有效摩擦对挤压成形影响的研究

为了减小摩擦对挤压成形的影响并合理地利用摩擦,采用DEFORM-2D软件对挤压筒与坯料之间的不同摩擦状况对挤压成形的影响进行了研究。结果表明,普通挤压时两者之间的摩擦是成形的阻碍;但挤压筒与挤压杆同向运动且形成有效摩擦时,可以降低成形力,改善金属的流动,减少力学性能和组织的不均匀性,有助于提高挤压件质量和模具寿命。     

超声振动辅助微挤压成形界面摩擦特性研究

基于超声振动辅助微挤压成形过程摩擦特性表征需求，将超声振动辅助双杯挤压实验拆分为超声振动辅助正杯挤压和反杯挤压两个部分。通过超声振动辅助T2紫铜正杯挤压和反杯挤压的对比成形实验研究了不同超声振动模式辅助微挤压成形过程中试样-模具型腔间的界面摩擦特性，并提出一种量化评价新方法来评估超声振动辅助微挤压成形试样-模具型腔间摩擦应力及摩擦因数的变化规律。结果表明，微挤压成形应力降低值和试样-模具型腔间的摩擦应力降低值都随着超声振幅的增大而增大，且随着工具超声振动、工具-工件复合超声振动和工件超声振动的不同超声振动模式顺序依次增大。     

挤压筒摩擦对正挤压成形影响的研究

在对正挤压摩擦特点分析的基础上,采用Deform-2D对挤压筒与坯料之间的摩擦在挤压成形中的影响进行了研究.结果表明:挤压筒不动的情况下两者之间的摩擦是成形的阻碍;但挤压筒随挤压杆同向运动且形成有效摩擦时,可以降低成形力,改善金属的流动,有利于提高挤压件的质量和模具的使用寿命.     

活塞头挤压工艺模具设计与数值模拟优化

分析DFL350型活塞头的成形工艺，设计活塞头的温挤压模具。并以Deform-3D为平台，建立活塞头温挤压成形的三维塑性有限元模型，对其成形过程进行了数值模拟，主要分析温度、摩擦因子、拔模斜度以及型腔结构对成形力和模具充填情况的影响，优化成形工艺和模具结构，得出变形过程中挤压件破坏因子分布图和行程载荷曲线，给出了DFL350型活塞头的温挤压工艺参数的选择、模具设计以及设备选择。     

托架弯曲成形模设计中摩擦的避免和利用

经过对零件工艺性能的分析，确定了零件托架的成形工艺方案，在弯曲成形模具设计中采用了独特的1／4圆柱机构。在下压弯曲过程中利用滚动摩擦代替滑动摩擦，减小弯曲过程中摩擦的有害作用，在脱模过程中又利用了摩擦力进行无滑动摩擦脱模，保证了零件表面精度要求，关键是减小了模具磨损，提高了模具寿命。     

神经网络在模具型腔温升预测中的应用

挤压成形过程中由于坯料和模具之间的滑动接触摩擦和坯料的塑性变形产生热而使模具型腔表面温度升高,加剧模具的磨损。采用热力耦合有限元法计算挤压成形过程中模具型腔表面的温升,将模拟结果与人工神经网络相结合,以有限元模拟结果作为学习样本,训练BP神经网络模型,以此模型预测模具型腔表面的温升。根据预测结果分析了挤压锥角、挤压速度和摩擦系数对型腔温升的影响,为进一步建立挤压成形过程中模具型腔表面的温升模型和磨损预测模型奠定了基础。     

农用车转向节闭式挤锻新工艺多目标优化

针对农用车转向节成形过程中出现的缺陷,创新性地提出闭式挤压制坯—模锻新工艺。基于正交试验设计应用有限元数值模拟对转向节闭式挤锻的多目标优化设计问题进行了系统的研究,利用回归评分法分析了挤压温度、挤压速度、模具工作温度以及摩擦条件对成形工艺的影响,并对优化结果进行了生产验证。     

基于HyperXtrude的挤压工艺参数对模具力学行为的影响北大核心CSCD

以7004铝合金空心型材为研究对象,根据初始设计方案利用三维建模软件UG建立分流组合模的几何模型,运用基于ALE算法的HyperXtrude虚拟试模软件对铝型材挤压成形过程进行数值模拟,分析了挤压模具的力学行为,并通过实验验证了仿真结果的准确性。以挤压速度、棒料加热温度、挤压筒预热温度、模具预热温度为研究对象,探索各挤压工艺参数对模具力学行为的影响,以达到降低模具受力,进而提高模具寿命的目的。结果表明:随着挤压速度的升高、棒料加热温度的降低以及挤压筒预热温度的降低,模具的最大等效应力逐渐升高;模具预热温度对模具的最大等效应力影响较小。最终,在改进后的挤压工艺参数组合下,上模的最大等效应力为998.4 MPa,下模的最大等效应力为582.7 MPa,均低于H13模具钢的屈服强度,通过挤压实验证明了改进后挤压工艺参数的合理性,可为同类型的铝型材挤压成形提供参考。     

面向应变均匀性和成形力的等径道角挤压模具结构参数优化

面向等径道角挤压成形应变均匀性和成形力,以3003铝合金为研究对象,采用有限元法分析不同模具外角、内角、内角半径挤压变形的等效应变均匀性和挤压成形力。研究结果表明:外角ψ对等效应变均匀性影响显著,而内角φ主要对挤压成形力影响较大,内角半径r对二者影响不明显。因此采用合理的模具结构参数,既可以提高应变均匀性,又能降低挤压成形力。基于正交试验分析得到了模具结构参数为:ψ=40°,φ=105°,r=1.5 mm,这为研究试样宏观塑性变形与细化晶粒微观组织演变规律、模具结构设计参数提供理论依据。     

杯形件温挤成形工艺参数的模拟与试验分析

通过模拟软件分析和试验验证,定量地分析了杯形件温挤成形时挤压温度、摩擦条件、坯料形状与尺寸等工艺参数对挤压力、模具寿命以及零件质量等方面的影响,从而为温挤成形工艺参数的合理制定提供了一定的参考依据。     

不同摩擦挤压过程中金属流动行为的变形分区研究

采用数值模拟和实验,深入分析了积极摩擦挤压过程中金属变形流动行为的力学机理,利用应力偏张量第二不变量J2、Lode系数μ等特征量对挤压过程进行了变形分区.结果表明:积极摩擦挤压时筒底不出现分流的现象,"死区"缺陷完全消失,处于塑性区内材料的应变类型由三种变为均一的拉伸类,且显著改善了成形过程中金属变形和流动的均匀性,利于金属的挤出成形及制品质量的提高.     

挤压速度和摩擦状态对铝型材挤压过程的影响

挤压速度和摩擦状态是铝型材挤压过程中的重要工艺条件,对挤压产品的质量、挤压力、模具寿命和生产率等具有直接影响。文章以一异型铝型材挤压件为例,采取塑性剪切摩擦模型,使用3种挤压速度和6种摩擦因子的不同组合分别进行挤压过程数值模拟,得到不同参数下模具受力、挤压件温度分布变化及材料流动速度的变化等情况,研究讨论了挤压速度和摩擦状态对铝型材挤压过程的影响规律。研究结果为挤压生产实践提供了一定的理论指导与参考。     

Research of Metal Flow Behavior during Extrusion with Active Friction

Using numerical simulation and experiment, the metal flow behavior mechanical mechanisms in the extrusion process with active friction were investigated. The characteristic variables, second invariant of the stress deviator J ₂ and the Lode’s coefficient μ were employed to partition the deformation region. It is shown that no metal flow interface occurred at the container bottom in the extrusion with active friction and the dead zone disappeared completely. The strain types of the material in the plastic deformation area decreased from three types into a single type of tension, and the homogeneity of metal deformation as well as metal flow was greatly improved. It was also indicted that the active friction was beneficial to the extrusion process and the promotion of product quality. After contrasting the result of experiment and the simulation, the displacement and the load were well correlated on both values and trends.     

RESEARCH ON THE SELECTION OF FRICTION MODELS IN THE FINITE ELEMENT SIMULATION OF WARM EXTRUSION

During the process of finite element simulation of precision warm forging, the selection of friction models has a direct effect on the precision accuracy of finite element simulation results. Among all the factors which influence the selection of friction models, the distribution rule of normal stress at the tool-workpiece interface is a key one. To find out the distribution rule of normal stress at the tool-workpiece interface, this paper has made a systematic research on three typical plastic deformation processes: forward extrusion, backward extrusion, and lateral extrusion by a method of finite element simulation. Then on the base of synthesizing and correcting traditional friction models, a new general friction model which is fit for warm extrusion is developed at last.     

挤压工艺的摩擦系数测定新方法研究

研究了更适合重载挤压工艺的摩擦系数测定新方法.该方法通过浮动凹模摩擦实验装置测定摩擦载荷突变量与其它有关实验数据来确定重载挤压工艺摩擦系数.相应的实验研究表明,该测定新方法能准确地确定金属在挤压成形过程中的摩擦系数和评价其摩擦润滑效果.     

基于金属流线分析的三柱槽壳温挤件工艺优化

挤压件体积成形过程中,金属流线对其使用性能影响很大。针对三柱槽壳温挤件金属流线不佳现象,分析了流线的形成过程,研究了正挤工艺、反挤凸模形状和尺寸、摩擦力和挤压速度对金属流线的影响规律。据此提出改善流线结构的方案,并进行实验验证。结果表明:相对于平底和梯形反挤冲头,三角冲头结构对金属流线的引导作用更佳,且在保证沟道尺寸的前提下,三角冲头底面倾斜角、引流圆锥凸台顶角圆弧半径和底面直径越大越好;正挤凹模锥角取60°~90°最为合理;摩擦力对金属流线影响较大,摩擦力越大,金属流线越差;挤压速度对金属流线的影响不大。     

搅拌摩擦焊接偏心挤压流动模型

提出了一种偏心挤压流动模型,该模型认为搅拌头对软化材料的偏心挤压作用是形成接头的主要因素.基于该模型,设计并进行了偏心搅拌摩擦焊接试验.结果表明,搅拌摩擦焊接过程中,接头是由搅拌头偏心挤压材料形成的;搅拌头的偏心量越大,形成的接头核心区也将越大;在搅拌针附近的金属流动将使焊接接头形成在行进方向的层状结构;在接头表面将形成弧形纹,形成的弧形纹不是沿板材对接面对称的,而是偏向后退侧的,弧纹在后退侧形成的弧纹夹角比前进侧形成的弧纹夹角大;行进方向的层状结构和接头表面的弧形纹有对应关系.     

铝合金挤压时的摩擦与摩擦因数

对挤压铝合金时锭坯与工模具接触面上摩擦的性质和行为进行了研究。结果表明，由于铝锭坯与粘附在挤压筒内壁、穿孔针和模具工作带上的铝套或铝层是同种金属，粘着变形使得接触表面微结构自发地趋于相称，从而导致很大的摩擦；其摩擦因数与铝合金的牌号和变形抗力有关。建立了摩擦因数与变形抗力的关系式。     

Zr55Al10Ni5Cu30大块非晶合金的超塑性挤压成形性能

通过示差扫描量热分析确定了Zr55Al10Ni5Cu30大块非晶合金的过冷温度区域范围,采用应变速率突变压缩实验分析了合金在450℃时的力学性能,研究了合金在不同挤压速度、不同真空度等工艺条件下的挤压成形性能.结果表明:Zr55Al10Ni5Cu30大块非晶合金的玻璃化转变开始温度Tg为422.4℃,晶化开始温度Tx为482.4℃;在450℃、应变速率小于5×10-3s-1的条件下,合金的流动应力小于40 MPa在挤压速度为0.002～0.004mm/s范围内挤压时,合金的最大挤压载荷变化较小;在挤压温度为450℃时,合金的最大挤压力随着真空度(2～2×10-3Pa)的提高而增加;大块非晶合金在超塑性成形时呈现出比一般金属材料更大的摩擦阻力.