劈分角对矩形槽劈挤成形的影响研究

为进一步阐明劈楔几何参数对劈挤成形的影响,以槽宽与槽深均为10mm的矩形槽为研究对象,固定劈刃倾角为30°,主要借助数值模拟方法,研究了45°～120°之间劈分角对劈挤成形的影响。结果表明:劈分角增大,塌角量以逐渐趋于平缓的减小幅度减小,槽口隆起最大高度以逐渐趋于平缓的幅度增加,槽口隆起影响宽度逐渐减小,推出的废料体积基本呈线性增大;劈分角增大,所需成形力峰值逐渐增大,进入稳态变形阶段行程延迟,稳态变形持续行程变短,且起始阶段增大的斜率较大,废料推出阶段成形力下降的斜率变化不大;劈分角增大,变形力下降的拐点出现更早,受力行程缩短,但变形功增大。从工艺应用的角度考虑,劈分角宜取较小值。     

劈楔立棱面倾角对燕尾槽槽口张开的影响研究

介绍了燕尾槽的劈挤成形及劈楔,并针对燕尾槽成形过程中出现的槽口张开现象,在楔头主要几何参数中,固定劈分角为60°,从+30°～-30°范围内取4种劈刃倾角,进行数值模拟试验。结果表明:劈楔立棱面倾角决定了槽断面成形顺序,正值立棱面倾角是造成槽口张开的主要因素,该结果也得到了物理模拟试验验证;为保障劈楔强度,建议立棱面倾角取0°,制造误差应向负方向偏离。     

管坯料内壁多槽劈挤成形折叠成因及规律分析

劈挤成形容易出现折叠缺陷。为了研究管坯料内侧劈挤成形时出现的折叠规律,以内径50.2 mm和外径为57 mm的管坯料为研究对象,劈挤成形出高度为20 mm,槽数为40的内齿槽。在劈分角和劈刃倾角不变的情况下,运用Deform-3D数值模拟软件对成形过程进行了模拟分析,研究了相邻凸模夹角β不变的情况下,劈挤凸模工作面间夹角α和劈入深度h0对劈挤产生折叠的影响。结果显示,在夹角β一定的情况下,α值越大,折叠越严重,且折叠变化越急剧,当α≤30°时,没有折叠;劈入深度h0越小,折叠越严重,当h0≥1.3 mm时,折叠消失。从应用的角度考虑,α宜取较小值,h0应取较大值。     

纯镍热挤压过程中挤压力的数值模拟

在Deform的基础上模拟纯镍热挤压时的变化情况。结果表明:在模拟条件下,挤压力随坯料温度的升高逐渐降低;挤压速度较小时,挤压速度的升高影响坯料温度扩散,软化作用大于加工硬化作用,导致挤压力减小;随着模锥角的增大先减小后增大,模锥角为45°时,挤压力最小;随挤压筒预热温度的提高,挤压力下降速度逐渐变缓,然后趋于稳定。其中模锥角对挤压力影响最大,挤压筒预热温度对挤压力影响最小。     

不锈钢刨槽加工中车削刀片槽型对切屑影响的仿真研究

用车削刀片进行不锈钢刨槽加工广泛应用于家电、工程及装修等行业,刨槽时的切屑形式是影响刨槽质量的重要因素。本文基于金属切削仿真软件Third Wave AdvantEdge,建立了硬质合金车削刀片切削304#不锈钢时的仿真模型。通过模拟仿真及切削加工,验证了全新设计的刀片槽型能够获得刨槽加工时需要的切屑类型。结果表明：刀片槽型几何参数能够影响刨槽加工时的切屑类型,车削模拟仿真与刨槽切削验证试验结果一致,为进一步改进刨槽刀片的槽型提供了参考。同时通过仿真研究还发现,切削温度除受切削速度、进给量和切削深度影响之外,还受前角、刃倾角及排屑等因素的影响。当进给量f从0.1 mm/r提到高0.5 mm/r时,切削温度上升25%～50%;当第一前角增加1°、第二前角增加3°,刃倾角增加8°及槽宽增加0.5 mm时,切削温度降低18%～20%。     

拉拔工艺参数对微型直齿沟槽铜管成形的影响

利用高速充液旋压技术加工出直径为6mm的沟槽管;然后,采用多级拉拔成形方法加工出直径为3～6mm的微型直齿沟槽铜管。在分析其加工成形机理的基础上,重点研究拉拔工艺参数对沟槽管成形的影响规律。结果表明：在微型直齿沟槽铜管成形过程中,随着拉拔成形直径的缩小,壁厚增加,槽深和槽宽均减小;同时,壁厚随着拉拔模具角的增加而减小,而槽深和槽宽随着拉拔模具角的增加而增加;随着拉拔级次压缩率的增大,拉拔力增大,过大的拉拔级次压缩率会导致微型直齿沟槽铜管拉拔成形轴向沟槽产生断裂。随着拉拔模具角的增大,拉拔力先减小后增大,并且存在一个最小值区域。当拉拔模具角α=16°时,拉拔力最小,此为最佳拉拔模具角。     

辊轮飞边槽圆角半径对筒形件辊挤成形质量的影响

为了改善筒形件辊挤成形时的变形均匀性,避免辊挤缺陷的产生,建立了三维实体模型,对纯铝筒体毛坯辊挤成形进行了数值模拟,研究了不同飞边槽圆角半径时辊挤成形的变形行为.模拟结果表明,经过第1道次辊挤成形,随飞边槽圆角半径增大,坯料的变形均匀性因子呈现先减小后增大的趋势,当圆角半径为5 mm时变形均匀性因子最小,变形最均匀;第...     

坯料壁厚对曲线回转外形筒体辊挤成形的影响

针对辊挤成形,利用Deform-3D软件进行数值模拟,研究了坯料壁厚对曲线回转外形筒体成形的影响,分析了辊挤过程中坯料的等效应力以及载荷的特征。结果表明:随着坯料壁厚的增加,变形区面积增加、变形力也随之增大,金属流动越困难,不利于成形;随着坯料壁厚的增加,载荷增大、行程增大、辊挤成形设备承受载荷相对较大,成形设备寿命缩短;壁厚减薄量小于16. 5 mm时,成形初期金属流入飞边槽的体积少,中后期时金属逐渐充满型槽和飞边槽,产生的飞边大小一致,变形均匀;壁厚减薄量等于16. 5 mm时,金属不仅充满型槽和飞边槽,且流向辊缝,得到薄飞边,不利于2道次消除飞边。     

基于数值模拟的窝帽精密成形坯料优化

通过数值模拟分析了窝帽热锻模具和毛坯设计参数对成形载荷、锻件折叠和充不满的影响。数值模拟结果表明:2个初始毛坯的设计均不合理,毛坯体积过小是造成锻件充不满的主要原因。为了避免锻件塌角的同时应尽可能降低挤压力和合模力,余料与锻件的体积比应控制在0.04%~0.35%范围内,余料槽宽度应在3~6 mm之间,且随着余料体积的增加而增加,余料与锻件之间应增设过渡圆角r=2 mm。     

槽的连续局部塑性成形与劈挤

介绍了用于加工槽的各种连续局部塑性成形方法,包括螺纹轧制、横轧与斜轧、分劈、花键轴滚轧、劈分轧制、花键轴/齿轮开模挤压、花键套挤压、槽型换向器整体冷锻、外翅片管挤压—犁削、内/外螺纹管拉拔等。在总结归纳各种方法变形特征的基础上,根据模具工作部分与坯料之间的运动关系,提出槽的连续局部塑性成形可划分为滚轧与劈挤两种基本变形方式。初步给出了劈挤定义,并对几种常见结构槽进行了物理模拟实验验证。初步介绍了劈挤所用模具、变形特征、应用范围。     

Forming process of cross-connected finned micro-grooves in copper strips

Using ploughing-extrusion method, a cross-connected finned micro-grooves structure was formed on the surface of copper strips with thickness of 0.4 mm. The structure was fabricated by making ‘V’-grooves in copper strips and perpendicular ‘V’-grooves on the opposite side that intersect the first set of grooves. Micro pores appear at the intersection of these cross-connected grooves, and micro fins appear on the groove fringes. So it can be defined as ‘pore-groove-fin’ structure. The preferable ‘pore-groove-fin’ structure can be obtained under the condition that the tool edge inclination angle (χγ) is 45°, both the major extrusion angle (γo) and the minor extrusion angle (γ 0′ ) are 30°, both the major formation angle (β) and the minor formation angle (β′) are 10°, the ploughing-extrusion depth (fd) is 0.32 mm and the groove pitch is 0.4 mm on surfaces A and B. The formed included angle of groove A is 70°, and the groove depth is 0.3 mm, while the included angle of opposite perpendicular groove B is 20° with the groove depth of 0.35 mm. The obtained fin height is 0.15 mm, the elliptical pore length is 0.2 mm and the width is 0.05 mm. Experiments show that fd has the greatest influence on the formation of micro pores. Bulges appear on the opposite surface B when the ploughing-extrusion depth on surface A (fdA) reaches a critical value. The ploughing-extrusion depth on surface B (fdB) has great influence on the re-growth of fin structure.     

GH4169异型材单轧槽轧制工艺

采用轧制工艺生产GH4169合金异型材,结合实验条件,基于有限元模拟软件建立了单轧槽少道次轧制过程的三维刚塑性有限元模型。采用异型坯作为坯料,分析了轧制过程中孔型充满度、变形温度、等效应变和等效应力的分布情况。模拟结果表明,采用Φ160 mm×200 mm轧机时,初轧温度为1070℃,断面收缩率为45%,单轧槽两道次轧制成形,孔型充满度良好,等效应变约为0.3~1.4。结合模拟结果,在轧机上进行了热轧实验,轧件厚度满足尺寸要求,宽度比成品小2 mm,没有发生晶粒细化。这主要是由于多火次、多次数轧制,使得加热引起的晶粒长大程度大于小变形量引起的晶粒细化程度,使得晶粒未细化,宽度不够。     

镁合金双向挤压-螺旋变形的数值模拟与实验研究

利用双向挤压与螺旋变形的特性,本研究提出镁合金双向挤压-螺旋复合变形的新方法。采用DEFORM-3D软件模拟分析螺旋角度和凹槽半径对坯料变形过程中累积应变的影响,得出合适的结构参数并加工制造出模具进行实验研究。研究结果表明:双向挤压-螺旋复合变形可极大地提高镁合金变形过程的等效应变,随着螺旋角度和凹槽半径的增大,等效应变值也相应的增大,但不均匀程度有所变大。模具螺旋角为40°和凹槽半径为0.8 mm时,试样可获得良好的等效应变值和均匀的等效应变分布,晶粒组织显著细化。     

气隙热阻对水平连铸Cu-15Ni-8Sn合金组织和成分分布影响

通过在结晶器底部开设圆弧槽形成气隙热阻来改善水平连铸Cu-15Ni-8Sn合金的组织和成分均匀性。首先基于合金水平连续铸造过程的温度场模拟,分析了不同圆弧槽角度、长度和厚度的结晶器结构对合金结晶区温度分布的影响。然后基于优化了圆弧槽结构的结晶器和未开设圆弧槽的结晶器,进行了直径为65mm铸锭的水平连铸工艺试验。结果表明,随着开设圆弧槽的角度、长度及厚度的增加,上部与下部固液界面的相对水平距离缩小,固液界面与棒坯轴向夹角趋于90°,凝固过程中棒坯的温度场均匀性明显提高。相比于不开设圆弧槽的棒坯,当开槽角度为180°、开槽长度为144mm、开槽厚度为5mm时,上部与下部固液界面的相对水平距离仅为未开槽时的7%。由于温度场分布更合理,棒坯上部和下部的组织和成分均匀性得到显著改善。     

安装角度对交叉孔试件振动抛磨效果的影响分析

为探究试件安装角度对交叉孔转接部位抛磨效果的影响,基于离散单元法对交叉孔试件振动抛磨加工工艺进行仿真分析。研究发现：与安装角度为0°,90°时相比,安装角度为45°时,交叉孔转接部位的加工均匀性较好,且转接部位磨损深度的最小值大于安装角度为0°,90°时磨损深度的最小值。基于单因素试验方法,采用ZLC100卧式振动抛磨设备对不同安装角度的交叉孔试件进行抛磨加工试验。结果表明：与安装角度为0°,90°时相比,安装角度为45°时,交叉孔转接部位毛刺的去除效果较好,转接部位倒圆角效果较明显,测得转接部位圆角半径在0.3～0.7 mm范围内,大孔和小孔内侧表面8个区域表面粗糙度归一化值R_a^*有明显的下降趋势,试验得到的结论与仿真分析的结论相符合。     

铜表面纳尺度沟槽织构的摩擦学性能

目的 通过分子动力学（MD）模拟,揭示了纳尺度沟槽织构对单晶铜摩擦磨损的影响机理,为设计高耐磨超声电机（USM）定子材料提供理论指导方法 建立了金刚石-铜摩擦配副模型,首先研究了金刚石下压深度对铜基体摩擦学性能的影响,随后重点研究了铜表面沟槽织构的角度、深度、宽度对摩擦学性能的影响。通过提取摩擦过程中的摩擦因数、磨损原子数目、摩擦界面温度、体系能量、界面间相互作用力以及观察摩擦前后界面形貌变化,从原子尺度揭示沟槽织构对铜的减摩机理。结果 对于无织构铜表面,摩擦因数和磨损率等性能参数随着下压深度的增加而增加;有沟槽织构的铜表面,摩擦因数和磨损率相较于无沟槽织构有显著下降。在沟槽织构与摩擦方向成90°时,效果最佳,摩擦因数下降25%左右,磨损率下降50%。同时,摩擦因数和磨损率还随沟槽深度和宽度的增大而减小。其主要原因是：沟槽织构的引入,使得在金刚石和铜基体的摩擦过程中相互作用的原子数量明显减少,相互犁削和接触原子的数量也减少,从而导致摩擦因数、磨损率下降。结论 在铜表面进行沟槽织构化处理能够减少摩擦过程中的磨损,提高铜基体的耐磨性能。     

Formation of integral fins function-surface by extrusion-ploughing process

1 Introduction The ever-increasing integrity of electronic chips results in high heat flow density, which makes the cooling become the ever more serious[1-5]. The traditional single-scale and simple figure surface heat-function macro-structure can not mee…     

基于Deform的三缸曲轴锻模设计

在分析了42CrMo钢三缸曲轴结构特征的基础上,采用Deform软件,优化了预锻件敷料结构,敷料轮廓由直线相交转变为圆弧过渡,并将夹角由15°优化为20°,降低了模膛应力值;设计了便于变形、分模以及后续配重的余块结构,并在预锻模边缘设计了半开半闭式挤压筒结构,分配了预、终锻变形量,得到了预、终锻模具结构.利用Defor...