板体锻造工艺优化及试验验证北大核心CSCD

优化了板体的锻造工艺,将锻造工艺中的平面镦粗去氧化皮工步优化为成形镦粗,将原镦粗的扁平形状改为中间低两边高的形状,以达到更合理的材料分配。通过优化成形镦粗的形状和高度,将终锻模具的最大等效应力降低了30%左右,终锻模具易磨损位置的磨损量降低了25%左右,达到了提高终锻模具寿命的目的。同时,优化了顶杆的安装位置,在顶杆位置处增加余料仓,增加材料的流动空间,降低顶杆受力,可以有效提高顶杆寿命。试验发现,成形镦粗件的长度对终锻成形的影响不容忽视,成形镦粗件长度应小于锻件长度,否则容易产生折叠缺陷。将试生产锻件与模拟结果对比,可以确认优化后的成形镦粗工步和顶杆余料仓的作用是有效的。     

突缘叉锻造成形预应力组合模具改进

在突缘叉锻造成形过程中,上模模腔底部容易开裂,导致锻件出毛刺,增加生产风险。利用Deform软件分析了突缘叉锻造成形过程的金属流动规律和模腔开裂原因。结果表明:模腔凸台在冲击载荷下出现应力集中并导致模具断裂失效。通过在模具上添加预应力环以抵消模具所受冲击载荷、降低模具应力,并利用Solid Works软件计算了预应力。优化结果表明:采用组合模具结构时,模具与应力环最大预应力分别为480和420 MPa,均处于安全范围内。模具原始开裂位置应力降低了约950 MPa,生产过程中,模具始开裂前锻件的产量由200件左右提高到2700件左右。     

基于响应面法的汽车法兰盘终锻模具磨损分析与预测

某公司采用两次预锻、一次终锻成形汽车法兰盘锻件,但在生产中发现终锻凹模的寿命明显低于预锻凹模,因此为提高终锻凹模寿命,采用 Deform-3D 软件对法兰盘终锻过程进行了数值模拟,并引入 Archard 磨损模型,对凹模磨损情况进行了研究。并选取打击速度、凹模硬度、坯料温度以及模具预热温度作为优化参数,以凹模磨损深度最小作为优化目标,通过响应面法,获得了关于实验优化参数与凹模磨损深度的二阶响应面模型及最佳参数组合方案,即打击速度为38. 5 mm·s^-1、凹模硬度为60 HRC、坯料温度为 400 ℃ 、模具预热温度为 360 ℃ 。通过 Deform-3D 对优化后的参数进行了验证,结果表明凹模磨损深度与优化前相比得到了明显降低。基于优化结果,对法兰盘进行了试生产,获得的锻件的尺寸和性能均能满足设计要求,凹模寿命从3200 件提高至 5430 件,与模拟预测结果相近,表明 CAE 分析与 RSM 的结合应用能够有效地解决模具磨损问题。     

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。     

轮毂轴管终锻成形模具设计技术

根据某规格汽车轮彀轴管零件的形状尺寸特点,设计了预锻毛坯和终锻成形方案,并对成形方案进行了工艺和模拟分析.模拟结果显示,金属变形仅局限于端部,金属能正确成形锻件形状,杆部不再发生变形,其内孔的斜面形状保持不变,冲头的长度可适当减短.设计了终锻成形模具,模具采用楔块结构,使凹模能左右开启,从而使锻件脱模容易.该模具结构使锻件的外形略去拔模斜度,材料利用率提高约12.5％.该成形方案合理可行,对生产有一定的指导意义.     

基于Deform的依维柯汽车转向节的预锻优化

针对依维柯汽车转向节复杂特殊的产品结构和实际批量生产中出现的侧臂成形困难、缺料、折叠、合格率低等质量问题,通过Deform有限元建立依维柯汽车转向节塑性有限元模型,进行预锻模具和终锻模具的构建,并分析其预锻件和终锻件金属流动过程,对依维柯汽车转向节预锻件成形和终锻件进行分析和探究,得出转向节预锻件和预锻模具结构初始设计不合理的结论。重新设计修改和优化转向节预锻件和预锻模具,并进行现场生产。依维柯汽车转向节锻件的材料利用率提高了6. 3%,合格率也提高了3. 3%,积累了成功的技术设计经验。     

汽车差速器半轴齿轮新型锻模设计

论述了精锻汽车差速器半轴齿轮原模具结构存在的问题,改进了锻造工艺和锻件设计,设计了新型粗锻模和精压模.新型粗锻模的齿模设在上模,半轴凹模设在下模,坯料定位准确迅速,可实现无飞边粗锻;齿模与热锻件接触时间短,模具温升小,模具寿命高.新型精压模的上模设有顶件装置,锻件半轴的拔模斜度小,锻件半轴的金属敷料少.新型模具可显著提高模具寿命和生产效率,降低材耗和生产成本.     

爪极精锻模具的耐久性研究北大核心CSCD

为防止爪极精锻下模凸筋处产生局部尺寸偏差而导致模具过早失效,利用有限元分析了导致爪极精锻模具使用寿命低的原因,发现磨损失效是导致爪极精锻下模凸筋处易产生尺寸偏差的主要因素。基于爪极锻造模具型腔的特点,对成形工艺进行了改善,在爪极预锻上模设置与精锻下模凸筋位置和大小相对应的凸起,可有效降低精锻下模凸筋处的温度、相对滑动速度和接触应力,使单个锻次的磨损量由优化前的1.08×10^(-5) mm减小为3.65×10^(-6) mm,且优化后的锻件未出现折叠、湍流和涡流等缺陷。根据该优化方案加工出模具并进行实际生产验证,结果显示,该优化方案使爪极精锻下模的平均使用寿命由优化前的5000件提高至6000件。     

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。     

一种取代弹弓顶杆的机械顶出结构

汽车饰件中很多零件在狭小空间中存在小倒扣,这种塑件结构的注射模采用弹弓顶杆才能实现倒扣的脱模,但弹弓顶杆存在加工困难、易磨损以及成本高的缺点,后期模具维护成本高。以中控面板上的倒扣为例,为避免弹弓顶杆的不足,设计了一种机械顶出结构来实现倒扣的脱模,达到弹弓顶杆顶出的效果。     

长轴类大变截面复杂锻件精确成形缺陷控制

针对长轴类大变截面复杂锻件精确成形过程中存在充不满和模具寿命低的问题,采用数值模拟技术与生产试制结合的方法,研究了某微车四拐曲轴精确成形过程中上述两种缺陷形成的原因,提出了一种通过设计适合的预锻模来控制成形过程中金属流动状态、避免充不满和减少锻模磨损的方法。在该预锻模中,采用阻力墙形式构造飞边槽,采用凸形连皮结构连接多个大变截面。通过优化预锻模具的结构参数改善金属在模膛内的充模状态,实现长轴类大变截面复杂锻件精确成形过程中的缺陷控制。结果表明,在预锻模具中距模具型腔的位置为10mm设置斜度为10°,间隙1～2.5mm的阻力墙并采用中间厚度为18mm的凸形连皮连接各个变截面,可以将四拐曲轴终锻模具的寿命由原来的每套4500件提高到每套7800件,将材料利用率由原来的66.2%提高到88.3%。     

基于有限元的法兰传动轴锻造工艺仿真及模具结构改进北大核心CSCD

某法兰传动轴经镦粗、一次挤压、二次挤压、预锻、终锻等5道工序成形,经长期生产发现其中工序3的模具磨损失效快、换模频率高,严重影响了产品的生产效率。为解决该问题,尝试对工序3的模具结构进行改进,根据其结构特征设计了两种改进方案,并基于Deform-3D分别进行了建模与仿真。首先,对原工艺进行了数值分析,初步验证了Archard修正模型的可靠性;其次,对改进后方案中锻件成形的完整度以及金属流线变化进行了分析,判断锻件是否存在成形缺陷,并比较了改进前、后模具磨损的变化情况;最后,对模拟分析结果进行了试模验证。结果表明:试验结果与模拟结果一致性较好,建模分析准确,改进后方案能够实现锻件的成形,其中方案1的成形效果更好,在不影响工序4的模具寿命的前提下,工序3的模具平均寿命从3472件提高至6235件,很好地解决了企业的难题。     

弓形件一次成形弯曲模设计

介绍了用在通用冲床上的弓形件一次成形弯曲模的结构、工作过程和主要模具零件设计。该模具采用2组橡胶板实现凸模和凹模底板分别浮动结构,提高了生产效率和弯曲件质量,降低了模具的磨损。     

航空叶片精锻模具优化设计

针对我国航空叶片精锻模具设计效率低、某些设计参数确定困难等问题。在对航空叶片精锻工艺技术分析的基础上,开发了参数化CAD模锻系统,实现了航空叶片精锻模具及锻坯的自动化生成,提高了叶片模具设计自动化水平;运用Deform-3D软件对整个精锻工艺过程进行模拟仿真,分析了不同设计参数下锻件与模具的应力分布、横向错模力、模具磨损等,得出了有益于叶片成形和延长模具寿命的设计参数,并对其参数设计规则进行了优化;进行了锻造实验,分析了锻件的几何尺寸精度,为航空叶片精锻模具设计参数选择提供了理论指导。     

基于BP神经网络和遗传算法的齿轮坯预锻件多目标优化设计

在齿轮坯多工位锻造生产中,齿轮坯预锻件的设计直接影响到终锻时金属流动、锻模型腔的充满情况、锻件质量和模具寿命.本文利用BP神经网络处理高度非线性问题的特点,建立了预锻件尺寸和终锻成形力、终锻最大模具应力之间的网络模型,再结合遗传算法的全局寻优功能,确定了在终锻成形力最小以及终锻最大模具应力最小时的最佳的预锻件形状和尺寸.     

一模两件锻造的探讨和应用

对简单锻件、截面差变化较大锻件和带落差锻件等3类锻件进行了一模两件锻造分析、计算和设计。根据3类锻件的特点,对锻造所需设备进行了吨位的计算及合理地排列,总结出了灵活运用一模两件锻造的一般规律和方法。一模两件锻造与传统的锻造工艺相比,有提高模具寿命、提高生产效率、节约生产成本等优点。     

基于DEFORM-3D的半轴齿轮锻造工艺优化设计与仿真分析

以20CrMnTi H材料半轴齿轮为研究对象,通过对齿轮锻造工艺进行优化改进,在传统模具的基础上增加了独立顶杆机构,利用UG三维设计软件建立了汽车半轴齿轮锻压模型,使用DEFORM-3D仿真模拟软件对新工艺下的锻造过程进行数值模拟。模拟结果表明:加入顶杆机构后,在720℃的预锻温度下,以6 mm·s~(-1)的合模速度先进行合模,再将顶杆以6 mm·s~(-1)速度顶入型腔,得到的工件充型完整,无折叠、裂纹等缺陷,齿轮零件内部材料均匀。利用模拟得到的合理参数,进行了生产验证,锻压出的齿轮产品与模拟结果相似,齿轮质量得到明显提升,模具寿命明显增加,从2000~3000件增加至10000件以上。     

合金钢细深孔一火次挤压成形

细深孔锻件较难锻造,我厂过去一直是用自由锻的方法锻造130汽车变速箱二轴三四挡套实心锻件。为了降低材料消耗,提高锻件质量,我们将实心锻件改为空心锻件。并根据自制的200吨摩擦压力机的吨位不足、设备精度不高且没有顶料装置的实际情况,设计出一套自由式套筒冲挤模具。通过生产4000个空心锻     

铝合金控制臂切边冲孔校正复合模设计

介绍一种新型切边冲孔校正复合模,解决锻造生产中存在模具数量多,工序单一,工艺流程长,生产效率低的问题,该复合模能使锻件、飞边与连皮处在模具不同的位置,实现自动化操作,模具适用性广,可在带有下顶出机构的机械压力机、摩擦压力机和油压机等设备上使用。     

某齿轮坯精锻模具的优化与数值模拟分析

运用有限元和分流原理对某齿轮坯的预锻和终锻的模具进行了优化。主要优化了上模的凸环和下模的凸台,并对结果进行了对比分析。结果表明,优化后改变了金属原来的填充顺序,降低了成形载荷,有效提高了模具寿命;预成形和终成形模具匹配较好,锻件没有明显折叠和充不满等缺陷。最后,用优化的预锻上模和下模进行了生产试制,锻件成形质量良好。