In718合金反挤压成形数值模拟

本文基于粘塑性材料模型,应用有限元模拟技术对In718合金高温下的反挤压成形过程进行了数值模拟。分析了不同挤压工艺的金属流变行为和应力应变分布,得出:在高温条件下,In718合金进行等温反挤压,成形质量较好;摩擦不仅降低反挤压成形范围,并且加剧金属表面裂纹的产生;坯料的等效应力分布较均匀,最大等效应力值出现在凸模工作带端点处;无摩擦、凸模球心夹角=60°、反挤压成形温度T=1000℃时得到的等效应变值比较均匀,产品成形质量相对较好。     

铝合金锥形挤压件厚度均匀性控制技术

采用有限元方法对典型的深腔薄壁7075超硬铝合金锥形件挤压成形过程进行了数值模拟仿真和分析.优化了预成形工艺参数及凸模结构.仿真结果表明:终成形时坯料的定位是决定其壁厚分布的关键因素;预成形时采用满压型方式,将凸模的锥角控制在14°～16°之间,利用凸、凹模自导向,可降低成形过程中的材料损伤,并可有效的提高终成形制品的壁厚均匀性.根据仿真的优化参数进行试验验证,结果表明:优化的挤压工艺参数及模具,提高了多工序挤压时深腔薄壁件壁厚的均匀性.该方法应用于壁厚为10mm,腔深270mm的超硬铝合金锥形件的挤压成形生产.在壁厚允差小于1.2mm的要求下,制品的合格率由原来的12%提高到了90%以上.     

变速器花键主轴贯通式冷挤压成形北大核心CSCD

针对载重汽车变速器花键主轴在传统切削加工时生产效率低的问题,考虑开式冷挤压的缺点,提出了贯通式冷挤压成形工艺方案。借助DEFORM-3D有限元仿真分析软件,研究了坯料定位精度、凹模定径带、凹模入模半角和模具间隙对金属流动的影响规律,模拟结果表明:当凹模定径带长度为26 mm、凹模入模半角为28°、凸模直径为Φ46 mm时,花键主轴在成形过程中的弯曲变形量较小,成形质量良好。最后采用贯通式冷挤压成形方案进行工艺试验,得到的挤压件的成形质量和尺寸精度均可满足设计要求,试验证明该工艺方案切实可行,数值模拟结果对工艺试验具有一定的参考价值。     

坯料温度不均对高压气瓶反挤压件质量的影响

通过热压缩实验,得到了34CrMo4合金钢的应力-应变曲线,并根据此曲线建立了材料的峰值应力模型,即Z参数模型。同时,在高压气瓶反挤压工艺中,设置了坯料初始温度不均匀模型。基于有限元模拟技术,应用DEFORM-3D数值模拟软件,对坯料温度不均模型的反挤压过程进行了模拟计算。测量了成形件凸耳及壁厚差的大小,分析了坯料初始温度不均对热反挤压成形件凸耳及壁厚分布的影响。研究表明:随着初始坯料高低温度差的逐渐增大,凸耳高度增大,最大壁厚差也增大;随着反挤压的进行,凸耳高度迅速增加,到凸模下压量达到90%时,凸耳高度增长速度减缓;从反挤压件口部到底部,壁厚差逐渐减小。     

AZ80镁合金管材反挤压成形的数值模拟与试验研究

采用Deform-3D软件对AZ80镁合金厚壁管材的反挤压过程进行了数值模拟,模拟了不同挤压温度和挤压速度对反挤压成形过程的影响。结果表明,反挤压过程的等效应变主要集中在凸模与坯料接触处和管壁上,管材的内壁和外壁损伤值较大,容易产生损伤。挤压温度越高,管材成形的温差、等效应力和挤压载荷就越小,挤压变形越均匀。挤压速度越小,金属的流动速率峰值越小,金属流动越均匀,管材温差越小,挤压变形越均匀。通过镁合金管材的反挤压试验,验证了模拟结果的准确性。     

Al2024合金半固态触变挤压成形热-力耦合有限元模拟

详细地论述了半固态触变挤压成形热-力耦合粘塑性有限元基本公式,利用Gunasekera流动应力公式,在Marc有限元软件平台上通过二次开发,建立了半固态触变成形计算机仿真模型.通过对Al2024合金半固态触变挤压成形工艺过程热-力耦合有限元模拟知坯料的变形区主要集中在挤压凹模的锥形部位;挤压结束时,制件中心与表面的最大温差约为85℃;制件锥形表面附近的等效Mises应力比其他部位的等效Mises应力大,并且有明显的应力集中现象.凸模行程与载荷曲线的有限元模拟结果与试验曲线吻合较好.     

铝合金叶片热挤压工艺设计

针对传统模锻方法制造大榫头叶片工艺流程长、废品率高、尺寸精度低等弊端,提出挤压法制造叶片的工艺:挤压叶身和镦挤榫头形成叶片毛坯,后续机加工得到叶片产品。采用Deform-3D软件对挤压过程进行了数值模拟,优化了坯料形状、尺寸,分析了应力、应变分布,将叶身局部最薄处由R1 mm补偿为R6 mm,并采用偏心凹模法改变压力中心,解决了叶片成形过程中金属流动不均匀、开裂、弯曲等问题,并设计了挤压模具和镦挤模具结构。优化后的模拟结果表明:叶片挤压过程中金属流动性良好,成形精度高。     

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。     

异形齿离合器盘毂冷挤压工艺优化分析与实验研究

针对某带有异形齿法兰离合器盘毂的结构特点提出冷挤压成形工艺。结合有限元分析与正交试验设计方法,以异形齿盘毂冷挤压成形峰值载荷、齿形充填情况以及最大损伤值为目标函数进行正交实验设计,并采用有限元模拟软件分析其凹模入模半锥角、凹模过渡圆角半径、坯料直径、摩擦系数和挤压速度对盘毂冷挤压成形性的影响。分析结果表明:凹模入模半锥角、凹模过渡圆角半径、坯料直径对盘毂冷挤压成形性具有显著影响,并得到最佳工艺参数组合为:入模半锥角40°、凹模过渡圆角半径3 mm和坯料直径Φ53.5 mm。工艺试验结果表明,采用优化后的盘毂冷挤压工艺可以生产出质量合格的产品。     

磁控排气管挤压成形的分析与参数优化

根据挤压成形理论,分析、制定了磁控排气管挤压成形工艺,采用Deform-3D软件对零件的成形过程进行模拟,应用正交模拟试验和回归试验以及工程试验研究相结合的方法,对微波炉磁控排气管金属冷挤压成形规律进行了研究,对工艺参数进行了优化.确定了模具结构参数的优化组合为:凸模内圆角r1=0.8 mm,凸模外圆角r2=0.8mm,凹模内圆角r3=0.2 mm,凹模外圆角r4=0.8mm.工艺参数的优化方案为:坯料直管长度x1=30nm,坯料锥角x2=120°,摩擦因子x3=0.1,挤压速度x4=180 mm·s-1.实现了薄壁空心杯杆件的复合挤压成形.     

中厚板的反挤凸柱成形规律

运用有限元软件DEFORM-3D对5 mm厚的20钢中厚板进行了反挤凸柱成形模拟研究,对比分析了封闭式模腔、全开式模腔、半开式模腔挤压成形时材料的变形特点。研究揭示了3种成形方式下金属的流动规律、等效应力及等效应变的分布、载荷与行程的关系,从而可根据成形载荷、凸柱高度与凸凹模行程的关系来合理选择模腔形式。进而研究了凸凹模圆角半径、凸柱直径与坯料初始直径之比d/D、凸凹模下行速度等因素对于各挤压方式下凸柱高度的影响。最后,选取半开式模腔成形凸柱进行实验,实验结果和有限元模拟结果符合较好,验证了有限元模拟的准确性。     

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。     

304不锈钢壳级进模变薄拉深工艺及数值模拟

根据经验公式和理论数据对某304不锈钢壳进行直径减小、壁厚变薄的变薄拉深级进模设计,并运用Deform-3D对连续变薄拉深成形过程进行数值模拟,揭示了成形过程等效应力和行程载荷曲线的分布规律。模拟与试验结果表明:成形过程中,坯料的最大应力集中在与凹模圆角和凹模工作带相接触的区域;随着凸模圆角减小,凸模圆角与直壁连接处应力增大,出现危险区域;为防止最后一道拉深过程中凸模容易磨损及产品被拉伤,应合理设计拉深系数、变薄量及凹模圆角;直径减小壁厚变薄拉深件的直壁壁厚均匀。     

空心圆柱斜齿轮正挤压数值模拟研究

针对空心圆柱斜齿轮的几何特点,利用有限元软件Deform-3D对其闭式模锻工艺和空心坯料正挤压工艺进行模拟分析;利用有限元软件模拟在不同凹模入模角下的正挤压成形过程。结果表明:采用正挤压工艺比闭式模锻更合理;当凹模入模角为80°左右时,可得到几何形状满意的齿轮锻件,成形效果最好,适合空心斜齿轮的正挤压。该研究结果对空心圆柱斜齿轮精锻成形工艺的应用有一定的参考价值。     

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。     

料饼外径自整形反挤压凹模

我厂在用图1所示结构的反挤压凹模进行反挤压成形生产轴承套圈的过程中,往往因下料重量散差较大以及坯料间温差较大,造成镦粗后的料饼直径(d')较d散差较大,给反挤压成形工艺带来诸多困难,以致造成反挤压工件废品。为此我们对图1所示反挤压     

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。     

螺旋钻杆接头成形工艺方案设计及数值模拟分析

针对螺旋钻杆接头的结构特点,提出实心坯料复合挤压和空心坯料开式反挤压两种工艺方案.借助塑性有限元分析软件,模拟了两种方案的成形过程;针对空心坯料开式反挤压方案中出现镦粗失稳现象进行分析,提出在凸模工作带前端设计引导区的解决方案,并分析比较了两种方案的成形力情况.模拟结果显示,空心坯料开式反挤压比实心坯料复合挤压成形力降低了87.3％.工艺试验表明,空心坯料开式反挤压方案可成形出合格的冷挤压件.     

汽车轮毂轴管复合挤压成形数值模拟与试验研究

根据热挤压成形理论,针对汽车轮毂轴管零件自身的特点,采用复合挤压成形工艺进行热成形,借助DE-FORM-3D有限元软件对成形过程进行了模拟、分析。以镦挤成形工序和反挤压成形工序为重点,分析了成形过程中金属的流动规律及应力、应变的分布情况,得到载荷-行程曲线。同时在试验时研究了加热温度、挤压速度、润滑等主要工艺参数对金属流动、应力应变、成形质量和成形力的影响。并以此为依据,对工艺参数进行了优化,验证了数值模拟结果的正确性及该复合挤压成形工艺的可行性。