直齿圆柱齿轮开放成形数值模拟

为了降低齿轮精密成形力,在对闭式镦挤成形齿轮分析的基础上,提出了直齿圆柱齿轮开放成形新方法,即开放式温镦挤-冷推挤复合成形工艺。用三维刚塑性有限元对闭式镦挤和开放成形两种直齿圆柱齿轮成形方法进行了数值模拟分析。结果表明,开放成形与闭式成形相比,可明显降低成形力,改善模具受力条件,提高成形工件的质量。并根据模拟所得载荷-行程曲线,计算出开放镦挤齿形变位系数为0.2时,成形力所作功最小,为“开放镦挤”齿轮凹模的设计提供了依据。     

齿轮温挤精密成形工艺数值模拟

为了降低齿轮的成形力,在研究闭式镦挤成形齿轮法的基础上,提出了一种新的直齿圆柱齿轮温挤径向导流——约束分流两步成形工艺方案,采用三维大变形弹塑性有限元法对以闭式镦挤和以温挤径向导流——约束分流两步成形方式的成形情况进行了数值模拟分析。得到了新工艺成形过程的应力分布图以及载荷——形成曲线。数值分析结果表明：约束分流成形与闭式成形相比可明显降低成形力,有利于金属的流动,保证了齿形充填良好,改善模具受力条件,提高成形工件的质量。     

直齿圆柱内齿轮双向镦挤精密成形工艺研究

现有直齿圆柱内齿轮成形工艺存在轮齿角隅填充不饱满、模具结构复杂、成形力大等一些不足,采用了一种双向镦挤闭式模锻新工艺,分析了新工艺特点。以某20齿的直齿圆柱内齿轮为研究对象,创建了三维模型,利用Deform-3D软件对成形过程进行了数值模拟。载荷-行程曲线表明,变形过程可划分为自由变形、大变形、充满3个阶段。与单向镦挤对比,双向镦挤的载荷值降低19.5%;双向镦挤等效应力明显降低,零件变形正常,无破坏现象出现。通过试验,得到了齿形充填饱满、轮廓清晰、无飞边、折叠、开裂等缺陷的铅质直齿圆柱内齿轮。结果对直齿圆柱内齿轮近净成形技术研究具有一定参考意义。     

斜齿圆柱齿轮双向镦挤精密成形新工艺研究

为了克服斜齿圆柱齿轮(简称斜齿轮)现有工艺存在的模具结构复杂、成形力大等不足,在直齿形状凸模双向镦挤成形斜齿轮的基础上提出了斜齿凸模和无齿凸模双向镦挤两种成形方案。分析了不同成形方案下,端面摩擦力对载荷的影响。利用有限元模拟软件Deform-3D分别对三种成形方案进行了数值模拟。结果表明,采用无齿凸模镦挤成形斜齿轮在载荷及模具结构方面优于齿形凸模镦挤成形,其中无齿凸模双向镦挤较直齿凸模双向镦挤,最大载荷降低约25%;无齿凸模双向镦挤较斜齿凸模双向镦挤,最大载荷值降低约35%;无齿模具加工制造更容易,成形等效应力远小于模具材料许用应力。     

直齿圆柱齿轮浮动凹模冷闭式镦挤成形数值模拟分析

结合齿轮浮动凹模锻造和分流锻造技术,提出了一模两击式直齿轮冷闭式镦挤新技术,即先进行环形坯料带活动芯轴的镦挤预锻,后进行无芯轴空心分流终锻的两步成形工艺.并通过DEFORM-3D数值模拟分析和比较,验证了该技术能解决成形力过大和齿形充不满等缺陷,是适用于直齿圆柱齿轮精锻的有效工艺方案.     

直齿轮冲挤——镦挤成形过程数值模拟分析

针对直齿轮精锻成形工艺存在齿形充填困难和成形载荷大的两个问题,本文采用三维有限元分析软件DEFORM-3D对浮动凹模形式下,直齿轮冲挤—镦挤成形过程进行了数值模拟。通过分析金属材料内部的应力场、应变场的分布,挤压载荷和温度的变化,以及工艺参数对成形过程的影响,认为采用浮动凹模结构不仅有利于齿腔角部金属的充满,还可以极大地降低金属在成形终了阶段的变形力,从而为直齿轮精锻成形工艺的实用化提供了理论指导。     

直齿圆柱齿轮冷精锻新工艺数值模拟研究

提出了一种由空心坯成形直齿圆柱齿轮的新工艺：预锻分流区-分流终锻，用三维有限元数值模拟软件DEFORM-3D^TM进行了数值模拟研究，得到了锻造载荷-行程曲线以及整个成形过程的应力、应变、速度分布等，并与传统的闭式镦挤工艺模拟的结果进行了比较。分析表明．此工艺与传统的闭式镦挤成形方法相比有诸多优点，为该新工艺的工业化应用奠定了理论基础。     

直齿圆锥齿轮双向镦挤精密成形工艺的数值模拟研究

基于挤压成形提出了直齿圆锥齿轮的双向镦挤精密成形工艺。将传统的"闭塞挤压"中上、下凹模优化为整体式凹模,利用可增大镦挤面积的齿形结构设计上、下凸模。根据"有效摩擦"原理,利用有限元模拟软件DEFORM-3D对直齿圆锥齿轮的双向镦挤成形和单向镦挤成形进行了数值模拟。结果表明,采用双向镦挤成形直齿圆锥齿轮,有利于齿形填充,与其单向镦挤成形相比,双向镦挤的上、下凸模载荷分别降低了55.6%和32.0%。通过物理试验对该方法的可行性进行了验证,成形出了无飞边、齿形充填饱满、轮廓清晰、无折叠、开裂等缺陷的直齿圆锥齿轮。研究结果可为直齿圆锥齿轮高效、节能、节材的近净成形技术提供参考。     

基于DEFORM-3D的圆柱直齿轮冷精锻成形范围的研究

采用闭式镦锻-空心分流一模两击式的模具结构对圆柱直齿轮的成形过程进行了DEFORM-3D数值模拟,对成形载荷和齿轮充填情况进行分析,从而得出圆柱直齿轮的理论成形范围曲线。该曲线对今后圆柱直齿轮的成形具有指导意义。     

主动螺旋伞齿轮双向镦挤精密成形试验

为实现主动螺旋伞齿轮精密成形,并克服现有工艺存在的轮齿角隅填充欠饱满、模具结构复杂、成形力大等不足,根据"积极摩擦"原理采用了一种双向镦挤闭塞模锻新工艺。以一种齿数为10的主动螺旋伞齿轮为研究对象,分析了成形工艺特点并创建了三维模型,利用Deform-3D对成形过程进行数值模拟,得到载荷-行程曲线,结果表明,变形过程可划分为自由变形、大变形、充满3个阶段。与单向镦挤对比,双向镦挤的大、小端载荷值分别降低了14%和30%;并对所获等效应力、等效应变等信息进行了分析,为模具设计优化提供了依据。通过物理模拟试验,得到了无飞边、齿形充填饱满、轮廓清晰、无折叠和开裂等缺陷的铅质主动螺旋伞齿轮。     

阶梯轴冷挤镦成形工艺及模具设计

以汽车变速箱二轴锻件为例,介绍了在通用液压机上采用开式冷挤压与闭式冷镦相结合的成形方法锻制阶梯轴的一种多工步冷锻工艺.讨论了制订锻件图中各工艺参数的确定原则、坯料制备、工步选定和设备的选择;给出了各冷锻工步的锻件工序图和模具装配图,介绍了模具的工作过程与模具材料的选择.该工艺及模具经生产实践验证,具有很好的经济效益,可供同类锻件开发冷锻工艺时参考.     

厚壁管件有芯棒开式冷挤压理论建模

分析了厚壁管件有芯棒开式冷挤压成形特点及影响成形的参数,将此工艺分为外缩径内径不变、内扩径外径不变、外缩径内扩径3种形式,视前两种变形形式为外缩径内扩径变形的特殊形式。引入流函数,建立包含3种变形形式的统一连续速度场;根据速度场与应变速率场之间关系,确定了应变速率场;利用上限原理,得到了挤压功率、挤压力的理论模型。通过编程计算,得到了不同工况下的力-行程曲线,并与实验结果进行了对比,误差小于8%,满足工程需要。此模型可计算不同工况下的挤压力,用于厚壁管件有芯棒开式冷挤压成形工艺的制定及设备选择。     

用模型元法建立变形力分布曲线

变形力分布曲线是用模型元法求解金属塑性成形问题的有力工具 ;而变形力分布曲线的建立又依据不同模型单元的力学模型。本文以开式模锻为例说明针对各式各样的体积成形过程建立变形力分布曲线的原理与方法 ;建立了开式模锻各个阶段的变形力分布曲线 ;综合考察了变形力分布曲线随变形过程的变化规律及特征 ;从而为变形力、变形功与节省材料的角度优化设计体积成形工艺及模具找到了有效途经 ;并以实验证明用模型元法建立变形力分布曲线的有效性与实用性。     

锥形凸台体积成形的一种合成力学模型

锥形凸台成形是金属体积成形工艺中一种典型的局部成形。该文通过分析锥形凸台在不同体积成形工艺中的成形机理,基于模块化思想,将其成形过程划分为挤压成形与角部充满两个特征时段,并将两个特征时段的滑移线场力学模型有机联结,构建了锥形凸台成形过程的一种滑移线力学模型,并介绍了应力场与变形力的求解方法。该模型丰富了金属体积成形过程的特征单元库,可套用于局部成形的应力场与变形力求解,实现局部成形的模具优化设计。     

大型环筒件包套冲挤新成形技术的开发研究

针对大型高合金钢环筒形件自由锻造时容易产生开裂缺陷和变形不均匀等问题,研究开发了坯料包套模内冲挤成形新技术.研究证明,该方法不仅改善了坯料受力变形状态,合理调控了热力参数,有效防止了变形开裂缺陷,而且变形均匀,工艺流程短,有利于提高产品质量和经济效益.包套在热成形时既能起保温润滑作用,还能减少加载设备的吨位,实现了省力成形的要求.     

ZY760活塞杆头部模锻成型工艺研究

ZY760活塞杆头部在实际胎模成型试制时出现头部两凸台不能充满现象,通过采用ANSYS软件对实际成型过程进行仿真模拟,发现导致胎模锻不能成型的主要原因是模腔的左端是自由面,大量材料沿轴向无约束端流动,而向上、下凸台流动的材料很少,把自由端增加约束并进行有限元模拟,证明上、下凸台能够成型,生产中改用在50 kN模锻锤开式模锻,最终解决ZY760活塞杆头部成型问题。     

深小锥孔开式冷挤压成形极限的理论及实验研究

通过分析深小锥孔开式冷挤压成形特点 ,描述了其成形极限 ,建立了变形区非稳态连续速度场 ;利用上限原理得到了成形极限的理论模型。通过分析各主要参数对成形极限的影响 ,得到了深小锥孔件开式冷挤压成形的理论成形范围 ,通过与实验结果比较 ,误差小于 8% ,满足实用要求。对指导制定深小锥孔开式冷挤压成形工艺具有重要意义     

大型模锻液压机机架C形板设计研究

介绍了大型模锻液压机C形板预应力机架的结构,建立了基于整体结构的模锻压机有限元计算模型,对比计算了分别采用5件和6件C形板组成立柱的组合预紧机架的变形和应力;分析研究了采用钢板组合预应力机架的C形板结构设计、制造特点.综合考虑了C形板制造工序及生产效率,优化选择5件C形板组成立柱的组合预应力机架.通过大型模锻液压机机架...     

阶梯轴台肩圆角冷挤压成形速度场建模研究

将开式冷挤压技术用于阶梯轴台肩圆角的成型。分析了阶梯轴台肩圆角开式冷挤压成形的变形特点,建立了该变形过程的非稳态动可容连续速度场,并利用上限法原理得出功率计算公式,通过实验结果与理论计算,验证了该模型的可行性。     

螺旋伞齿轮闭式精锻新工艺

针对螺旋伞齿轮开式模锻存在的问题，提出了螺旋伞齿轮闭式精锻新工艺及其模具结构。工艺试验表明，新工艺可显著降低锻压变形力、材料消耗和生产成本，提高模具寿命和生产效率。