基于纪念币压印成形数值模拟的模具受力分析方法

针对纪念币压印过程中模具受力问题,采用一种自行开发的有限元软件Coin FEM进行数值模拟和载荷映射的分析。首先,通过压印数值模拟获取坯饼在模具作用下的受力数据,讨论了压印成形和模具力分析的实现过程,以及连接这两个过程的边界力映射算法的关键技术。然后将获取的作用力映射到模具上,进而进行模具受力分析。最后,采用商用有限元软件Deform 3D对该压印成形以及模具受力进行数值模拟分析,并与本文提出的方法进行了对比验证,吻合较好。纪念币压印数值模拟的结果表明:通过背景网格进行载荷映射的模具受力分析方法具有可行性。坯饼的模拟结果分布与实验结果保持一致,为坯饼与模具之间的作用力的正确性提供保障。通过载荷映射的方法,可以获得模具节点的受力信息,进而求得模具的应力应变。与商用软件模拟结果相比,所提出的方法显著提高了计算效率并确保了结果的准确性。

冷挤压摩擦对金属变形流动和模具受力的影响

采用Deform-3D软件对不同摩擦状况下反挤压金属变形流动的机理进行分析,探讨了不同摩擦状况下,凹模内壁压力分布及其最大值,凹模内壁压力最大值与凸模单位压力的关系。

空间扭曲的导光条注塑模具设计

导光条的重要特征是导光齿,针对导光齿呈空间扭曲状态分布的长条形导光条模具的开模方向设计难点,提出了基于特征面的法向集合选择模具Z向的方法。先分析零件特征,进行特征面归类,整理归类好的特征面的法向集合,寻找法向的分布规律,根据分布规律确定模具的开模方向范围,再借助零件上其他特征缩小开模方向范围,直至选定合适的开模方向和模具坐标系。在模具结构设计过程中,充分考虑模具受力平衡,设计了瓣合分型+空间大角度抽芯的多层组合式分型机构,最终成功设计了一套一模两件带组合抽芯机构的热流道模具。模具受力平衡,产品质量好。

凸台结构内丝接头的冷镦成形工艺

针对汽车刹车管路中的内丝接头零件,其内部关键部分——凸台结构具有尺寸小、尺寸要求高等特点,采用一种六模六冲的冷镦加工方式进行生产。首先,根据影响凸台成形的关键尺寸因素设计了3因素3水平的正交实验。其次,运用Deform-3D有限元分析软件对正交实验中凸台成形工步的等效应力、等效应变以及模具的受力分布进行分析,计算得到工步2~工步4的变形程度分别为42.7%、66.0%和40.0%。同时,得出多因素对凸台成形的影响程度为预成形凸台深度>法兰高度>预成形法兰上端面至顶面的距离,得到凸台成形饱满、冲头受力最小条件下的最适尺寸组合为预成形凸台深度为9 mm、法兰高度为6 mm、预成形法兰上端面至顶面的距离为11 mm。研究成果为类似凸台件的冷镦成形提供了一定的指导性意见。