布、凹模磨损的影响,获得了冲孔连皮在中间位置正向成形的温锻工艺方案,为结合齿预锻成形工艺提供了技术支撑,有助于企业降低开发和生产成本。     

螺旋锥齿轮摆辗工艺研究

螺旋锥齿轮形状复杂,齿线长而弯曲,不易通过常规方法加工.摆辗作为一种新的塑性成形螺旋锥齿轮的方法,克服了精密模锻成形力过大的困难.基于有限元的方法,本文对螺旋锥齿轮摆辗成形过程进行研究,分析了成形各阶段的变形与载荷特性;针对摆辗最后阶段飞边面积较大、载荷过大的特点,提出了摆辗摆头改进的方法,减少了飞边面积,从而使得成形力减少了1/3;通过铅试件成形验证了摆辗螺旋锥齿轮成形过程,说明了摆辗螺旋锥齿轮是可行的.     

Application of numerical simulation for wear analysis of warm forging die

Warm forging process has better forming precision than hot forging process and has better formability than cold forging. But warm forging die sustains higher temperature and working pressure, the die wear is faster than those of hot forging and cold forging. The purpose of this research is to combine the experimental techniques, wear model and numerical simulation method to predict the wear of warm forging die. The non-isothermal ring compression test was adopted to estimate the friction coefficient in different temperatures and the on-line temperature recording system was setup to correct the heat transfer coefficient of the interface. The wear coefficients in different temperatures were acquired from high temperature wear experiment. Finally, the Archard wear theory and DEFORM, a FEM code, were used to analyze the warm forging of automotive transmission outer-race and predict the die wear condition.     

冲孔凸模TD渗钒处理前后抛光工装结构设计

冲孔凸模磨损是模具失效的主要形式之一。对大规格冲孔凸模应用TD渗钒处理技术,需对TD处理前后冲孔凸模表面进行抛光,自行设计制造了一种多工位的半自动抛光机构,提高抛光效率、质量和安全性。     

钢质同步环综合成形分析及对模具寿命影响研究

文章对汽车钢质同步环的综合成形过程进行了计算机模拟,分析了综合成形工艺与一次成形的成形质量、模具表层温度、磨损量、成形载荷的关系,阐述了综合成形工艺在生产试验上的运用。结果表明,采用热锻+温整综合成形工艺后,材料分配更为合理,齿形的充填更加饱满,模具受力状况得到了改善,其使用寿命得到了一定的提高。     

两端面具有凸块的齿轮锻件温挤成形工艺设计

以某90型摩托车变速箱中的花键主动齿轮锻件为例,依据温挤成形技术原理,对复杂形状齿轮锻件进行了锻件分析和温挤成形工艺分析,阐述了复杂形状齿轮锻件温挤成形工艺设计中的难点与关键点,并结合生产实际,制定了适合生产实际的温挤成形工艺。设计了一套经济实用的温挤成形模具,同时介绍了模具结构和工件原理。经批量生产试制证明,该温挤成形工艺生产的齿轮锻件质量稳定、凸块饱满,且模具结构合理、通用性强、生产效率高。     

直齿圆柱齿轮温锻成形工艺参数优化

对直齿轮温锻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,将齿轮的成形力和凹模模具磨损作为2项指标,并基于该2项指标分析试验结果,得出坯料初始温度、模具预热温度、工模间摩擦系数、锻压速度等对成形过程的影响,并获得较优的工艺参数值。模拟结果与实验结果吻合,对实际生产起到了指导作用。