基于数值模拟的汽车深孔螺母件反挤压冲头磨损性能研究

针对某深孔螺母零件一次挤压成形过程中出现的冲头磨损严重、更换频繁、报废率高的问题,提出了在冲头表面涂层,同时改进冲头结构,以达到冲头磨损最小化的目的。基于数值分析软件DEFORM-3D,建立了冲头磨损模型及挤压仿真模型,研究了未涂层冲头、单一涂层冲头和不同膜厚的TiN-TiCN复合涂层冲头在挤压过程中的磨损情况,并采用正交试验法对关键冲头参数进行优化。结果表明:未涂层冲头磨损最为严重,膜厚为4μm的TiN-TiCN复合涂层冲头的磨损最小;当冲头前角为8°、过渡角为33°、圆角半径为0.2 mm、头部外径为Φ19.46 mm时,冲头的磨损量最小。经实际验证,采用涂层技术及最优参数的冲头,其使用寿命提高了5.5倍。

汽车用法兰面螺母冲孔仿真试验及优化

针对企业实际生产中遇到的六角法兰面螺母冲孔过程中下冲头磨损严重的问题,利用有限元软件DEFORM-3D对法兰面螺母的冲孔过程进行了仿真模拟,重点进行模具参数方面的优化。建立了Archard磨损模型及SCM435钢的本构模型,基于动态模拟结果,直观地分析了冲孔过程中下冲头的磨损机理。结合仿真结果,以下冲头的磨损量为优化目标,选取若干关键因素作为仿真试验因素,建立了多水平的正交试验,依据仿真结果分析了各试验因素的关键性,通过极差及方差分析获得了六角法兰面螺母冲孔过程的最优工艺参数以及下冲头的最优结构,并根据最小磨损量预估了下冲头的使用寿命。最后,进行了模具的试制及试模生产,获得的六角法兰面螺母质量较好,下冲头磨损速度明显降低,有效地降低了企业的成本。

基于正交试验法的齿类温锻件冲孔工艺优化

冲孔作为齿类温锻件生产过程中必不可少的一道工艺,其冲头磨损一直是冲头失效的主要形式,严重影响冲头使用寿命。以某双离合自动变速器的二档从动齿温锻件冲孔过程作为研究对象,分析了齿类温锻件冲孔过程中影响冲头模具寿命的主要因素,并将冲头最大磨损量作为表征冲头使用寿命的参数。通过正交试验和有限元模拟相结合的方法,定性分析了冲孔过程各工艺参数对冲头磨损的影响规律,并最终确定齿类温锻件的最优冲孔工艺。经过实际生产验证发现,优化后的冲孔工艺将冲头模具的使用寿命由原有的4000件左右提高至接近9000件,有效地提高了冲头的使用寿命。