基于Forge的汽车空心EPS转向轴旋锻成形数值模拟及工艺优化

利用Forge软件对08钢汽车空心EPS转向轴旋锻成形进行了数值模拟,通过正文试验研究了锤头相对转角、下压量、进锤速度和坯料轴向进给量对关键部位成形过程的影响。获得了汽车空心EPS转向轴旋锻成形的较优工艺参数:锤头相对转角为18°,压下量为1 mm,进锤速度为5 mm/s,坯料轴向进给量为0.5 mm。最后以优化的参数进行了样品试制,结果表明该组工艺参数所生产出的样品性能优良。     

镁合金板料工具转动渐进成形工艺参数实验研究

用正交试验的方法研究了AZ31镁合金板料工具转动渐进成形过程中工艺参数对板料成形性能的影响,试验采用变角度锥杯模型,并以成形破裂角作为试验指标。结果表明:单一因素对AZ31镁合金渐进成形性能的影响从主到次的顺序为主轴转速Z轴进给量工具头直径进给速度工具材料,主轴转速是影响镁合金板料成形性能的最主要因素,在保证板料成形性能和表面质量的前提下,为节约时间,尽量选用快的进给速度和大的Z轴进给量和工具头直径,工具材料对成形性能影响很小,可以忽略。正交试验中最优工艺参数组合:工具转速4500 r·min-1,进给速度300 mm·min,Z轴进给量0.3 mm,工具头直径Φ12 mm,工具材料HSS4341,成形破裂角为88.25°。     

LF6合金小锥度铝筒旋压成形实验研究

介绍了采用圆板坯旋压成形半锥角小于1°的LF6铝合金锥筒的成形试验。试验采用了平板毛坯、直筒与小锥度两套芯模、普旋加强旋的成形方案,在直筒芯模上把圆板坯加热普旋成圆筒,圆筒切底后在室温下对其强旋减薄,最后改用小锥度芯模加热普旋成小锥度筒。结果表明:确保旋前板坯的高质量,避免出现局部缺陷,控制好热旋时的加热温度是能够顺利成形的必要条件;LF6合金具有良好的旋压性能,选择合理的工艺参数,采用圆板坯可以旋压出半锥角小于1°的无缝筒。     

基于改进蚁群算法的渐进成形工艺参数优化

针对渐进成形板厚分布不均、易导致局部破裂的问题,以平均减薄率作为目标对象,提出一种用于渐进成形工艺参数组合优化的改进型蚁群算法。通过回归分析,建立了以成形角、工具头直径、初始板厚和轴向进给量为自变量的减薄率四元二次型模型,给出了减薄率最小值优化问题模型及其约束条件。针对不同成形角的圆台件,通过蚁群算法,寻找到符合目标的最优工艺参数组合为工具头直径Φ10mm、初始板厚1.0mm和轴向进给量1.0mm。以成形角30°,37°,45°和60°的圆台件为例,利用优化所得工艺参数分别进行ANSYS/LS-DYNA仿真和Al1060铝板实验。结果表明,与Sine法则减薄率相比,改进蚁群算法、仿真及实验的减薄率偏差最大分别为0.823%,1.16%和3.4%。     

无芯棒式旋锻工艺参数对传动轴表面质量的影响

以某轿车等速万向传动轴为研究对象,利用DEFORM-3D有限元模拟软件和工艺试验,研究了该等速万向传动中间轴的无芯棒式旋锻过程中坯料旋转参数、模具径向进给参数对传动中间轴成形圆度质量的影响,给出了无芯棒式旋锻关键工艺参数的确定依据。仿真结果表明,在不同外径情况下每组锻打次数达到5次后,内表面圆度质量不再有明显的提升;为保证内表面良好的圆度质量,随着锻打的深入,径向进给量也要相应的减小。工艺试验表明,数值模拟结果基本可靠,用该文所确定的旋锻工艺参数试制的锻件能得到较好的圆度质量,可以为实际生产提供一定的参考数据。     

无芯棒旋锻径向进给参数变化匹配研究

以某汽车等速万向传动中间旋锻轴为研究对象,耦合旋锻成形工艺特征、强度要求和材料力学特性等进行无芯棒旋锻径向进给参数变化匹配。首先根据旋锻工艺特征确定无芯棒旋锻内外表面圆度几何质量参数;其次根据旋锻轴材料力学特性的应力约束和尺寸和形状等几何特性要求的几何约束确定无芯棒旋锻的最大等效进给量;最后根据旋锻轴产品精度要求,确定无芯棒旋锻各道次进给最小锻打次数与进给道次。通过制定的无芯棒旋锻径向进给参数对旋锻轴进行生产试制并进行内外表面圆度质量测试和硬度测试,测试结果满足产品质量要求和后续渐开线花键成形的硬度要求,进一步表明通过研究匹配的径向进给参数合理。     

钢管斜连轧工艺参数对轧制力及荒管尺寸精度的影响

为分析斜连轧工艺参数对轧制力及荒管尺寸精度的影响,取工艺变参数及范围:顶头前伸量15~28 mm、穿孔段送进角7°~9°、穿孔段孔喉34~35 mm、轧管段轧辊转速182~190 r·min-1,在斜连轧实验机组上对Φ40、Φ42 mm的管坯进行单变量多组实验。结果表明:在实验参数范围内,随顶头前伸量增大,穿孔段轧制力减小,顶头轴向力先减小后增大;随送进角的增大,穿孔段轧制力减小,顶头轴向力微增大;当管坯直径一定时,随孔喉减小,轧制力增大,而当孔喉一定时,随管坯直径增大,轧制力增大。在穿孔段工艺参数一定时,轧管段轧辊速度不同的情况下,若张力轧制时穿孔段及轧管段轧制力均减小,相反若推力轧制时均增大。对斜连轧后荒管的分析结果显示微张力轧制得到的荒管壁厚精度达±0.2 mm,外径精度达±0.35 mm。     

基于Vague集的强力旋压工艺参数优化

在ABAQUS有限元软件中进行30Cr3钢的强力旋压仿真试验,将Vague集引入正交试验进行工艺参数优化,选择旋轮工作角、旋轮直径、旋轮工作圆弧半径、进给比、轴向错距、芯模转速作为优化工艺参数,设计6水平5因素的正交试验,以旋压件的回弹量与最大残余应力作为评价指标,得到最优的工艺参数组合以及各工艺参数对评价指标的影响顺序。结果表明:旋轮工作角为25°、旋轮直径为Φ185 mm、旋轮工作圆弧半径为9.5 mm、进给比为0.5 mm·r^-1、轴向错距为2 mm、芯模转速为60 r·min^-1时,旋压件的成形质量较高;各工艺因素对旋压件成形质量的影响顺序为:进给比>旋轮工作角>旋轮直径>旋轮工作圆弧半径>轴向错距>芯模转速。对仿真结果进行试验验证,相对误差小于7%,证明仿真结果具有良好的可靠性,可对实际生产提供理论指导。     

基于正交试验的筒形件旋压工艺优化设计

为了研究不同旋压工艺参数对筒形件成形精度和旋压力的影响,采用正交优化设计方法确定了试验方案,并利用Simufact有限元软件进行仿真。分析了进给比、轴向进给速度、旋轮工作角和工作圆弧半径对筒形件精度及旋压力的影响,并对影响旋压质量的工艺参数敏感度做了排序。确定了某Φ30mm不锈钢筒形件的最优化工艺参数组合,即进给比S为0.6mm.r-1,旋轮工作角αR为22°,工作圆弧半径ρ为6mm,旋轮直径DR50mm。     

末端法兰热锻成形的数值模拟及工艺优化

针对末端法兰一次终锻成形出现的折叠缺陷问题,分析缺陷形成的原因,并基于Deform-3D有限元分析软件模拟末端法兰成形过程,结合正交试验优化工艺参数,提出制坯、预锻、终锻3步成形方法,调整坯料尺寸、摩擦系数、下压速度及终锻飞边厚度,有效地减小了锻件下模边缘、中孔和凸台的折叠角度,降低了开裂风险,最终锻出合格锻件。试验结果表明:当工艺参数满足坯料直径Φ50 mm、长190 mm、摩擦系数0.25、下压速度60 mm·s-1、预锻飞边4 mm、终锻飞边3.8 mm,并采用制坯-预锻-终锻3步成形方案时,锻件质量较优。通过实际生产验证了数值模拟结果的准确性和可靠性,获得了符合要求的产品。     

渐进成形A3003铝板锥形件减薄带壁厚变化规律试验研究

为了研究渐进成形初始成形阶段A3003铝板锥形件减薄带的壁厚变化规律,利用渐进成形试验加工了8组A3003铝板锥形件,通过测量减薄带处的壁厚分布,分析了工具头直径、进给量、成形半锥角和润滑条件等加工参数对锥形件减薄带壁厚变化的影响规律。结果表明,渐进成形锥形件壁厚变化可分为3个区域,即壁厚减薄区、壁厚回升区和壁厚稳定区。成形半锥角是渐进成形锥形件壁厚的主要影响因素,对锥形件的表面质量影响最大因素是润滑条件,影响锥形件壁厚均匀度的是进给量,对锥形件壁厚稳定区壁厚的稳定有一定影响的是渐进成形的成形工具头直径。渐进成形加工参数对A3003锥形件减薄带减薄率的影响程度为:成形半锥角进给量工具头直径润滑条件,对锥形件减薄带减薄范围的影响程度为:成形半锥角/进给量工具头直径润滑条件,增大成形半锥角不仅可以降低锥形件减薄带的减薄率,还能减小减薄范围。     

基于Simufact不同旋轮参数下强力反旋连杆衬套成形质量的研究

为了得到高成形质量的连杆衬套,以QSn7-0.2连杆衬套为研究对象,利用Simufact有限元仿真软件进行错距反旋数值模拟,对不同旋轮轴向错距、旋轮工作角、旋轮工作圆弧半径下连杆衬套的内径扩径量、外圆度误差、直线度误差进行了分析。结果表明:在错距反旋QSn7-0.2连杆衬套的加工成形中,当旋轮的轴向错距为5 mm、旋轮工作角为18°和旋轮的工作圆弧半径为5 mm时,工件的成形质量较高;旋轮参数对工件径向力的影响程度为旋轮工作圆弧半径旋轮轴向错距旋轮工作角;对内径的影响程度为旋轮工作角旋轮轴向错距旋轮工作圆弧半径;对外圆度的影响程度为旋轮工作圆弧半径旋轮轴向错距旋轮工作角。     

金属板材数控单点渐进成形表面质量的实验研究

为了分析工艺参数对金属板材单点渐进成形表面质量的影响,本文在数控铣床上进行了08Al钢方锥形盒单点渐进成形实验,检测了表面粗糙度,研究了工艺参数(成形角、横向进给速度、纵向进给速度和进给量)对渐进成形件表面质量的影响。结果表明:成形角为45°时,表面粗糙度最小;横向进给速度为150 mm/min时,表面粗糙度最大;表面粗糙度随纵向进给速度的增大而减小,随纵向进给量的增大而增大。     

钢板电磁感应加热辅助渐进成形成形极限研究

为研究Q235钢板在电磁感应加热方式下的数控渐进成形成形极限,基于电磁感应加热技术进行了Q235钢板的热渐进成形成形极限试验。通过设计正交试验研究了板料厚度、温度、层进给量对成形极限角的影响,并通过极差分析得出各因素对成形极限角影响的显著性水平。研究结果表明:基于电磁感应加热技术进行钢板的数控渐进成形过程中,成形极限角随板料厚度的增大而增大,5 mm厚的钢板成形极限角可达85. 71°;成形极限角随成形温度的增大而增大,但当温度超过780℃时板料氧化严重,较合适的成形温度在580～710℃;成形极限角随层进给量的增大先增大后减小,最佳成形层进给量为0. 3mm。各工艺参数对板料成形极限角影响的显著性水平顺序为:温度厚度层进给量。     

双阶梯无过渡锥角铝合金管件内高压成形研究

采用数值模拟与工艺实验的方法,研究了双阶梯无过渡锥角管件的内高压成形过程。在总轴向进给量与进给压力均为定值条件下,研究了管端左右进给量分配比对成形结果的影响,分析了成形不同阶段管坯的形状变化与壁厚分布,以及管坯不同部位应变在成形极限图上的变化轨迹。结果表明,双阶梯管件左侧与右侧轴向进给量存在合理分配比;无过渡锥角管件易出现折叠现象;双阶梯管件可以通过起皱成形,但皱峰与皱谷的应变路径不同,壁厚变化也不同。     

基于Deform的平板锻模型腔四周增加半圆形阻力槽的研究实践

借助Deform有限元数值模拟软件,针对平板锻件在生产制造时容易出现飞边过大且四角缺料等锻造缺陷问题,通过在锻模型腔飞边桥四周增设截面直径为Φ5 mm的半圆形阻力槽和不增设阻力槽的两种对照设计方案,依据金属材料流动规律及载荷模拟仿真结果,分别对平板成形模拟结果和载荷情况进行模拟分析。并进行了通过实际生产验证,在锻模型腔四周增加了截面直径为Φ5 mm的半圆形阻力槽后,可以显著优化锻模型腔结构,锻件合格率由81.7%提高至97.9%,不仅保证了难度较高的锻模型腔四角充填工艺的质量,而且还减小了飞边和坯料下料尺寸,材料利用率提高了6.9%。     

拉拔工艺参数对微型直齿沟槽铜管成形的影响

利用高速充液旋压技术加工出直径为6mm的沟槽管;然后,采用多级拉拔成形方法加工出直径为3～6mm的微型直齿沟槽铜管。在分析其加工成形机理的基础上,重点研究拉拔工艺参数对沟槽管成形的影响规律。结果表明：在微型直齿沟槽铜管成形过程中,随着拉拔成形直径的缩小,壁厚增加,槽深和槽宽均减小;同时,壁厚随着拉拔模具角的增加而减小,而槽深和槽宽随着拉拔模具角的增加而增加;随着拉拔级次压缩率的增大,拉拔力增大,过大的拉拔级次压缩率会导致微型直齿沟槽铜管拉拔成形轴向沟槽产生断裂。随着拉拔模具角的增大,拉拔力先减小后增大,并且存在一个最小值区域。当拉拔模具角α=16°时,拉拔力最小,此为最佳拉拔模具角。     

基于Simufact强力旋压连杆衬套旋轮参数的研究

为得到高成形质量的连杆衬套,以锡青铜连杆衬套为研究对象,以成形质量中内径扩径量、外圆度误差、直线度误差为评价指标,以旋轮参数中工作角、圆弧半径、轴向错距为变量因素,通过响应曲面法设计了试验表,采用错距旋压成形方式,利用Simufact软件进行数值模拟,对旋轮参数对成形质量的影响进行分析,得出最优旋轮参数组合并进行试验验证。结果表明:工件成形质量最优时的旋轮参数组合为轴向错距为5 mm,工作角为20°,圆弧半径为4 mm。对成形质量内径扩径量影响程度顺序是圆弧半径工作角轴向错距;对外圆度误差的影响程度顺序是工作角圆弧半径轴向错距;对直线度误差影响程度顺序是圆弧半径工作角轴向错距。     

结合齿冷锻工艺分析及参数优化

利用Deform-3D软件对结合齿的冷锻成形过程进行了模拟,应用正交模拟试验以及工程试验相结合的方法,对某汽车变速箱结合齿冷锻工艺及参数优化进行研究,对预成形制件主要几何参数进行优化。研究结果表明:采用制定的冷锻预成形加精整倒锥工艺是可行的;凸台直径是影响成形力大小的最主要因素,其次是圆角半径,而齿形长度、内孔直径及凸台长度对成形力的影响较小;优化结果是当齿形长度A=6.5mm、内孔直径B=45mm、凸台直径C=62mm、凸台长度D=11mm、圆角半径E=2mm时,成形载荷最小。以优化结果为依据,成功实现了该类零件的冷锻成形。     

基于Simufact多道次变薄拉深筒形件尺寸精度研究

为了探究多道次变薄拉深冷成形加工工艺参数与筒形件尺寸精度之间的关系,采用Simufact. forming有限元仿真软件,选取C15-c低碳钢为试验材料进行多道次变薄拉深冷成形模拟试验,采用正交试验设计方案,探究了多道次变薄拉深冷成形过程中工艺参数(减薄率、凹模锥角与摩擦系数)对筒形件尺寸精度(内径扩径量、外圆度误差与壁厚偏差)的影响规律,并进行了试验验证。结果表明:在C15-c低碳钢材料筒形件的多道次变薄拉深冷成形工艺中,当减薄率为40%、凹模锥角为12°、摩擦系数为0. 10时,筒形件的尺寸精度较高。加工工艺参数对内径扩径量的影响顺序为:减薄率凹模锥角摩擦系数;对外圆度误差的影响顺序为:摩擦系数凹模锥角减薄率;对壁厚偏差的影响顺序为:减薄率凹模锥角摩擦系数。