火锅菜盆复合模设计

根据火锅菜盆的尺寸、结构和材料厚度,对其冲压工艺进行分析,并设计了“落料+第1次成形+拉深”复合模、第2次成形单工序模、侧冲孔单工序模。在复合模中,120°的斜边可视为拉深工序的压边圈,将第1次成形120°夹角的工序排在拉深工序前。在第2次成形70°夹角的单工序模的下模中设计了活动顶板,与上模的成形凸模将120°的斜边压住,防止120°的斜边变形。在“落料+第1次成形+拉深”复合模和第2次成形单工序模中,在下模成形零件的底部设置橡胶垫块,在上模向下运动时橡胶垫块的弹力将材料顶住,同时给上模向下运动腾出空间,防止模具零件卡死。

深轮辐齿坯多工位闭式模锻材料流动规律研究

探索闭式热模锻成形时材料的流动规律是控制充填不满等成形缺陷、获得高精度模锻件的理论基础。针对深轮辐齿坯件热模锻成形时易出现填充不满的问题,以某SCr420H深轮辐齿坯为研究对象,基于齿坯件结构分析,设计了“下料-加热-镦粗-预锻Ⅰ-预锻Ⅱ-终锻”的多工位闭式热模锻工艺方案;基于Deform软件,构建了深轮辐齿坯件多工位闭式热模锻全流程有限元模拟模型;采用试验验证了有限元模型的可靠性,并对多工位闭式热模锻成形过程中材料的流动规律进行了研究。结果表明:镦粗比为3.7时,可获得外形良好的圆饼形预制坯,镦粗时受上下表面摩擦效应的影响,材料径向流动不均匀,在坯件腰部出现鼓形;预锻Ⅰ工位成形出用于定位的底面内凹结构,同时减小了后续工位材料填充难度;预锻Ⅱ和终锻成形时的材料流动规律相似,成形前期材料集中流向轮缘部分、成形中期主要流向轮毂部分、末期流向圆角处;终锻成形时未出现材料填充不满的缺陷,在成形后期,少量金属材料从终锻上下模的导向间隙中流出,形成纵向飞边。通过生产试验,成形出填充良好的深轮辐齿坯件,模拟数值获得温度与实际生产数值最大误差不超过3.15%,纵向飞边高度小于0.5 mm,零件各尺寸偏差均小于0.2 mm,验证了所设计多工位闭式模锻工艺的合理性。

TC4钛合金复杂曲率蒙皮热成形失稳缺陷及消除方法

为解决钛合金复杂曲率板材零件的高精度成形技术性难题,以厚3.0 mm的TC4钛合金薄壁复杂曲率蒙皮作为研究对象,利用PAM-STAMP有限元分析软件对蒙皮零件进行热成形工艺仿真与分析。结果表明:仿真预测结果与试验结果均表现出零件会产生褶皱或死褶缺陷,导致零件无法正常交付使用。基于仿真数据,分析了复杂曲率蒙皮零件成形失稳缺陷的产生原因,采用一种新方法为零件热成形模具设计了压边装置,优化了成形效果。经实际生产验证可知,优化后的模具结构可以有效解决成形过程中产生的成形缺陷,成形后表面质量好、材料厚度分布均匀,且型面精度满足设计和装配的使用要求。

铝合金壳体精密成形回弹控制工艺优化

目的精确控制铝合金壳体成形回弹角度,对铝合金壳体成形工艺进行优化。方法针对影响回弹角度的多个成形工艺参数(保温成形温度、模具间隙、摩擦因数和压边力)进行单变量逐步优化研究。结果随着保温成形温度的升高,壳体回弹角度因流变应力的降低和校正力的升高而逐渐降低;随着模具间隙的增大,可变动模具的圆角半径增大,板材贴合模具程度降低,壳体回弹角度逐渐增大;随着摩擦因数的增大,板材加工的形状与模具更契合,成形后回弹的角度降低;随着压边力的增大,板材内/外表面间的应力差大大降低,回弹角度逐渐降低。结论通过多个参数的逐步优化,获得最终优化工艺参数如下:保温成形温度为310℃,摩擦因数为0.15,模具间隙为1.1 mm,压边力为12 kN,对应的回弹角度为7.027°。

汽车覆盖件冲模平台柔性化开发与实践

基于汽车门盖类零件开卷落料模和拉深模在传统开发方式中存在无法实现柔性共用的缺点,研发了针对开卷落料模的切断分离共用模座和1套针对拉深模的标准模座,分析了这2种结构的特点以及相较于传统结构的优势,并举例进行实际应用说明。通过这2种结构实现了成形类模具的柔性共用,降低了模具开发成本,提高了工作效率。

新能源汽车驻车齿形板精冲级进模设计

介绍了新能源汽车驻车系统中使用的小模数齿形板的精冲级进模设计,利用多次整形修边的方法,实现精冲剪切面无撕裂的小模数齿形零件的制造,以替代传统的机加工工艺,提高了零件的生产效率,降低了生产成本。

新能源汽车后雾灯散热器机械加工工艺设计

以某款新能源汽车中的后雾灯为机械加工研究对象,通过对后雾灯散热器零件的原材料、尺寸几何精度、表面质量和使用功能要求等进行逐一分析,牢牢抓住产品零件上76根散热小圆柱的成形作为设计的重点,经过多种可行加工方案的优化比较,选择了从冷挤压模具成形→冲裁模具冲压加工→数控铣削加工的主要加工工艺路径,并对实际生产过程中出现的质量缺陷进行分析并加以解决。实际生产证明,该后雾灯散热器的机械加工工艺设计合理可行,所生产的产品符合图纸技术要求,能够满足大批量生产的需求。

冲头刃口形状对冲裁的影响研究

目的研究不同冲头刃口形状对冲裁变形过程和冲头磨损情况的影响。方法采用有限元方法和实验分析了相同工况下平冲头、台阶状冲头和屋顶状冲头对坯料冲断行为的影响,以及不同刃口形状的冲头在冲裁后的磨损情况。结果冲头结构的改变使冲裁过程发生了变化,影响了冲裁时坯料内部的应力–应变分布、峰值冲裁力、裂纹扩展速度、弹性应变能和冲头单次磨损深度。屋顶状冲头在冲裁时峰值冲裁力最低,较平冲头与台阶状冲头的峰值冲裁力分别降低了15%、10%,坯料最早起裂,也最快完成断裂,坯料的高应力区域集中在凹模刃口,且该冲头冲裁时坯料内储存的弹性应变能最多,冲头工作区的单次磨损深度最小,较平冲头与台阶状冲头的单次磨损深度分别降低了84%、80%。结论屋顶状冲头使坯料在断裂前发生了更大的拉伸变形,储存了更多的弹性应变能,坯料在拉伸状态下发生了剪切变形,冲裁力更小,高应力分布的改变降低了冲裁时坯料对冲头侧面的压力,冲断后的坯料发生弹性恢复,可防止冲头回程时坯料抱紧冲头造成的二次磨损。

后法兰盘翻孔翻边复合成形工艺研究

研究了汽车消声器后法兰盘内孔翻孔和外缘翻边采用复合模成形时的质量问题,首先利用Dynaform有限元软件分析各单一工艺参数对成形质量的影响,确定主要的影响因素,然后针对各主要因素进行正交试验设计,采用极差法分析各因素的影响顺序和显著性,以最小壁厚取值最大、内孔翻孔高度和外缘翻边高度分别满足(15.2±0.5)mm和14.2-1.0+0.5mm要求选取最优工艺参数组合。最终将选取最优工艺参数组合进行试模,获得的法兰盘最小壁厚为2.187 mm,内孔翻边高度为14.9 mm,外缘成形高度为13.8 mm,零件成形质量良好,没有出现开裂与起皱。应用基于正交试验设计方法预测和控制成形质量,减少了试模次数,降低了生产成本,为此类零件的研究提供了参考。

帽形件链模成形坯料线预示方法

针对链模成形工艺的特点,基于一步逆成形法提出了帽形件链模成形坯料线预示方法,该方法分析了帽形件成形前后的几何关系、计算了链模成形力和纵向拉力,并将纵向拉力等效到帽形件端面边界上,然后基于虚功原理建立了内外力平衡方程,根据线弹性反向变形理论获得了帽形件链模成形坯料线预示算法的迭代初始解,最后使用Newton-Raphson迭代法求解方程获得了帽形件坯料线。对某一车型梁形件的链模成形进行了有限元仿真与试验,验证了帽形件链模成形坯料线预示方法的准确性。

6061铝合金飞机溢油口拉深成形研究

目的掌握深腔薄壁溢油口拉深成形工艺,解决拉深成形过程中起皱和破裂问题,研究各参数对拉深成形的影响规律,最终成形出合格产品。方法以6061铝合金飞机溢油口为主要研究对象,采用Dynaform有限元数值模拟软件建立有限元模型,分析成对拉深成形对材料流动的影响并与单一拉深成形进行对比,通过改变毛坯外形尺寸、凹凸模间隙和压边力等参数进行拉深成形模拟试验研究,最终通过拉深成形试验验证成形方法及各参数设置的合理性。结果成对拉深成形能限制单一拉深成形圆弧开口位置材料收缩,改善开口处起皱和变形缺料的现象。随着凹凸模间隙的增大,最大减薄率逐渐降低而后升高,最佳成形凹凸模间隙为1.05t;随着压边力的增大,最大减薄率逐渐升高,最大增厚率逐渐降低,最佳成形压边力为50 kN;凹模圆角半径小于7 mm时,板料最大减薄率逐渐减小,半径为4 mm时,最大减薄率下降最快,半径在7~8 mm范围内,板料最大减薄率趋于平稳,最佳成形凹模圆角半径为7 mm。结论模拟得到了毛坯外形尺寸、凹凸模间隙和压边力等参数对拉深成形的影响规律,最终制造出了满足设计要求的产品,验证了各参数设置的合理性。

弹性模邵尔硬度对拼焊板成形过程非均匀变形行为的影响

针对拼焊板两侧材料力学性能差异造成的非均匀变形问题,提出了通过调节弹性模邵尔硬度来提高其均匀变形能力和整体成形性。开展了不同加载工况下SS316/SS304拼焊板弹性模胀形实验,通过数字化图像相关技术获取了板材构型和应变分布,采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件模拟分析了弹性模压力场和板材应力场。基于实验以及有限元分析结果,研究了弹性模邵尔硬度、拼焊板材质和板材壁厚等因素对金属拼焊板成形性能的影响规律。结果表明,随着弹性模邵尔硬度的增加,拼焊板的极限胀形高度降低,两侧胀形高度差值也减小,弹性模邵尔硬度为50~70 A时,板材的成形均匀性最好;弹性模/板料界面压力随弹性模邵尔硬度的增加而增大,导致SS316和SS304板料侧的应力比α从等双拉应力状态(α=1.0)向单轴应力状态(α=0)转移;而焊缝处的应力比α表现出先减小后增大的趋势,这与成形末段高邵尔硬度弹性模胀形件变形向中心区域的集中有关,是拼焊板极限胀形高度随弹性模邵尔硬度的增加而降低以及非均匀性减少的原因。

精密箔垫冲裁成形模设计

针对PbSn4.5~2.5精密箔垫冲裁成形后表面存在折、皱、包、点等问题,采用聚氨酯橡胶冲裁模未解决此类零件存在的技术缺陷,对现有技术进行改进,冲裁时增加放置于凸凹模和箔料之间的辅助冲裁垫。生产实践表明,增加辅助冲裁垫后,聚氨酯橡胶模成形的零件表面光洁平整,满足质量要求。

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.

冷冲模中常见的落料模形式

在冷冲压制件的落料成形工艺中,根据制件形状的不同、客户需求及生产方式的不同,落料模的工艺排布也不同。介绍了几种常见的落料模方式及优缺点,对选取落料方式及结构设计有一定借鉴意义。

一种静音落料模滑废料结构设计

针对落料模滑落废料时,废料滑落噪音太大的问题,设计了一种静音落料滑废料结构,本结构较普通的落料模滑废料结构,更为自动化,且在减少噪音的同时,增加了安全性。本结构适用于各类滑废料模具。

后地板短工序冲压工艺及模具结构设计

为了降低冲压模具开发成本,以某车型后地板为研究对象,分析了制件结构特点和冲压工艺性。通过将修边与落料集成,以及采用“成形+翻边”集成工艺代替“拉伸+翻边”工艺,实现了后地板冲压工艺方案的两工序化,获得了外观成形质量良好、精度合格的制件。实践证明,两工序冲压工艺方案不影响制件品质并可有效缩短冲压模具工序数量,从而能节约冲压模具以及制件生产成本,提高生产效率,降低模具开发费用,取得了明显的经济及环境效益。

左右滑动臂共取多工位级进模设计

基于左右滑动臂两件共取的级进模设计实例,详细阐述了级进模设计的思路,以及实现两件共取的方案。通过具体案例的介绍,对模具设计过程中的排样设计、冲裁设计、半冲设计、毛刺处理、及出料设计等工序进行了详细的说明和介绍,同时两个不同部件共取的方案可以缩减成本、提高经济效益。对于同类部件的设计及加工起到一定的参考及指导作用。

铁路货车脚蹬体A加工方法研究

针对铁路货车脚蹬体A的整体加热导致的变形问题,文中设计了3种工装、设备。形成了一套新的加工工艺,解决了原加工工艺中在特征精度和生产效率方面存在的问题。该工艺采用电磁感应加热元件对工件进行局部加热后再成形,并实现此过程的自动化。实际应用表明,该方法提升了脚蹬体A的生产效率,提高了工艺质量保障能力。

闭挤式精冲工艺及其成形规律

针对存在的低塑性和高厚度零件难以精冲成形问题,提出了闭挤式精冲的概念和工艺方法,并阐述了该工艺的过程、原理和特点;设计了该闭挤式精冲工艺实验模具并用该工艺在低塑性材料YL12上精冲出了Φ15mm、高13mm的高尺寸精度和低粗糙度的圆柱形零件。最后分析了变形区材料的流动规律和产品品质与坯料的关系。结果表明:精冲件外表面的光亮带大小随外环填充率增大而增大;内表面比外表面容易形成100%光亮带;试件表面的光亮带大小还与坯料厚度和模具主、副凹模凹坑深度的匹配有较大关系。