丁字臂锻造成形工艺改进及数值模拟

以汽车丁字臂零件为对象,分析了原有锻造工艺过程,根据金属塑性流动理论和设计方法,改进了丁字臂零件锻造成形工艺。采用有限元数值模拟软件对其改进后制坯工艺过程、金属填充状态进行模拟分析,同时对比分析了改进前后终锻等效应变分布和成形载荷。结果表明改进后的工艺提高了零件的材料利用率和模具寿命。模拟结果与实验结果吻合,对实际生产起到了指导作用。     

汽车曲轴终锻模阻力墙新型结构参数试验

提出曲轴锻模阻力墙新型结构,分析阻力墙结构中三个重要参数(高度、间隙、斜度)对终锻成形载荷的影响,运用有限元分析软件Deform3D对曲轴终锻过程进行数值模拟仿真,并采用最小二乘法拟合得到了它们之间的影响规律曲线,为阻力墙的优化设计和提高曲轴终锻模具寿命提供了理论参考。分析影响规律曲线发现：终锻最大成形载荷随终锻模阻力墙高度的增加而升高,在同时考虑曲轴锻件成形质量和模具寿命的情况下,终锻模阻力墙高度的合理取值范围为[10, 30] mm;终锻最大成形载荷随终锻模阻力墙间隙值的增加而降低,合理取值范围为[2.0, 3.5] mm;随着终锻模阻力墙斜度增加,终锻最大成形载荷随之升高,而终锻模阻力墙根部的磨损能得到有效控制,合理取值范围为[0°, 20°]。通过试验对上述结论的合理性与可行性进行了验证。     

汽车前桥空心短轴的热挤压成形工艺数值模拟研究

针对某汽车前桥短轴类零件成形制造中存在的生产效率和材料利用率低的问题,提出并设计了热挤压成形制造工艺。通过正交法设计多组参数条件进行数值模拟,实现了热挤压终成形工步的工艺参数优化,获得了最优的成形效果,达到了提高生产效率、材料利用率以及零件质量的目标。     

薄壁深长筋履带下板体成形工艺研究

为满足履带式装甲车辆高机动性、轻量化的发展需求,对薄壁深长筋履带下板体进行了成形工艺研究。应用DEFORM软件,对下板体的加强筋成形和锻造成形进行了模拟分析,依据分析结果进行方案设计与改进,最终确定了薄壁深长筋履带下板体成形的最佳工艺方案:用65mm×360mm的原料在预锻模膛上轻压一下→终锻→切边→再加热→终锻→切边。     

前滑块锻造工艺分析及数值模拟

分析了前滑块锻件工艺方案及关键技术特点,制定了前滑块预锻、终锻成形工艺方案,采用DEFORM-3D软件对成形过程进行了数值模拟.通过比较分析最终确定了前滑块预锻、终锻的最优方案.模拟结果显示,只有合理地选择坯料形状、制定工步,才能顺利地成形锻件.     

离合器连轴体冲锻成形数值模拟研究

针对目前连轴体生产工艺材料利用率和生产效率低的现状，提出使用冲锻工艺来成形连轴体，以提高材料利用率和生产率。并在板材局部凸柱冲锻工艺加以改进的基础上，通过数值模拟分析了冲锻成形过程中材料的流动、载荷以及应变和温度的分布情况。     

高直臂小间距等厚板材零件步进式冲锻工艺

针对高直臂小间距、不能展平的等厚板材零件,提出了步进式冲锻成形工艺。该工艺先通过冲压成形零件的大间距两直臂,然后通过若干次弯曲工步来缩小两直臂间距直至达到目标值。每次弯曲成形后对工件弯曲变形部位需进行冷锻平整,选择合理的工步数是保证冷锻过程中不出现材料重叠、起皱或破裂等现象的关键。建立了流线型弯曲的数学模型,通过该模型得到每个弯曲工步极限图。采用数值模拟结合试验的方法获得了无工艺缺陷的产品,产品性能优良,生产效率高。该步进式冲锻工艺为成形高直臂小间距等厚金属板材零件提供了新途径。     

大型铝合金壳体锻造成形过程的数值模拟和实验研究

针对某大型铝合金壳体锻件的形状特点,结合实际制造能力,提出一套成形工艺方案。利用有限元数值模拟软件DEFORM-3D,分析了预压坯件形状对终成形效果的影响,研究了摩擦因数、锻造速度、始锻温度对终成形最大载荷的影响规律,解析了该大型铝合金壳体成形过程的4个阶段。通过数值分析和实践经验得出了合理的坯件形状、模具形式及成形工艺参数,消除了成形中可能出现的缺陷,并将成形力控制在250MN以内,研究内容最终得到了实验验证。     

汽车前悬架三角臂冲压成形数值模拟分析

汽车悬架系统需要能承受来自路面反复冲击载荷,为了制造出符合设计目标的汽车悬架三角臂零件,选择合理的工艺路线实现零件成形,应用板料成形模拟软件Dynaform对QStE500TM材料的三角臂零件成形工艺进行动态数值模拟与计算,在模具制造前预估冲压成形过程中坯料厚度及应力等变化。后处理分析结果表明冲压成形结束后没有拉裂痕迹,整体材料变形处于可行区域,但局部边界有起皱风险,翻边局部区域厚度有明显变化,主应变、次应变、边界材料流动及应变矢量均处于合理范围;也验证了零件冲压成形工艺路线的可行性,对零件结构优化和加工制造提供了参考依据。     

深孔件毛坯成形工艺技术改造研究

分析了深孔件毛坯现行成形工艺造成材料利用率低、良品率不高的状况及原因，对该毛坯成形工艺进行了技术改造和工程优化，并进行了计算机数值模拟和工厂试验验证，二者结果相吻合，证明工艺优化方案是切实可行的。     

基于制造成本的某纵梁冲压工艺方案研究

为解决纵梁类零件按照传统拉延工艺方案制备时材料利用率低、制造成本高的问题,以某汽车纵梁为研究对象,根据其形状特征制定了复合成形的工艺方案,并利用AutoForm软件对纵梁进行成形性模拟。结果表明,采用复合成形的工艺方案能够有效地控制纵梁类零件回弹的缺陷,提高了材料利用率,降低了制造成本。该工艺方案对纵梁类零件的实际生产有重要的指导作用。     

房车转向节整体模锻关键技术与模具装置研发

房车转向节轮廊尺寸大、结构极其复杂,目前采用的分体制造技术存在材料利用率和生产效率低、产品性能差的问题。为此,提出了转向节整体模锻成形的工艺方案,着重研究了其关键工序弯曲成形的工艺优化并进行了专用模具装置开发。采用经典塑性成形理论、有限元数值模拟和试验相结合的方法,分析了弯曲过程的应力应变状态、金属流动和损伤分布。工艺试验结果表明,所提出方案合理,实现了以整体模锻取代分体制造,材料利用率由约45%提高至70%以上,生产效率提高4~5倍。     

转向螺母多向联动加载成形工艺研究

转向螺母是汽车上复杂异形非圆齿形零件,结构形状复杂,需要多个方向产生变形,各部分变形量不同,成形难度大。在分析其结构形状特点和成形难点的基础上,提出了多向联动加载成形工艺。该工艺在成形过程中,各凸模加载顺序、速度、行程根据材料流动和充填情况进行联动控制,控制材料主动向需要的地方流动和填充,进而提高材料充填性和降低成形力。利用有限元软件对该工艺成形过程中的金属流动规律、材料填充状况、应力分布、成形力进行了数值模拟分析。对转向螺母的多向联动加载成形工艺和顺序加载成形工艺进行了对比分析,多向联动加载成形工艺比顺序加载成形工艺成形力降低了28%。对多向联动加载成形工艺进行了成形试验,成形出的转向螺母充填饱满,尺寸符合图纸要求,未出现锻造缺陷,并进行了小批试制。试验结果表明该工艺具有可行性和实用性。     

管件液压成形工艺的数值模拟和实验研究

以汽车发动机托架横梁部件为研究对象,通过有限元模拟和实验研究,分析了其液压成形过程。首先,基于对零件结构和材料力学性能的分析制定了液压成形工艺,而后结合数值模拟结果对成形工艺参数进行了优化。最终,利用优化的工艺参数试制成功,获得了符合要求的零件,从而验证了数值模拟结果的准确性。     

基于有限元逆向模拟技术的预成形模具设计

介绍了基于刚一粘塑性有限元方法的正向和逆向模拟技术,并将该技术应用于链轨节锻件的复杂锻造工艺的预成形设计,实现了从理想形状的终锻件设计预成形件和预成形模具的目标。所设计的预成形件和预成形模具降低了终锻模具的磨损,提高了材料的利用率,保障了预成形件在后续模具中的定位稳定性,井应用于生产实际,取得了较好的经济效益。     

齿轮轴楔横轧齿形不饱满和塌边现象分析及其解决

应用楔横轧技术生产齿轮轴,生产效率、材料利用率高且强度得到提高。笔者应用Deform软件对楔横轧齿轮轴成形过程进行数值模拟研究,针对成形过程中出现的齿形不饱满和塌边现象进行了机理分析并提出了相应的模具设计和工艺参数的改进方案。数值模拟实验表明齿形不饱满和塌边现象得到了圆满解决。     

基于FEM的汽车前梁内高压成形工艺研究

对典型空心构件汽车前梁内高压成形工艺进行了数值模拟研究,基于弹塑性有限元法和BT壳元理论建立计算模型并进行动力显式求解,分析了主要工艺参数———管坯尺寸和内压加载路径对成形质量的影响。模拟结果表明,采用管径55mm及低压合模、高压整形双线性加载路径时能显著控制起皱、破裂缺陷的产生,成形质量较理想。可见,合适的工艺参数能改善内高压成形过程中材料的分布、提高材料的成形极限、控制缺陷产生并提高产品质量。     

轿车发动机罩外板拉深成形数值模拟研究

通过对冲压成形过程进行数值模拟,可以预测成形过程中的材料流动趋势和应力应变分布,从而实现工艺参数的优化.基于数值模拟技术,对汽车发动机罩外板的拉深成形过程进行了研究.分别采用方板毛坯模型和剪角板毛坯模型对发动机罩外板的拉深成形过程进行分析,结合数值模拟结果和理论分析,得到了更为合理的板料尺寸,同时得出了相关的拉深成形工艺参数,该研究对实际生产具有一定的指导意义.     

差速器壳体锻造工艺研究

为提高差速器壳体的模具寿命,本文研究了该零件在80kJ电液锤上的锻造工艺。结果表明,由于预锻工艺设计不合理,锻模表面温度显著上升,模具容易出现热裂纹。本文优化了预锻工步设计,提出了25MN螺旋压力机模锻的新工艺。数值模拟结果表明,新工艺可以降低终锻模膛的表面热应力和磨损速度,提高模具寿命。     

螺旋台阶零件多步成形过程数值模拟

鉴于零件对材料增厚及表面质量没有严格要求,采用无压边拉深来完成零件螺旋台阶面的成形,不仅模具结构简单,而且材料利用率高.围绕零件成形难点部位,以特征点的形式详细分析了拉深成形过程中特征区域的应力、应变、厚度和成形极限等模拟结果.在分析拉深工序的基础上,进一步对零件进行多工步模拟分析.结合等效塑性应变、厚度分布及成形极限等信息分析了其它工步作用过程中的变形特点.通过数值模拟结果与实际冲压结果的对比,验证了多工步数值模拟结果的有效性.