阵列微流道电场辅助辊压成形技术研究

提出了电场辅助辊压成形制备大面积阵列微流道结构的工艺方法,修正了传统辊压理论模型,发现增大辊半径和辊齿间隙与齿宽之比可以提高填充高度。通过建立阵列微流道电流辅助热-电-力耦合有限元仿真模型确定了“板对板”通电方式以及辊压工艺方案,开展了不同工艺参数下电场辅助SUS304不锈钢阵列微流道辊压成形试验。结果表明,在辊压成形过程中,板材表面温度分布均匀,但板材横截面电流密度分布不一致,导致微流道不同区域应力分布不同,高密度电流可以降低流动应力的大小且减弱微流道不同区域应力的差异。在工艺参数方面,适当增大辊压力可以提高微流道成形质量,较低的同步辊速有利于微流道的成形。在最佳工艺参数组合下制造出的微流道平均宽度为0.302 mm±0.011 mm,平均深度为0.362 mm±0.010 mm。     

一种医疗器械冲压模具方案设计

起搏器壳形件形状比较特殊,常用材料为钛合金,材料冲深困难。针对上述问题,探讨研究钛合金箔材冲压成形规律,并结合具体产品的模具设计冲压出合格壳形件。在冲压成形过程中,由于采用冷成形的方式,对模具的结构参数选择应合理,冲压成形回弹量大,在设计冷冲形模具时,应考虑回弹的影响。成形和落料同时完成,在拉伸、翻边、过程中精确控制压边力,从而实现产品精密成形,确保产品外观、尺寸精度及几何公差要求。系统介绍了本试验中用到的落料成形复合模、去翻边模和冲孔模,并对成形工艺过程进行了简单介绍。在掌握了具体厚度的箔材性能参数后,将模具间隙设计为0.10 mm,模具摩擦因数控制在0.5～0.6 mm之间,冲压成形效果最佳。     

TC4钛合金环热应力校形的实验研究

TC4钛合金的屈服强度和弹性模量比值高,故其成形后回弹量大,成形后不精确,难以成形出合格零件,需要进行校形,以得到合格零件.因此对钛合金进行了校形实验,得到了感应加热工艺参数对材料校形的影响规律.并运用大型商用模拟软件ANSYS建立了钛合金热应力校形的模型,利用软件中LS-DYNA求解器,对钛合金热应力校形的过程进行了模拟.从而找出钛合金环热应力校形中的一些规律和校形最佳参数,期望能够将其用于指导生产.     

TA15钛合金齿轮结构电流辅助微成形工艺研究

针对钛合金室温塑性差、高温成形模具易损坏、成形精度差等问题,提出了TA15钛合金微齿轮结构电流辅助微成形工艺.利用有限元模拟和实验相结合的方法,分析了浮动成形和分流孔直径对微齿轮电流辅助成形载荷和流动行为的影响规律.结果表明浮动成形降低了微齿轮的成形载荷并有利于齿形下端角的填充,中空分流时分流孔直径为2.3～2.5 m...     

AZ31B镁合金管材液压胀形数值模拟分析

基于管材轴向补料液压胀形技术,采用Dynaform有限元仿真软件对0.75mm厚的AZ31B镁合金管材的胀形过程进行了数值模拟分析。研究了模具圆角半径、液压力、模具间隙等工艺参数对镁合金管件壁厚分布和最大壁厚减薄量Δt的影响规律,并探索了相对合理的工艺参数。研究结果表明,镁合金管件的最小壁厚通常分布在最大胀形直径处,除非模具间隙过小;由于受到轴向作用力,管材两端会随模具间隙的改变而出现不均匀的壁厚增厚现象,并且受轴向压头作用的一端的壁厚增厚量相对较大;胀形过程中,当模具圆角半径为5mm,模具间隙为0.8mm时,获得的镁合金管件壁厚分布较均匀,成形效果较好。     

超薄壁屏蔽套热胀校形有限元模拟

应用MSC.Marc弹塑性大变形有限元法,对超薄壁屏蔽套热态气胀校形过程进行三维模拟仿真研究,分析温度、压力和屏蔽套与模具间的间隙对成形精度的影响规律,结果显示温度为500℃、压力为2MPa、间隙为2mm时屏蔽套圆柱度最好,模拟结果为自主制造第三代核主泵屏蔽套选择安全合理的热态气胀校形工艺方案提供了支持.     

TC4钛合金对接板零件热成形工艺研究

TC4钛合金的屈强比高、弹性模量小,热成形是目前TC4钛合金零件成形的主要方法之一。热成形主要为了提高钛合金的塑形,减少零件的回弹。针对一种典型钛合金弯曲件对接板零件的热成形工艺进行了研究,在确定工艺方案的基础上完成了热成形模具的设计,并进行了相关试验,最终确定了对接板零件的热成形工艺参数并得到了符合图样要求的零件。     

锥形端坯料辊切成形装置设计与实验

为开发锥形端坯料辊切成形装备进而实现轧制无凹心成形,研究了辊刀结构参数对辊切成形质量的影响,并设计了辊切装置的主要结构。通过分析辊切成形过程中辊刀挡板间隙、基圆直径和展宽角三个结构参数对锥形端成形质量的影响规律,确定了辊刀最佳结构参数组合。进而提出了可实现辊刀绕坯料公转的同时逐步自转的差动轮系传动机构,并根据辊切成形工艺要求,确定了差动轮系合理的传动比分配。最后设计并制造了辊切成形装置,完成了锥形端坯料辊切实验。结果表明,通过辊切成形得到的锥形端成形质量较好,且实验辊切锥形端与仿真模拟锥形端尺寸基本一致,验证了锥形端坯料辊切成形工艺的可行性及辊切装置结构设计的合理性。     

微细辊对平板辊压成形工艺建模与尺度效应分析

带有功能性表面微细结构特征的金属构件在诸多领域得到越来越多的应用。当微细特征的尺寸小于1 mm时,成形模具的模腔几何尺寸和材料的晶粒尺寸决定着金属材料的流动行为,微特征的成形质量受到尺度效应的严重影响。传统的工艺设计方法难以有效指导微细成形工艺参数的设计。研究一种高效的金属构件表面微细结构加工方法——微细辊对平板(Roll-to-plate,R2P)辊压成形工艺。针对不同晶粒尺度的铜试样,研究晶粒尺度对材料力学性能的影响规律;构建R2P微细辊压成形工艺仿真模型,分析辊压模腔尺寸、材料晶粒尺寸等工艺参数对微特征成形质量的影响规律;基于自主开发的R2P微细辊压成形原型系统,进行辊压成形试验研究,验证仿真预测模型的有效性。研究结果显示,在模腔几何尺寸中,模槽宽度对材料的流动行为有着显著地影响。而且,不同的晶粒尺寸也显著影响着微特征的形成过程。     

Q235/AA5052复合凸环管颗粒介质胀形工艺研究

钢/铝复合管内衬的AA5052挤压铝管成形性能极差,室温下难以与外覆钢管协调变形至目标管件的形状要求。基于此,提出了挤压铝管退火处理、复合装配、颗粒介质胀形的工艺流程,使复合管胀形比达到1.40,成功制备了厚径比为3/102的复合凸环管件,最大减薄率不超过20%,满足产品技术要求。试验研究表明,AA5052挤压管材采取加热440℃保温60min的退火处理后成形性能最优,延伸率提高了3倍以上;复合管胀形过程中的壁厚分布规律与管层间摩擦因数相关,降低管层间摩擦作用能够抑制内衬铝管减薄,有利于复合管胀形极限的提高。颗粒介质胀形工艺对胀形管坯的尺寸精度要求较低,可采用通用设备和简便的模具装置实现成形工艺。     

微结构模芯的精密磨削及其在微注塑成形中应用

针对微结构聚合物元器件的批量化生产与制造效率低等问题,采用精密修整成V形尖端的金刚石砂轮,在自润滑性和脱模性良好的钛硅碳陶瓷模芯表面加工制造出形状精度可控的V沟槽阵列结构,然后利用微注塑成形工艺将模芯表面的V沟槽阵列结构一次成形复制到聚合物表面,高效注塑成形制造出倒V形阵列结构的聚合物工件。分析了微模芯的表面加工质量与形状精度,研究了熔体温度、注射速度、保压压力、保压时间等微注塑成形工艺参数对微结构聚合物注塑成形角度偏差和填充率的影响。实验结果表明：通过微细磨削加工技术和微注塑成形工艺可以高效率、高精度地制造出规则整齐的微结构注塑工件,注射速度对微成形角度偏差的影响最大,保压压力对微成形填充率的影响最大,微结构模芯的微细磨削形状精度值为4.05 μm,微成形的最小角度偏差和最大填充率分别为1.47°和99.30%。     

基于熵权综合评价法的动力电池壳首道次拉深成形参数优化

针对某动力电池壳首道次拉深成形过程中的起皱、破裂、厚度不均匀和模具接触力大的问题,提出了一种基于熵权的综合评价法对其进行多目标工艺参数优化来提高首道次成形质量。选取压边力、凹模圆角半径、凸模圆角半径、模具间隙、摩擦因数为影响因素,以最大减薄率、最大增厚率、最大凸模接触力、最大厚度差为评价指标,进行正交试验仿真。在此基础上应用熵值法和综合评价法,获得了最优的工艺参数组合,提高了动力电池壳首道次成形质量。     

内齿轮冷挤压工艺参数分析及模具寿命预测

采用刚粘塑性有限元法对盲孔内齿轮冷挤压成形工艺参数进行了分析,并预测了模具寿命.运用金属塑性成形软件DEFORM-3D,以275减速轴为研究对象,成形载荷为评价指标,就影响成形工艺的模具设计参数、齿轮特征和工艺条件进行分组建模分析.结果表明:凹模芈锥角、模数、齿数对成形载荷影响较大;工艺条件中摩擦系数对载荷的影响最大;而挤压速度对载荷的影响则不显著.最后基于Archard模型预测了模具寿命.分析结果对实际生产具有重要的指导意义.     

汽车引擎盖外板拉延成形工艺参数优化研究

针对汽车引擎盖外板拉延成形容易产生起皱、破裂、拉延不充分等缺陷的问题,对影响引擎盖外板成形质量的工艺参数进行了研究。运用单因素变量法,研究了压边力、凸凹模间隙、摩擦因数、拉延筋高度、冲压速度对引擎盖外板拉延成形的影响;提出了一种基于正交试验法和极差分析法,以最大减薄率为优化目标,获得了最优工艺参数组合,确定了各因素对引擎盖外板最大减薄率影响主次顺序的优化方法,并对试验结果进行了方差分析,得出了影响最大减薄率的显著因素;应用优化后的工艺参数进行了模拟仿真,获得了良好的拉延成形效果。研究结果表明:使用最优工艺参数组合进行试模,获得的引擎盖外板最大减薄率为19.585%,最大增厚率为1.047%,成形质量较好;应用基于正交试验法的数值模拟技术能够提高引擎盖外板成形质量,减少试模次数、缩短生产周期、降低生产成本。     

基于NSGA-Ⅱ算法的汽车后背门内板拉延成形质量控制与预测

为避免汽车覆盖件冲压时出现起皱、开裂等成形缺陷,提出基于带精英策略的非排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）对冲压成形工艺参数进行优化,实现对冲压成形质量的控制与预测。以某型汽车后背门内板作为研究对象,以压边力、摩擦系数、冲压速度和模具间隙作为试验因素,拉延变形时的最大增厚率和最大减薄率作为质量控制目标。应用拉丁超立方抽样方法并结合CAE分析技术建立试验样本,构建冲压工艺参数同成形质量控制目标之间的响应面模型,基于NSGA-Ⅱ算法在构建的响应面模型内计算获得了满足成形质量的一组最优工艺参数组合,同时给出了成形质量的预测值。实际冲压试模结果证明了文章所提方法的有效性,为汽车覆盖件的冲压成形质量控制与预测提供了一套可借鉴的方法。     

穿过柔性体的板料U形折弯工艺研究

折弯成形在钣金工艺中应用广泛,但穿过柔性体的金属板料因折弯时的柔性体受力变形对板料成形影响较大,给大规模生产造成困难。以某型电动汽车软包电池PACK中隔板组件为例,通过单边折弯实验研究了压料力、间隙大小对其折弯成形的影响,并提出了压料力、模具间隙的选取方法;在此基础上,选用U形折弯工艺,运用Dynaform软件仿真验证U形折弯效果,并提出了进一步减少折弯回弹量的工艺措施.     

杆系柔性成形模具及其板成形加工关键技术

提出了一种可重构、低成本、高效率的板件成形加工模具———杆系柔性成形模,该装置可以快速重构各种形状的板件成形加工模具。详细地分析了杆系柔性成形模的结构及其重构方案,采用可更换的“变形冲压头”与离散杆配合,较好地构成模具成形面,保证板件有较好的成形精度;提出了一种新颖的板成形方法———模内压板与成形复合工艺,通过这种工艺方法与杆系柔性成形模相结合,可以抑制板件在成形过程中的受压屈曲与起皱,并可以减小成形板件的回弹量。该模具对复杂曲面板件的成形加工具有明显的优越性。     

钛合金波形膨胀节超塑气胀成形技术研究

首次开发利用氩气的压力胀形和轴向加载的复合超塑性工艺成形技术制造钛合金膨胀节的新工艺,可加工大直径多波U型钛合金波形膨胀节。采用焊管作为管坯,焊管弯曲采用专用模具热弯,焊接采用等离子弧焊。超塑成形采用多层模结构,用模具来控制波形,本工艺也可用于不锈钢波形膨胀节的制造。     

电机零部件压铸成型质量控制方法研究

针对电机零部件压铸成形质量不高的问题,在分析主要成形缺陷来源的基础上,讨论了包括结合有限元数值模拟与现代优化理论进行的成形工艺参数优化,针对特定产品改进模具结构,提高铸件成形质量;并且,提出了应使用三维参数化设计,避免了重复的劳动,提高了生产效率。     

小盖拉深胀形镦压模具设计

小盖拉深胀形镦压模具是用来生产GHT6472盘式制动器轮廓组件上轴承的防尘盖零件．该零件虽然结构不复杂，但尺寸精度要求较高．给成形带来困难，为解决此问题，通过对零件的工艺分析、计算，零件拉深成形的特点分析，成形工艺的确定，胀形镦压的条件验算．进行了合理的模具结构设计。