内螺纹挤压关键技术

目的研究内螺纹挤压变形规律及扭矩变化规律。方法通过设计内螺纹挤压丝锥,包括丝锥的小径、中径、大径和铲磨量,建立M12~M24内螺纹挤压丝锥的三维模型,在此基础上,通过对M12~M24内螺纹挤压过程进行数值模拟,以M18-2.5内螺纹挤压成形过程为例,分析冷挤压变形过程及其扭矩变化规律,并比较M12~M24挤压丝锥挤压成形仿真最大扭矩和理论最大扭矩。结果在内螺纹冷挤压数值模拟中,变形过程及扭矩变化和理论一致,仿真最大扭矩变化范围为37~190 N·m,理论最大扭矩的误差为3%~13%。结论数值模拟方法可以为最大扭矩的计算及内螺纹冷挤压设备的设计提供一定指导。

铝合金螺纹挤压加工载荷仿真及刀具参数优化

面向汽车发动机箱体类零件生产线中的螺纹挤压成型工艺过程优化,基于加工过程有限元仿真和实验验证分析刀具载荷因素影响,优化刀具结构参数。基于Deform-3D实现A356铝合金工件螺纹挤压成型有限元建模仿真,求解加工过程刀具载荷数据,结合多组加工参数下的工件螺纹加工实验验证了仿真模型有效性。基于正交试验法获取多组仿真载荷数据,结合极差法分析刀具结构参数对刀具扭矩和轴向载荷的影响,结果表明:丝锥截面棱边数对挤压扭矩影响最为显著,棱齿铲磨量对挤压轴向力影响最显著。面向自动化生产线螺纹加工的刀具寿命提升和加工能耗控制,以降低刀具扭矩和轴向力为目标,通过仿真试验进行了刀具结构参数寻优,有效提升了刀具性能,缩减了刀具优化设计时间和成本。

冷挤压工艺参数对内螺纹疲劳寿命的影响试验研究

为研究冷挤压加工工艺对42CrMo4高强度钢内螺纹疲劳性能的影响,借助ABAQUS非线性动力学软件和FE.SAFE疲劳分析软件进行联合仿真,建立冷挤压内螺纹加工模型和疲劳寿命仿真模型,分析冷挤压内螺纹残余应力的分布,探讨底孔直径、丝锥锥角和摩擦因数等典型工艺参数对冷挤压内螺纹疲劳寿命的影响。开展切削与冷挤压内螺纹的疲劳性能测试,分析内螺纹冷挤压加工工艺的强化机理。结果表明:冷挤压内螺纹的疲劳寿命明显优于切削内螺纹,是因为经过冷挤压加工,残余应力场的存在使螺纹表面疲劳源的位置由表层转移至螺纹内部的过渡部位。减小工件底孔直径能明显提升疲劳寿命,但过小的底孔直径会导致疲劳寿命下降;增大丝锥的锥角有助于改善挤入面的疲劳寿命;过大的摩擦因数会降低冷挤压内螺纹的疲劳寿命。

内螺纹低频振动冷挤压振动加工装置动力学仿真分析

基于Adams对自行设计的内螺纹低频振动冷挤压振动加工装置进行动力学仿真,并以振动杆角位移变化情况考察内螺纹低频振动冷挤压加工过程中挤压丝锥棱齿的角位移变化情况。建立该装置动力学仿真模型;基于单因素试验和正交试验方法获得该振动加工装置参数(包括振动板相对振动杆旋转中心高度、激振力和激振频率)对振动杆角位移变化幅度的影响规律。仿真分析表明:随着振动板相对振动杆旋转中心高度增大、激振力增大及激振频率增大,振动杆角位移变化幅度均呈增大趋势。激振力变化对振动杆角位移影响最显著,其次是激振频率,最后是振动板相对振动杆旋转中心高度。

挤压丝锥结构参数对内螺纹冷挤压成形过程扭矩的影响

将内螺纹冷挤压成形过程分为三个主要阶段,并将成形过程扭矩最大值作为标定整个成形过程扭矩的指标,得到其理论计算公式,并在得到试验验证的基础上,研究分析了挤压丝锥各结构参数(挤压锥部长度、校正部长度、挤压锥角、铲背量、棱齿数、大径及螺距)对其成形过程扭矩的影响规律。

内螺纹低频冷挤压振动加工装置设计

针对内螺纹冷挤压成形加工工艺设计出一套低频振动加工装置。通过该装置对挤压丝锥施加低频振动,从而改善挤压区的恶劣环境,进而达到降低挤压温度、挤压扭矩、促进冷却润滑液进入挤压区和减少挤压丝锥折断的目的。首先,给出该装置的总体方案,并对其中的振动源选取和振动杆、振动板、固定板和底座的设计给予详细说明;其次,基于Adams对该装置进行动力学仿真,通过获得的振动板振动位移曲线和振动杆的角位移曲线,表明该装置可以对挤压丝锥施加振动,使其产生微小的圆周方向振动,进而达到内螺纹的振动冷挤压加工。

基于遗传算法优化BP神经网络的内螺纹冷挤压质量预测

为了预测不同工艺参数下的挤压扭矩、挤压温度及螺纹成形质量,基于MATLAB搭建了BP-GA神经网络预测模型,利用遗传算法对BP神经网络权值和阈值进行优化,使预测结果更加精确。结果表明:BP-GA神经网络预测模型对内螺纹冷挤压过程中的挤压扭矩、温度和牙高率的预测精度较高,挤压扭矩的试验值与预测值误差为10%~15%,挤压温度的试验值与预测值变化趋势一致,牙高率的试验值与预测值误差小于5%。该方法能够实现对内螺纹冷挤压过程中主要参数的预测,有效提高内螺纹挤压质量,降低实际加工成本。

不同挤压速度下冷挤压内螺纹振动信号研究

研究了在不同挤压速度下,冷挤压内螺纹振动信号的变化规律,进而从振动信号方面解释不同挤压速度对冷挤压内螺纹的挤压扭矩的影响。研究结果表明,随着挤压速度的增大,挤压丝锥的振动也相继增大,振动信号的频率从低频向高频移动,振动信号能量主要分布在625～1250Hz范围内,且在振动信号中,该频率所占的能量越多,越有利于挤压扭矩的减小。

汽车发动机部件螺纹挤压加工底孔尺寸优化

螺纹挤压成型工艺广泛应用于当今汽车发动机制造业,其底孔尺寸直接影响成型螺纹精度和机械强度。为提高汽车发动机内螺纹加工质量,基于有限元仿真对螺纹挤压加工的底孔尺寸进行优化,为螺纹制造过程底孔尺寸参数寻优提供参考。应用Deform-3D软件进行压铸铝合金工件螺纹挤压成型数值仿真,预测螺纹成型尺寸及加工载荷。进而构建底孔尺寸-螺纹尺寸回归模型,面向螺纹制造精度要求优化底孔尺寸范围。考虑汽车发动机部件薄壁结构易变形性质,以发动机缸体螺纹加工为案例,基于有限元仿真分析不同壁厚、底孔尺寸条件下螺纹加工过程弹性变形误差,最终结合生产加工试验验证了本研究方法的准确性和实用性。

工件底孔直径对冷挤压内螺纹振动信号的影响

通过研究不同工件底孔直径下冷挤压内螺纹的振动信号,并对其在时域、频域及时频域上的分析,研究了在不同工件底孔直径下,冷挤压内螺纹振动信号的变化规律,进而从振动信号方面解释不同工件底孔直径对冷挤压内螺纹的影响。研究结果表明,随着工件底孔直径的增大,振动信号的振动幅值相继减小,振动信号的频率从高频向低频移动,振动信号能量主要分布在625～1250Hz范围,且振动信号的总能量不断减小。

基于正交试验的内螺纹冷挤压工艺参数优化

为了获得内螺纹冷挤压最佳工艺参数,采用数值模拟方法分析了挤压过程中的金属流动规律和工件应力分布,通过正交试验获得了工件底孔直径、挤压速度和摩擦系数对挤压过程中挤压扭矩和挤压温度的影响。结果表明,以挤压扭矩为优化指标时,各影响因素的主次顺序为:底孔直径>摩擦系数>挤压速度,最优工艺参数为:底孔直径Φ7.40 mm,挤压速度120 r·min^(-1),摩擦系数0.08;以挤压温度为优化目标时,各影响因素的主次顺序为:挤压速度>底孔直径>摩擦系数,最优工艺参数为:底孔直径Φ7.40 mm,挤压速度30 r·min^(-1),摩擦系数0.08;综合试验结果获得最佳参数组合,并以此进行试验,结果表明,优化后的挤压温度和挤压扭矩大幅降低,可有效延长丝锥使用寿命,提高螺纹成形质量。

LabVIEW和MATLAB混合编程在内螺纹冷挤压信号分析中的应用研究

为了方便对内螺纹冷挤压过程中的温度信号、扭矩信号和振动信号进行时域、频域和时频域上的分析,开发了一个利用LabVIEW和MATLAB混合编程技术实现对内螺纹冷挤压信号进行分析的软件。该软件将LabVIEW的友好界面和计算机图形化的优势与MATLAB强大的数据处理分析能力有效结合起来,结果表明该分析软件使用方便简单且有效可靠。

挤压内螺纹在电子产品中的应用研究

通信电子设备中,铝合金屏蔽盒在电磁屏蔽中起到了举足轻重的作用,应用较为广泛。用普通加工方法在铝合金屏蔽盒上加工小螺孔时,易出现螺纹烂牙、丝锥粘牙,并经常出现“滑扣”问题。通过大量的试验,对挤压螺纹加工工艺方法进行了研究,突破了常规加工的传统习惯,改善了螺纹的联结强度,进一步提高了通信电子设备的可靠性,并推广应用到其它有色金属加工和黑色金属薄板料螺孔加工。其适用性广泛,在通信电子设备中应用前景广阔。

内螺纹冷挤压成形过程仿真及试验研究

为了获得较好的内螺纹冷挤压成形质量,对内螺纹冷挤压工艺进行研究,寻求内螺纹冷挤压最优的工艺参数组合。建立了内螺纹冷挤压三维模型,采用有限元模拟和试验相结合的方法研究了内螺纹底孔直径、挤压速度和摩擦系数与成形质量及工作扭矩之间的关系。通过数值模拟得到内螺纹底孔直径与牙高率的关系,获得了4种不同挤压速度下挤压扭矩和挤压温度的对比曲线,以及摩擦系数对挤压扭矩和挤压温度的影响规律。仿真和试验结果表明:挤压M8 mm×1.25 mm的内螺纹时,预制底孔直径为Φ7.37~Φ7.42 mm,挤压速度为15~30 r·min^-1,挤压成形的内螺纹的牙形饱满,连接强度好;此外,挤压过程中采用矿物油润滑,可以降低挤压扭矩,且挤压成形的内螺纹表面质量好。

大导程螺母的内螺纹冷挤压加工工艺研究

针对大导程螺母难磨削的技术缺陷,提出了一种内螺纹冷挤压的成形加工方法,设计了一种专用的挤压丝锥结构,分析了影响冷挤压加工质量的几个因素。以M10-1. 5内螺纹挤压成形过程为例,利用有限元仿真软件DEFORM,分析了冷挤压过程中的应力、应变及其扭矩等的变化规律,对比理论计算与仿真分析结果,验证了模拟仿真方法确定挤压过程中最大扭矩的正确性。

内螺纹冷挤压加工工艺设计系统研究

首先对挤压丝锥的设计和加工工艺参数的设计进行了研究,建立了内螺纹冷挤压输入模型、挤压丝锥结构模型和内螺纹冷挤压加工工艺模型。然后通过对业务功能需求的分析,建立了系统的体系结构。通过对加工工艺设计过程的具体分析,划分了系统的用户角色并给出了系统的业务流程。最后给出了系统挤压丝锥结构设计和工艺参数设计的应用实例。

发动机连杆挤压内螺纹微观流变特性及应用分析

连杆螺栓在发动机工作过程中既要承受往复惯性力和离心力产生的交变载荷,还要承受附加的弯曲载荷,因此连杆内螺纹性能好坏直接关系到设备的可靠性、安全性及使用寿命。通过对挤压螺纹的宏观结构、微观流变特性以及齿尖、侧壁、齿槽表层不同深度显微硬度的测定,分析了不同部位处晶粒结构变化、表层变形情况及金属流线组织结构变化。最后通过对实际连杆断裂问题的分析及挤压螺纹应用后对问题解决的阐述,验证出挤压螺纹的微观流变特性对发动机连杆螺纹局部缺陷的消除、疲劳强度提高具有较高的工程实际价值。

基于塑性理论的内螺纹冷挤压底孔直径公式研究

根据等体积变形法结合金属塑性变形理论推导了内螺纹冷挤压工艺中工件底孔直径的计算公式,并结合内螺纹尺寸参数、挤压丝锥结构参数以及金属本身的塑性性能参数对公式进行了修正。基于DEFORM-3D建立了内螺纹冷挤压的数值模拟模型,选择3种不同塑性的材料,以60%和100%的牙高率为参照标准进行数值模拟加工和试验,对所推导的底孔直径计算公式进行了验证,结果表明,3种材料的内螺纹牙高率的数值模拟结果和试验结果与理论计算结果一致,牙高率误差小于5%。说明基于塑性变形理论推导的内螺纹冷挤压工件预制底孔直径计算公式准确有效,可为内螺纹冷挤压工艺中底孔直径的确定提供理论参考。

内螺纹冷挤压工艺的研究现状与发展趋势

文章首先介绍了冷挤压内螺纹的特点及性能要求,并列举了挤压内螺纹与切削内螺纹的区别。其次介绍了国内外内螺纹冷挤压净成形工艺的发展史和研究现状,并阐述了内螺纹冷挤压技术的原理及内螺纹成形效果。最后,对内螺纹冷挤压净成形工艺未来的发展趋势进行了展望。

挤压螺纹工艺在裂解连杆加工中的应用和研究

内螺纹的加工工艺有多种,裂解连杆螺纹的加工方法以丝锥攻丝为主。为了提高螺纹各方面的性能,结合挤压螺纹的特点,实现挤压螺纹工艺在裂解连杆加工中的应用。通过对挤压螺纹加工工艺的研究,并结合机加生产线特定的条件,确定各项工艺参数;通过对比切削螺纹和挤压螺纹的性能,得出通过挤压丝锥加工的螺纹具有强度高、表面粗糙度低、精度高等特点。挤压螺纹工艺具有丝锥寿命长、刀具成本低、加工效率高、加工过程无切屑等优点。