闭挤式精冲工艺过程的数值模拟及参数优化

采用DEFORM-2D软件对不同参数坯料的闭挤式精冲过程进行了模拟,对闭挤式精冲中静水应力的变化规律进行了研究,静水压应力随着外环填充率的提高而增大,有利于精冲的顺利进行.采用brozzo断裂准则对闭挤式精冲的断裂进行了模拟,并通过与工艺实验所获得的数据进行对比,证明了当断裂值取0.2时,数值模拟与物理实验结果较为接近.     

压边圈齿距与精冲质量的关系研究

本文建立了V形齿圈压边精密冲裁的有限元模型,选用齿高为1．5mm、齿距分别为2．4、3．2、4．1、5．0、7．6mm的五种压边圈,对材料为45钢、板厚为2．9mm、直径为φ50mm的圆形零件精冲过程进行了模拟,通过数值模拟在计算机上直观地了解到材料在精冲过程中的应力场分布,并给出了坯料的最佳相对齿形距离。这一研究有利于精冲工艺及模具的优化设计,为精冲技术的进一步发展提供了理论依据。     

精密轮廓件的精冲技术现状及发展趋势

首先介绍了用于加工精密轮廓零件的剪挤复合精整、平面压边精冲、齿圈压板精冲技术的特点,论述了精冲、冲压和精冲、挤压复合成形技术的工艺要点;针对具有塑性差和厚板的难成形坯料,介绍了对向凹模精冲、往复精冲和闭挤式精冲技术的工艺特点;展望了未来精冲技术的发展趋势,并指出未来精冲零件必向着更复杂、难成形方向发展,而对于新型精冲材料,精冲智能化、自动化技术也将在精冲行业中得到广泛应用。最后,提出了今后精冲技术的研究重点是有限元模拟、数字化设计、精冲辅助工艺和新型精冲的产业化问题等。     

精冲技术的研究现状与发展趋势

本文从精冲机理、精冲工艺、精冲方法、精冲过程有限元模拟方法、精冲模具以及精冲设备这6个方面对精冲技术进行了综述,介绍了精冲技术在以上几个方面的研究现状。分析结果表明,目前对精冲技术的研究主要集中在精冲机理、精冲工艺、精冲设备等方面,对精冲模具、精冲方法、精冲过程有限元模拟方法等方面的研究还较欠缺;高强度材料及复杂结构零件的精冲生产是目前精冲技术的难点;提出了采用创新的精冲方法、高复合度的精冲复合工艺以及智能化的精冲模具将是精冲技术未来的发展趋势。     

闭挤式精冲直齿轮时塌角的形成与控制

为了研究闭挤式精冲直齿轮时产生塌角的原因,通过有限元模拟和网格实验的方法,分析了闭挤式精冲直齿轮齿顶端和齿根端材料的流动特点,研究了精冲过程中的反顶力、分流降压腔和外环填充率对塌角成形的影响规律。结果表明:由于摩擦力引起的材料流动不均匀而导致直齿轮塌角的出现。塌角高度与反顶力、坯料外环填充率成反比,和分流降压腔成正比关系。因此,在闭挤式精冲过程中,适当增加挤压反顶力和坯料外环填充率大小,减小坯料分流降压腔尺寸可以有效减小塌角高度。     

基于数值模拟的雷达H弯波导件坯料优化

将数值模拟技术应用于雷达H弯波导件的坯料优化过程,研究了不同的毛坯形状尺寸对H弯波导件拉深的成形极限、厚度分布、减薄率及回弹量的影响。通过对比分析由坯料展开的坯料和由凹模偏置展开的坯料成形模拟结果,提出修改方案,确定较为合理的毛坯形状尺寸。研究结果表明,毛坯形状对零件成形效果影响很大。在所列的坯料形状中,修改后90°圆角毛坯最有利于成形,拉裂、回弹程度最小。针对模拟的结果进行拉深实验,证明数值模拟与物理实验具有良好的一致性,可以通过数值模拟指导实际生产。     

IN690合金管材热挤压对温度变化的研究

使用数值模拟Marc软件对高温合金管材热挤压进行了数值模拟,研究了挤压速度、挤压坯料初始温度、摩擦系数对管材挤压时坯料、挤压垫、挤压针的温度变化的影响。着重对挤压速度为40mm/s,摩擦系数为0.1,坯料初始温度为1000℃时的条件下的管材挤压进行了数值模拟,研究了挤压对相关零部件的温升情况。     

厚板精冲过程的数值模拟仿真及其参数优化

针对厚板精冲过程中的各种问题,根据其工艺特点,建立了精冲计算力学模型,并分析了厚板精冲过程的力学状态。利用有限元模拟软件Deform,对1035钢8mm的厚板精冲进行了模拟,采用NormalC＆L断裂准则,分析了裂纹的产生与扩展机理以及影响厚板精冲的关键因素,进一步优化了相关工艺参数。结果表明,有限元数值模拟可以有效地优化厚板精冲工艺,为提高精冲模具寿命和冲压质量提供了依据。     

精冲压力机的现状及发展趋势

首先介绍了精冲工艺对精冲压力机提出的几个基本要求,阐述了精冲压力机的结构特点。同时展示了目前国内外精冲压力机的生产和研究现状,并对精冲压力机的几个关键技术:滑块的导向精度和刚性、上死点精度控制技术和台阶式内阻尼静压导轨技术等进行了论述。然后根据目前的精冲工艺发展趋势,提出了精冲压力机的主要研究方向:有限元模拟及优化技术、电液控制技术、适应于高强度和厚板的精冲压力机。最后,指出高速、高效、柔性、智能化是未来精冲机的发展趋势,凭借其少无切削的精加工特点,将会在未来的制造业中发挥更大的作用。     

基于物理实验的平面压边精冲工艺研究

论述了平面压边精冲的机理和工艺方法,设计制造了实验模具,并对不同塑性和厚度的坯料进行了物理实验;分析了精冲过程中的冲裁力,研究了平面压边精冲工艺中材料塑性、模具的相对间隙、压边力和反顶力与剪切面光亮部位在剪切面中所占比值大小的相互关系。实验表明,平面压边精冲技术是一种有效提高工件冲裁剪切面质量而成本较低的工艺。通过对制件的流线分析和变形区硬度的检测,得出平面压边精冲工艺对工件的外周有很明显的加工硬化作用,而心部强度不变的结论。     

转子-挡圈精密套冲成形新工艺及数值模拟

基于精密冲裁的三向压应力状态纯剪切变形机理,结合普通复合模套冲工艺思想,提出增压转子挡圈的精密套冲成形新工艺,利用数值模拟软件Deform-3D对关键成形工步进行模拟,指导模具结构参数优化,并进行物理验证,获得了合格的零件.本工艺是传统精冲技术与普通冲裁工艺的一次接合应用,也是为其他领域更多复合技术创新的一次尝试.同时,该工艺提高了材料利用率,降低了产品成本.     

小悬臂零件精冲加工的研究

通过对一种小悬臂零件精冲加工的研究、实验及生产，讨论了该零件可能的精冲工艺方案，分析了各工艺方案的特点，提出了一种新颖的精冲加工方法，有利于精冲技术的推广应用。     

大尺寸渐开线齿圈精冲技术

针对大尺寸渐开线齿圈的结构特点,结合精冲工艺特征分析了精冲制齿工艺的技术难点,设计了精冲模具。为了满足精冲工艺过程所需的三向压应力,针对性地开发了凸起式反压板结构和窄边凹模结构。结合凸起式反压板结构和窄边凹模结构特点,开展了大尺寸渐开线齿圈零件数值模拟实验和精冲制齿工艺实验,并对所加工的零件进行了检测。采用精冲工艺加工的大尺寸渐开线齿圈剪切面无撕裂,齿部变形区材料在三向压应力作用下,发生了较大的塑性变形,产生了加工硬化,齿部硬度值有了很大提升,提高了齿部耐磨性。所加工的齿圈零件齿根部表面硬度可达384 HV,齿侧部表面硬度相对于齿根部较低,硬度最大处为344 HV。通过精冲加工的齿圈零件齿部具有较高的残余压应力,能够提高零件齿部的耐疲劳性能,有效地增加了零件的使用寿命。零件齿部切向残余压应力为290.4 MPa,轴向残余压应力为455.6 MPa。     

齿形件精冲成形时的齿顶塌角分析及措施

针对精冲成形齿形件时的齿顶塌角问题,首先分析了齿形零件的几何特征及精冲成形特点,并分析了这些特征与齿形零件精冲时齿顶塌角的关系;将精冲变形区分为2个核心变形区和2个变形影响区,对核心变形区Ⅰ精冲塌角的形成过程进行了分析。然后,通过有限元模拟软件Deform-3D,找出齿顶塌角处材料在成形过程中的流动规律。结果表明:齿顶处A面轮廓附近的材料沿齿顶径向运动,一部分材料流向齿顶外侧;齿廓B、C侧附近的材料沿其轮廓线所指向的齿顶方向流动。再次,全面分析了影响精冲齿顶塌角大小的各种因素,找出压边力和反顶力对塌角大小的影响规律,得出反顶力比压边力对控制塌角的效果更显著。最后,提出了在齿形零件精冲成形过程中减小或消除齿顶塌角的具体措施对策。     

一种三维复杂精冲件的连续模成形工艺

针对一种四面均需弯曲的复杂精冲件的成形难点与解决措施进行了详细的分析与探讨,研究开发出合理的精冲复合工艺与相应的精冲连续模,不仅能满足所加工零件的使用功能及尺寸与形位精度要求,而且提高了材料的利用率,为此类零件的国产化迈出了关键的一步。     

伺服控制技术在精冲设备上的应用

为了实现节能降噪,降低生产成本和改善工作环境,提高精冲设备的工作效率,使精冲设备更加符合后续的生产需求,提高精冲设备在市场上的竞争力,基于对精冲工艺的理解,改变以往的开环控制方式,通过伺服控制技术在精冲设备上的应用,将新技术与传统机械技术有效结合,实现了压力闭环和位置闭环的速度控制,从而实现了对精冲设备的精准控制,提高了精冲模具的使用寿命,而且提高了精冲设备的柔性化和智能化程度,提高了精冲零件的精度和质量,并具有节能环保的特点,符合装备制造行业高精度、智能化、节能环保的发展方向,降低噪音5~10 d B,节能20%左右。     

精密凸轮精冲工艺与模具设计

分析了精密凸轮的冲压工艺性,介绍了精密凸轮的精冲工艺和精冲压力的计算及在普通冲床上实现精密冲裁的精冲复合模的设计。     

精益生产在精冲车间的应用

为提高国内精冲行业的生产管理水平,对精益生产在精冲车间的应用进行了研究。对精冲车间进行调研之后发现,工厂目前存在参数难以持续优化、排产订单应变差、生产过程数据获取实时性差等问题。据此,提出了一种在精冲车间应用精益生产的管理模式,基于该模式,使用Microsoft Visual Studio 2013 C#和Microsoft SQL Server 2014开发了一套精冲车间精益生产管理系统。与传统生产管理方式相比,该系统根据精冲生产及行业需求特点,通过数据库分析,能够持续对工艺的生产参数、创新工艺技术进行优化,提高生产能力。采用智能排产技术后,车间能够从容地应对由于市场波动引起的订单变化,降低了中间库存,有效地提升了生产管理效率,有利于国内精冲行业的可持续性发展。     

导向板液压模架平面压边精冲模设计制造

设计了适用于普通压力机的精冲模,采用自制液压模架,以压料板进行平面压边精冲。精冲模以连续自动方式送料,生产效率高。介绍了平面压边精冲工艺方法、精冲对材料要求、冲裁力计算方法、对压力机的要求、凸模凹模刃口尺寸计算及刃口圆角的参数、影响精冲件尺寸及光亮带的因素。介绍了液压模架,以普通压力机和液压模架,替代精冲压力机,取得了很好的技术经济效果。对导向板精冲模的结构进行了剖析,介绍了主要模具结构及零件设计制造经验。