基于有限元数值模拟花键冷搓成形关键技术分析

依据大变形弹塑性有限元理论和接触理论,借助于有限元软件ANSYS对渐开线花键冷搓成形过程进行了数值模拟,对其中一些关键技术进行了研究,并通过模拟的顺利实现证实了其有效性.     

基于ANSYS渐开线花键冷搓成形全过程的数值模拟

依据大变形弹塑性有限元理论和接触理论，综合考虑成形中的几何非线性、状态非线性、材料非线性以及工件与刀具的接触摩擦因素，借助有限元软件ANSYS对渐开线花键冷搓成形的过程进行数值模拟，方法新颖独特，其应用将对刀具的设计有参考作用。     

花键冷搓成形工艺

一、引言 花键冷搓成形工艺是20世纪50年代初由RO-TO-FLO公司发明的专利制造技术。由于其生产效率高,加工零件精度高,节约材料和降低成本,在国际上大批量生产领域得到一定的应用。我公司在IVECO汽车S系列扭杆弹簧国产化过程中于1991     

渐开线螺旋花键的冷滚轧成形

冷滚轧成形技术在渐开线花键加工中已日益普及,但目前有关工艺的设计还不够严谨,以经验设计为主,本文旨在通过相关设计计算,找到渐开线花键冷滚轧工艺设计的通用方法,并为滚轧装备的设计与生产提供依据。     

工艺参数对冷搓成形花键晶粒影响的跨尺度分析研究

多场跨尺度分析研究有助于提高成形质量,分析花键成形过程中材料内部微观组织演变规律,对工艺优化、质量预测与控制具有非常重要的指导意义.建立了冷搓成形加工的热力耦合模型并进行了仿真模拟,分析了模拟结果的宏观尺寸及成形过程中工件微观组织演变规律,并通过改变进给速度和摩擦因数,分析工件成形过程中晶粒尺寸在不同工艺参数下的变化趋势,得到进给速度和摩擦因数对晶粒尺寸的影响,为进一步研究材料内部微观组织演变规律,花键形性一体化制造提供理论依据.     

渐开线花键搓齿板的设计原则

鉴于渐开线花键冷搓工艺具有高效、节能的优点，近年来，一些大型齿轮厂、变速器厂相继从国外引进了冷搓成形设备（冷搓机）来生产花键轴，以满足国内汽车工业及机器制造业对花键品种及使用量的日益增长的需求。采用冷搓成形工艺，使花键生产变得快捷高效、节能节材，并可提高花键力学性能及制造精度。从该工艺在国内使用的初期至今，相关企业进行了大量的理论分析、测试及实验研究，[第一段]     

渐开线螺旋花键冷滚轧模

汽车、拖拉机上起动机的螺旋花键轴,已逐渐被冷楔横轧加工的渐开线螺旋花键所代替。冷楔横轧渐开线螺旋花键,可以采用图1所示的平板轧制,或使用图2所示的双辊轧轮(也称滚轧模)轧制。但平板模轧机组至今国产的很少见,而辊式楔     

渐开线螺旋花键的冷滚轧成形

冷滚轧成形技术在渐开线花键加工中已日益普及,但目前有关工艺的设计还不够严谨,以经验设计为主,本文旨在通过相关设计计算,找到渐开线花键冷滚轧工艺设计的通用方法,并为滚轧装备的设计与生产提供依据.     

EST渐开线花键搓齿刀开发制造与应用

给出搓齿刀的定义,介绍花键冷搓工艺,并在实际制造搓齿刀具的基础上,总结出了渐开线花键搓齿刀的设计原则及制造工艺,分析影响搓齿花键精度的主要因素,介绍渐开线花键搓齿刀的精度指标,搓齿刀修磨。     

渐开线花键拉刀优化设计

针对渐开线花键拉刀设计中计算量大、重复率高、设计效率低、主观性强等问题引入CAD与数据库软件的设计方法,对渐开线花键拉刀进行结构与软件设计并进行数据模拟分析,证明该方法符合拉刀实际使用要求,使渐开线花键拉刀设计更加高效、准确、科学,提高了设计效率.     

基于DEFORM-3D的花键成形分析

基于刚塑性有限元法基本理论,并借助于通用三维有限元分析软件DEFORM-3D建立了花键冷滚压成形全过程三维动态有限元模型,对花键冷滚压成形过程进行了有限元模拟分析。揭示了花键冷滚压成形过程的等效应力、等效应变的分布情况和金属流动规律,从而为花键冷滚压成形工艺研究提供理论依据。     

分段多点成形过程有限元数值模拟关键技术研究

分段多点成形是一种新的大型板材成形方法，对该成形过程进行数值模拟是预测成形缺陷、分析成形质量的有效手段。提出利用动力显式算法分析板料成形过程，利用静力隐式算法分析回弹过程，从而为分段多点成形过程的多工步数值模拟提供了一个可行的解决方案。对其中的一些关键技术的实现进行了研究，提出了相应的解决方法并通过实例证实了其有效性。     

OOP在样条有限条辊弯成形模拟中的应用

将面向对象的程序设计方法应用于数值模拟辊弯成形过程，实现了弹塑性大变形样条有限条方法的程序设计，并与可视化研究相结合，成功地模拟了焊管成形过程并给出了算例的结果。     

柔性制管过程的样条有限条仿真

提出弯管过程样条有限条分析方法,建立基于更新拉格朗日方法(U.L.法)的弹塑性大变形样条有限条法的理论模型.采用该方法分析柔性制管过程变形带材的位移场、应变场和应力场.并应用可视化技术有效、直观、快速地显示模拟结果,对实际生产具有重要意义.     

高速冷滚打成形过程的有限元数值模拟

通过对高速冷滚打成形原理进行分析,利用有限元软件Abaqus对LY12铝合金高速冷滚打成形过程进行数值模拟;计算了成形过程中的变形击打力;并利用自行设计的试验装置进行了连续成形过程中变形击打力的试验验证。结果表明:高速冷打滚成形的数值模拟结果与实际试验结果基本一致,验证了数值模拟的有效性,为进一步深入研究高速冷滚打成形技术奠定了理论及应用基础。     

冷滚打成形力及金属变形的有限元数值模拟

为了得到能够准确高效计算冷滚打成形实体零件外齿形的成形力和整体金属塑性变形情况的数值模拟方法,根据冷滚打成形的基本原理,建立了能够表征冷滚打成形实体零件外齿形特点的典型有限元模型,并参照实验条件进行了实例计算。所得计算结果与实验相比较,证明了该计算模型和方法能够有效反映出稳定成形时主成形力的平均峰值。同时金属塑性变形的计算结果能有效反映冷滚打成形齿形时的金属变形情况,能够预测和解释外沿飞边和纵向的弓形缺陷的发生。在此基础上研究了提高数值计算效率的方法,得出质量缩放因子取60 000、最小单元格长度0.25mm时可获得较高的计算效率。     

板料冲压数值模拟的并行计算与应用

介绍了自主开发的板料成形CAE串行软件CADEM和并行版DYSI3D所涉及的核心理论，通过仿真软件的并行化，从根本上解决了计算精度和速度矛盾。以汽车外覆盖件翼子板的拉延模具开发为例，验证了该软件的可靠性。     

小模数渐开线花键滚轧轮的设计

通过对小模数渐开线花键冷滚轧加工原理的分析 ,提出了滚轧轮的设计原理 ,介绍了滚轧轮的设计方法及步骤。     

外花键冷滚压成形过程单位平均压力

对外花键冷滚压精密成形的变形过程进行理论分析,用图解法建立了外花键冷滚压过程的塑性变形区滑移线场。在不同接触区域采用不同的摩擦条件,真实地反映了成形过程实际情况。根据滑移线场的应力场理论得到冷滚压成形过程中接触面上平均单位压力的封闭解。通过适当假设建立花键冷滚压有限元模型,应用有限元软件DEFORM对成形过程进行了数值模拟。将不同参数条件下平均单位压力的数值模拟结果与理论分析结果进行比较,两者吻合较好。