基于Archard模型的曲轴模具磨损分析

为了探究某型曲轴模具在生产过程中的磨损情况,基于修正的Archard磨损模型,采用Deform-3D软件模拟研究了该曲轴模具在热锻过程中磨损深度的分布和变化规律。在模具型腔中取10个特征点,在模拟结束后得到每个点的磨损深度,与实际情况基本吻合,同时探究了不同预热温度、成形速度、润滑条件对制坯模具最大磨损深度的影响,并对各点结果进行拟合得到拟合曲线。由模拟结果可知,模具磨损深度最大处出现在P1～P6点附近,且制坯工序的模具磨损深度大于预锻和终锻工序;当模具预热温度为250～300℃、成形速度为300 mm·s^-1、摩擦因数为0.3时,模具的最大磨损深度最小。模拟结果可以为后续生产工艺优化以及预测和延长模具寿命提供参考。     

基于Archard理论的曲轴模具磨损研究

磨损是模具失效最重要的因素之一,研究热锻模具的磨损尤为重要.基于Archard理论模型,采用有限元模拟软件DEFORM-3D对曲轴的热模锻过程进行热力耦合仿真分析,得到了模具的等效应力、应变及磨损分布.分析了不同温度对锻模磨损的影响,模拟结果与实际经验相吻合.     

基于Archard理论的热冲压模具磨损分析及优化

基于Archard理论,运用有限元软件对热冲压过程进行了数值模拟分析,计算了模具表面的磨损。通过改变热冲压工艺参数,获取模具磨损量随冲压速度及板料初始成形温度变化的规律。通过对热冲压过程的热力耦合模拟,获得了模具在冲压过程中的温度及应力分布规律。结果表明,模具磨损分布与温度场及应力场存在密切关系。基于响应面法对冲压工艺参数进行了优化设计,有效地减小了模具表面磨损量。     

基于Archard模型的铝合金盒形件热挤压模具磨损研究

基于修正后的Archard磨损模型,采用数值模拟研究了不同工艺参数对5A06铝合金复杂盒形件热挤压凸模磨损的影响。结果表明:凸模容易磨损的部位为圆角附近以及引流孔周围区域,凸模的最大磨损值随着挤压速度的增加而增大;当模具初始温度低于393℃时,凸模最大磨损值随着初始温度的上升而减小,当模具初始温度高于393℃时,凸模最大磨损值随着初始温度的上升而增大;当摩擦系数从0.15逐渐增加到0.23时,凸模最大磨损值逐渐减小,随着摩擦系数的进一步增加,凸模最大磨损值增大。最佳工艺参数为:模具预热温度393℃、挤压速度1 mm/s、摩擦系数0.23。在该参数下预计可有效生产产品62 000件。     

稳态变形下Archard模型模具磨损数值分析

针对模具的磨损问题,介绍了模具的磨料磨损机理,详细讨论了Archard磨损模型。建立了基于磨损计算的反挤压三维有限元模型并进行计算,得到不同初始硬度凸模的最大磨损深度规律。结果表明：模具最大磨损深度随模具材料的初始硬度升高具有下降的趋势,在变形区和速度稳定的条件下,模具的最大磨损深度和初始硬度函数（1／H2）成正比关系。     

新型摆辗模具材料

摆辗因成形时间长、凹模温度高、易受疲劳损坏,帮要求模具材料具有很好耐热疲劳性能、稳定性、红硬性、导热性和渗透性,加工工艺性等,常用者有5CrNiMo、5CrMnMo、3Cr2W8、GCr15。新研制成的M_A金属陶瓷模具材料由纯度分别为99.5％和98％、粒度分别为5μ及1～2μ以下的钼和氧化铝粉末经20000N/cm~2高压在1950±30℃下烧结而成的复合材料,经天津锻铁厂和北京工具厂使用,证明具有良好的高温强度和硬度,在高温辗压时     

基于Archard的正挤压模具磨损模拟分析与研究

对Archard模型进行了修正,建立了挤压磨损模型。采用Deform磨损分析模块对典型正向冷挤压过程进行了凹模模具磨损分析,得到了模具工作表面各点的磨损分布图,确定了最大磨损发生区域。通过对比分析,研究了模具几何形状、变形程度、滑动速度对模具磨损的影响关系。研究结果表明,挤压磨损模型反映了挤压过程中主要工艺参数与磨损之间关系,并从工艺设计方面提出了减低挤压磨损的措施。     

曲轴锻造模具Archard磨损模型系数修正及视觉验证

热模锻模具在实际生产过程中由于受到交变应力的影响,受力情况复杂且服役环境相当恶劣。基于Archard磨损模型,通过典型曲轴锻造模具的有限元模拟结果与实际磨损量的对比,计算出磨损模型的磨损系数K值,从而获得适合曲轴热锻生产的修正Archard磨损模型;通过修正后的Archard磨损模型预测模具寿命,并基于机器视觉系统对模具的磨损失效进行判断。结果表明：K的修正值为1.425×10^-7,与实际测量值的吻合度达91.47%,预测寿命为6351件,与实际生产情况6400件相吻合;对磨损失效模具进行了机器视觉判断,验证了机器视觉技术在锻造模具磨损检测方向的可行性。     

Finite element analysis of die wear in hot forging processes

Design optimization of hot forging dies requires an accurate estimation of die wear. The presented paper introduces a finite element model for wear estimation that includes the process related thermal effects on hardness of the tool material. Fundamental investigations concerning the hardness evolution due to thermal softening of the tool material are presented. To obtain necessary data for model calibration by means of statistical analysis, optical measurements are performed on several industrial forging dies. The introduced model is proved to be applicable in wear estimation of hot forging dies over a large number of operating cycles.     

热锻工艺参数对模具磨损影响的有限元分析

针对某差速器盖热锻模,基于修正的Archard磨损模型,应用有限元模拟软件Deform分析了坯料和模具预热温度以及成型速度对终锻模磨损的影响规律。研究结果表明,在试验数据范围内,随着坯料预热温度的升高模具磨损量呈减小趋势,当坯料预热温度超过1230℃时,这种趋势放缓;提高模具预热温度,模具磨损量逐步增大,当预热温度超过200℃时这种趋势更加明显;成型速度小于400mm/s时,模具磨损量随成型速度的提高而减小,当成型速度超过400mm/s时,模具磨损量随成型速度的提高会先增大后减小。     

摆动辗压模具CAD的开发

采用AutoCADR1 4的三维实体造型功能 ,建立摆辗件的三维实体 ;根据零件的三维结构特征和尺寸特征 ,借助CAD的并、交、差运算 ,进行摆辗模具及摆辗件坯料的三维实体设计。     

多层金属热锻模在热锻服役下的循环载荷分析

热锻模在进行连续锻造时,型腔表层受到循环的机械载荷与激冷激热载荷,导致模具表层产生疲劳裂纹与失效。采用多层金属模具结构可以缓解热锻模所受热力载荷、提高热锻模的高温磨损性能以及热-机械疲劳磨损寿命。以直齿圆柱齿轮坯的锻造为例,利用有限元模拟和计算模型获得了均质热锻模和多层金属热锻模在连续热锻条件下的循环温度场和应力分布。结果表明,相对均质热锻模,以钴基合金为覆层、高速钢为过渡层的多层金属热锻模可以有效改善模具表层温度和应力分布;在一定程度上揭示了多层金属模具结构在热锻服役条件下的力学行为。     

基于Deform的中小型热锻模设计

通过Deform分析软件对结构较为简单的热锻模进行仿真设计,模拟其实际工作状态,并进行应力分析,了解应力产生情况,为模具结构设计改进提供依据并进行验证,同时能够模拟实际材料伸入模具内部的长度,以达到精细化设计的目的。     

汽车突缘叉热锻模具磨损的有限元分析及验证

在热锻过程中,模具表面不断受到循环机械载荷和热冲击的影响,因此,磨损成为模具失效的主要原因.针对汽车突缘叉模具磨损严重的问题,提出了一种突缘叉热锻成形工艺,基于Archard磨损理论模型,建立了突缘叉热锻成形过程中的热-力耦合有限元模型,并研究了热锻成形过程中锻件的成形情况,同时对模具磨损最严重的位置进行了预测,最后通...     

汽车稳定杆热锻工艺研究及热弯模具设计

从稳定杆的结构形状和尺寸精度、原材料方面分析了其成型工艺,介绍了弯管机的热弯工艺过程,分析了热弯存在的问题,设计了一副高效率的锻模。该模具安装在专用的成形机上,所有模块由液压滑块机构驱动,解决了稳定杆外侧内凹难以一次成形的问题,简化了模具结构,提高了零件的成形质量和生产效率。     

A study on die wear model of warm and hot forgings

Factors influencing service lives of tools in warm and hot forging processes are wear, mechanical fatigue, plastic deformation and thermal fatigue, etc. Wear is the predominant factor for tool failure among these. To predict tool life by wear, Archard’s model where hardness is considered as constant or function of temperature is generally applied. Usually hardness of die is a function of not only temperature but operating time of die. To consider softening of die by repeated operation it is necessary to express hardness of die by a function of temperature and time. In this study wear coefficients were measured for various temperatures and heat treatment for H13 tool steel. Also by experiment of reheating of die, die softening curves were obtained. From experimental results, relationships between tempering parameters and hardness were established to investigate effects of hardness decrease by the effect of temperatures and time. Finally modified Archard’s wear model in which hardness is considered to be a function of main tempering curve was proposed. And finite element analyses were conducted by adopting suggested wear model. By comparisons of simulations and real profiles of worn die, proposed wear model was verified.     

锻造对热锻模具钢高温性能的影响北大核心CSCD

为了研究锻造对4Cr5W2VSi热锻模具钢高温性能的影响,采用不同工艺对4Cr5W2VSi热锻模具钢进行了锻造试验,并与未锻造试验钢进行了显微组织、高温磨损性能和高温抗氧化性能的测试与对比分析。结果表明:锻造显著细化了试验钢材的显微组织,提高了试验钢材的高温磨损性能和高温抗氧化性能。随着始锻温度从1050℃增大至1150℃,试验钢材的高温磨损体积和高温氧化速率均先减小后增大,高温磨损性能和高温抗氧化性能均先提高后下降。与未锻造试验钢相比,在始锻温度为1100℃、终锻温度为900℃、锻造比为5的工艺参数下,试验钢材高温磨损体积改善比率达46%、高温氧化速率改善比率达67%,试验钢材获得了优异的高温磨损性能和高温抗氧化性能。     

基于关节机器人的电弧熔丝焊锻复合增材再制造热锻模修复

为了降低失效热锻模修复成本、提高修复效率,基于ABB工业关节机器人,开发了电孤熔丝焊锻复合增材再制造算法和装备,并用曲轴热锻模具进行再制造修复,以验证算法和装备的有效性.首先,提出增材制造目标模型的分层切片、截面复合填充算法;随后,提出满足增材再制造工艺所需的关节机器人TCP姿态控制算法,以达到控制焊枪与焊接路径夹角的...