螺旋道钉多工位冷镦成形工艺优化及数值模拟

螺旋道钉多工位冷镦成形工艺存在多种可选择的方案,为得到最佳的工艺方案,采用工艺优化数学模型与Deform-3D模拟相结合的方法。讨论了各工艺方案的载荷行程曲线和模拟得出的重要参数变化规律,并将参数代入工艺优化数学模型进行计算。结果表明:采用冷镦工艺第1种方案时,预镦、粗镦、精镦工位的变形程度分配合理;最大的损伤和应变值随工位变形程度的增加而增大,并在成形六角头部时值最大。经计算得出最佳工艺方案,采用优化后的方案生产的螺旋道钉整体组装疲劳试验达300万次。     

偏心螺母的多工位冷镦成形工艺数值模拟及优化

对偏心螺母进行工艺分析,提出了两种不同的工艺方案,并基于Deform-3D对两种冷镦工艺方案进行数值模拟。对比分析了两种方案成形过程中应力应变分布以及载荷行程曲线的变化规律。通过优化工艺及模具结构使得多工位冷镦过程中各工位模具承受的载荷值较小并且分布均匀。经仿真分析以及实验验证证明,通过第2种工艺方案生产出来的偏心螺母表面质量较好,填充饱满,无裂纹、折叠等缺陷,采用该工艺方法更适用于零件的大批量生产。     

小型套管多工位冷镦挤成形工艺方案设计

针对小型套管类零件整体尺寸小、成形工步多、大批量加工的特点,提出小型套管类零件采用多工位高速冷镦挤成形加工的方法,并根据塑性成形理论,设计了两种六工位冷镦挤成形工艺方案,借助有限元分析软件DEFORM-2D模拟套管的成形过程,分析比较两种工艺方案中金属流动规律、成形载荷大小和锻造流线分布。模拟结果表明,采用两次反挤压+终镦的方案,其成形的套管充填饱满、无折叠,各工步成形载荷大小分布合理。通过工艺实验进行验证,结果表明数值模拟结果与实验结果相一致,验证了数值模拟的准确性,可为实际生产提供指导。     

销钉多工位冷镦成形过程数值模拟及组织演变

应用Deform-3D有限元软件对某一型号圆头销钉多工位连续冷镦成形过程进行了数值模拟,分析了冷镦成形过程中金属流动规律、温度分布及载荷行程曲线的变化规律;并在多工位冷镦机上试制,观察试件不同部位的显微组织。结果表明:销钉头部预、终镦的变形程度设计较合理,金属流动具有典型镦挤变形分区的特点,温度和载荷峰值随变形程度的增加而增大;ML35Mn钢冷镦显微组织中铁素体晶粒形状尺寸受变形程度的影响显著。     

六角抽孔螺栓多工位冷镦成形工艺

六角抽孔螺栓头部具有较深的内孔,使得其工艺设计成为难点,针对该问题提出一种六角抽孔螺栓多工位冷镦成形工艺。利用有限元模拟软件Deform-3D,对六角抽孔螺栓的多工位冷镦成形过程进行了数值模拟,分析了零件成形过程中的载荷-行程曲线、等效应力、等效应变及损伤值分布,最后进行了工艺试验。研究结果表明:提出的多工位冷镦成形工艺是可行的,模拟得到的冷镦件充填饱满,在成形工位2、工位3和工位4时载荷值较大,分别为429,826和380 kN;损伤值最大为0. 38,小于40Cr钢的临界损伤值0. 42,不容易产生裂纹。工艺试验得到的产品和模拟结果具有较好的一致性,冷镦件尺寸一致性较好,说明工艺可靠,对该类零件的多工位冷镦成形工艺具有一定的指导意义。     

汽车法兰带肩螺母多工位冷镦成形工艺试验

汽车法兰带肩螺母整体结构复杂且肩部壁厚较薄,成形困难。为满足零件批量生产的需求,依据塑性成形理论,初步设计了两种多工位冷镦成形工艺方案,并采用DEFORM-3D软件对两种工艺方案的成形过程进行了数值模拟,分析了零件成形过程中等效应力、等效应变和工件损伤值的分布情况及成形力的变化规律。结果表明,设计的两种工艺方案均能生产法兰带肩螺母,填充饱满,无缩孔、折叠、开裂等缺陷,但工艺方案1中各工位的成形力大小分布更为均匀,且工件损伤值较小。经生产工艺试验验证,采用工艺方案1生产出的零件满足设计要求,通过对零件实际外形尺寸与模拟结果进行对比,误差均在合理范围内,验证了数值模拟结果与试模结果的一致性。     

小型薄壁套管多工位冷镦挤工艺

小型薄壁套管类零件,整体尺寸较小且内外结构复杂,加工方法的选择和成形工艺设计方面是生产该类零件的重点和难点。针对上述难点,采用适合中小型零件批量加工的多工位冷成形加工方法,并根据成形理论分析,初步设计出两种较合理的六工位冷成形方案,对成形过程采用Deform-3D软件数值模拟。得出先反挤压成形薄壁端的最大载荷为5.6×104N,远小于先镦粗成形凸缘的最大载荷;台阶深孔的成形采用杯-杯复合挤压,其损伤值远小于材料的临界损伤值。最终通过生产试验验证模拟结果的最佳工艺,且成形后小型薄壁套管的内部组织分布合理,无冷镦缺陷。     

汽车冷却器缓冲罩多工位成形工艺设计及数值模拟

分析了汽车冷却器缓冲罩的结构特点和冲压工艺特性,制定了该零件成形工艺方案。运用Dynaform软件对其多工位级进冲压过程中主要涉及的拉深、整形、冲孔、翻边等工序进行数值模拟。分析了每个成形工序的板料成形极限图(FLD)和零件壁厚分布图,模拟结果符合零件成形要求。据此设计出该零件12工位的级进冲压模具,试模生产出了合格的产品。通过对模拟和试冲结果相比较,其零件厚度的最大相对误差为2.87%,获得了较好的一致性。目前该汽车冷却器缓冲罩级进模已投入大批量生产。     

球形管件多工位冷镦内折叠原因分析与工艺改进

首先介绍作为减震部件内芯的球形管件的多工位冷镦挤成形方式和产品应用,然后提出球形管件在多工位冷镦生产中遇到的内折叠缺陷问题。为了分析出产品产生内折叠的原因,对初始成形工艺方案进行有限元模拟分析和成形理论分析。得出镦挤球形部分的材料强度分布不均匀是零件产生内折叠的主要原因。随后通过对实际生产零件的切割取样和硬度测量,并将硬度值转化为强度值,得到实际镦挤球形部分的材料强度分布曲线。该曲线验证了理论分析的准确性。最后以理论分析的结论为依据改进成形工艺方案,并实际生产零件。生产零件没有内折叠缺陷,达到了保证零件质量并稳定生产的目的。     

冷镦挤成形技术在粘贴式锌质平衡块制造中的应用

研究了锌质粘贴式平衡块冷镦挤成形的可行性,根据零件要求设计了镦挤模具.通过Deform-3D有限元模拟其塑性成形过程,发现在飞边区域损伤因子和表面延伸率较大,零件主体部分成形质量良好;成形载荷峰值低于理论计算值10％左右.按拟定工艺路线生产的零件重量误差在±0.5g以内;相较于压铸件,零件内部组织更致密、硬度提高了1倍、冲击韧性提高了2倍以上,模具寿命超过15万件,相当于压铸模具寿命的5倍;材料利用率提高了20％左右,避免了压铸过程熔融锌锭工序,显著降低了产品能耗.     

多工位冷镦成形机专用离线换模装置

为解决冷镦成形机上新旧模具之间的快速更换问题,实现多工位模具的整体吊离和机外更换调整,提出了一种新型冷镦成形机专用离线换模装置的设计方案。主要介绍了离线换模装置的特点、结构及定位问题,并对该装置的主要部件强度进行分析,结果表明:离线换模装置结构简单、定位可靠、结构强度满足要求,是多工位冷镦成形机机构优化的重要部分。     

汽车覆盖件弹压片多工位复合模设计

汽车覆盖件的弹压片形状复杂,成形工序多,成形难度大。本文在分析零件工艺的基础上,结合模具设计的一般原则,设计出符合零件特征的模具,减少成形工序,降低模具复杂程度,对于相关零件模具设计具有一定借鉴价值。     

钢丝夹级进模设计

分析了2种钢丝夹的冲压工艺特点,介绍了零件级进模加工的排样设计,模具结构特点以及主要模具零件的设计制造。模具交付使用后,零件质量稳定可靠,各项指标均达到了要求。     

继电器触点冷镦成形过程的有限元分析

研究了Ag Sn O2类材料单体触点在镦制过程中的开裂问题,并将银丝材料拉伸试验曲线转化成真应力、应变数据,拟合得到银丝材料流变应力数学模型。应用有限元方法,模拟了银单体触点的冷镦成形过程,得到了冷镦成形过程中的等效应变、应力分布情况。研究结果表明,拉应力越靠近外层越大,而径向压应力则越靠近外层越小,变形物体的单位压力从外向内逐渐增大,因此,触点最大直径处为易开裂位置。此外,准确预测了成形过程中材料产生裂纹缺陷的位置及裂纹程度,当变形达到材料Damage值时,裂纹开始形成,Damage值随变形程度的增加而上升。通过试验,对开裂模拟结果进行了验证,模拟结果与试验吻合较好。     

堆焊双金属冷镦粗过程中的变形行为

借助冷镦粗实验研究堆焊双金属在大塑性变形下的变形行为,进而探索堆焊双金属坯料锻造成形的可行性。首先使用等离子弧喷焊技术制备双金属坯料,测定堆焊双金属熔覆层区域的显微硬度,认知堆焊双金属材料的界面特性;随后分析冷镦粗过程中堆焊双金属试样的变形与破坏方式。结果表明:堆焊双金属的显微硬度最薄弱区域出现在熔合线附近,熔覆层区域整体硬度远高于基体硬度;冷镦粗过程中,堆焊双金属基体区域率先发生塑性变形,熔覆层抵抗变形的能力高于基体;压缩到一定阶段,熔覆层底部区域也会发生塑性变形,熔覆层区域具有进行塑性变形的潜力。     

锥鼓形冷镦成形球头的工艺参数优化

针对球头销类零件球头冷锻成形过程中的镦粗失稳极限问题,基于金属塑性变形理论,分析了球头冷镦过程中的受力状态,根据受力分析提出采用锥鼓形冷镦成形工艺。通过Deform-3D进行有限元数值模拟,引入4因素3水平正交试验,考察锥形角度、凹模入口处圆角、摩擦因子、冲压速度对球头成形质量的影响,以模具承受成形载荷最小为目标获得最优的工艺参数组合,即锥形角度为15°、凹模入口处圆角为R4 mm、摩擦因子为0.10、冲压速度为2 mm·s~(-1)时模具成形载荷最小。研究结果表明:在多因素交互影响下,摩擦因子对成形载荷的影响最大,其次为冲压速度和锥形角度,凹模入口处圆角的影响最小。     

利用镶套技术提高冷镦模具寿命的设计方法

在金属压力加工生产中,针对一些企业采用整模结构的冷镦模具疲劳寿命极低的现状,提出以多层镶套膜替代整体模具,通过改变冷镦模具受力方式,使冷镦件模具达到较高寿命的设计方法.以螺栓圆头的冷镦试验结果为依据,以应力分析方法为基础,应用力学有关理论,导出了生产实践中实用的镶套模具设计原理与经验公式,并举例说明了该方法的具体应用.     

镦辗复合成形工艺及设备设计

国内某汽配厂加工汽车后桥半轴的方法是在压力机上预锻制坯后在摆辗机上终锻成形,需加热两次,原材料消耗大,生产成本高.针对这种情况,介绍了一种镦辗复合成形汽车后桥半轴的新工艺,并给出了成形EQ153后桥半轴所需的成形力及其它工艺参数,在此基础上设计了250 t镦辗机,由于该机采用了特殊的前、后滑块结构,可实现汽车后桥半轴的一次成形.     

基于Deform的轴承钢球冷镦工艺的优化设计

现有钢球冷镦工艺生产的钢球环带、两极比较大,材料利用率不高,这不仅增加了后续加工时间,而且造成很大浪费。为了降低球坯余量,进一步节约材料,提高生产效率,通过对锥鼓形球坯冷镦工艺的研究,建立了饱满度、圆度、冷镦力、体积等评价指标,并设计正交试验,用Deform仿真分析得出合理的球坯工艺参数。结果显示,优化后的球坯冷镦力减小了35%,改进后的工艺参数具有很好的实际应用价值。