铁钻工上卸扣的最大主动扭矩分析

针对铁钻工在上卸扣过程中管柱被咬伤和剥皮现象,从管柱抵抗钳牙咬入、切削和摩擦的角度,建立了铁钻工能提供的最大主动扭矩与夹紧力之间关系的研究方法。首先,对钳牙咬入管柱的过程进行了弹塑性计算和损伤失效分析,获得钳牙咬入深度;然后,通过齿形摩擦块与摩擦环的摩擦实验确定钳牙与管柱材料之间的摩擦系数,并利用单齿切削管柱材料的三维有限元计算得到切削力,由摩擦力和切削力确定铁钻工能提供的最大主动扭矩;最后,研究了钳牙的牙型角、齿顶宽和齿尖倒角对上卸扣扭矩的影响。为优化钳牙结构和作业参数、改进铁钻工性能提供理论依据。

基于正交试验的闭式挤压工艺参数优化

以农用机械传动部件"流转插头"为例,利用DEFORM-3D软件对挤压成形过程进行分析,揭示了该类316L不锈钢锻件的热锻造成形载荷和热磨损的变化规律。基于正交试验法全面分析了坯料初始温度、模具初始温度、打击速度、模具硬度对成形载荷和模具磨损深度的影响规律。结果表明:4组因素中,打击速度对成形载荷的影响最大,模具硬度对模具磨损深度的影响最大;综合考虑4个因素的模拟结果确定了最优方案,即坯料初始温度为1150℃、模具初始温度为250℃、打击速度为0.3 m·s^(-1)、模具硬度为62HRC。实际生产发现,按照最优方案中的初始温度和打击速度能够生产出质量合格的锻件。

挤压模具型腔的等磨损优化设计

针对目前国内挤压模具寿命过低的情况,将有限元分析、神经网络和遗传算法结合起来应用到挤压模具型腔优化设计中。采用B样条函数插值描述凹模型腔轮廓形状,用有限元数值模拟获得型腔表面节点的应力场、速度场和温度场,基于修正Archard磨损模型计算型腔磨损深度,以此作为样本训练BP神经网络,建立模具型腔控制点与磨损深度之间的映射关系,再结合遗传算法以等磨损为目标,优化模具型腔轮廓形状。优化结果与序列二次规划法一致,可以降低模具磨损,提高模具寿命,结果与实际情况吻合,表明了这种设计方法是可行的。

基于响应面法的单座阀阀杆预锻工艺优化

为解决单座阀阀杆实际锻造生产中预锻坯料摆放定位不准的问题,课题组提出了开设等效阻力墙的模具优化方案。基于响应面法对坯料初始温度、飞边厚度及等效阻力墙高度3个参数进行了优化设计,分析了各参数分别对最大模具应力和模具磨损深度的影响规律,确定了最佳参数组合为:初始坯料温度1 150℃,飞边厚度6 mm,等效阻力墙高度2.45 mm,对应的模具磨损深度的期望值为5.67×10^(-5)mm,模拟验证值为6.24×10^(-5)mm,优化目标相比优化前均有明显改善。课题组通过试验验证了优化结果的可靠性。

焊合室深度及焊合角对方形管分流模挤压成形质量的影响

基于Deform-3D有限元分析平台,采用所开发的焊合过程网格重构技术,分析方形管分流模双孔挤压时焊合室深度及焊合角对成形质量的影响。结果表明:焊合面平均静水压力、分流桥底部等效应力及模芯最大偏移量随焊合室深度的增加而增加;综合考虑焊合质量、模具应力集中及型材尺寸精度等因素,分流模合适的焊合室深度为10～16mm;随着焊合角的增加,焊合室内死区体积及挤压力均增大,而模芯最大变形偏移量呈减小趋势;综合考虑焊合角对挤压过程死区大小、模芯的稳定性及挤压力大小的影响,分流模合适的焊合角为30?～45?。实验结果和模拟结果在金属流动景象、死区位置、死区形状等方面吻合较好。

V形件弯曲凹模最小深度的计算

分析了V形件弯曲过程中变形区与非变形区的变化规律,建立了计算凹模最小深度的公式,并通过数值实例,讨论了工件尺寸与凹模圆角半径对弯曲凹模最小深度的影响。

V形件弯曲变形过程分析及弯曲凹模深度的计算

本文分析了V形件弯曲变形过程 ,论述了凹模结构对变形过程的影响 ,指出了凹模斜壁的作用及反向弯曲的必要性 ,提出了弯曲凹模深度的计算公式。

V形件弯曲凹模最小深度的确定

该文指出了目前广泛使用的经验查表法确定V形件弯曲凹模深度的不合理性 ,分析了凹模斜壁的作用及其与圆角半径的相互关系 。

凸凹模圆角半径对拼焊板盒形件成形性能的影响研究

利用有限元软件Dynaform对钢-铝拼焊板盒形件的拉深过程进行了模拟。分析了不同的凸、凹模圆角半径对拼焊板成形深度及焊缝偏移量的影响规律。结果表明,改变凸、凹模圆角参数会导致板料流入凹模速度的改变,从而影响板料成形阻力。选用较大的凸、凹模圆角半径可以提高拉深极限,减少凸缘处焊缝偏移,但它会造成盒形件底部焊缝偏移量的增加。因此,选择适当的凸、凹模圆角半径可以有效地避免焊缝移动、拉裂等成形缺陷。

D2、M2、S5模具扁钢脱碳特性实验研究

开展了在空气和氮气两种气氛下 ,采用 Gleeble- 15 0 0热模拟机与普通电炉两种加热方式、不同加热温度、加热时间对 D2、M2、S5钢脱碳层深度影响的试验研究。依据试验结果 ,结合现场实际制定了较为合理的生产工艺并在现场成功应用 ,使上述模具扁钢脱碳层指标达到了美国 ASTM- A6 81技术标准。

激光切割模切板的参数研究

采用CO2激光切割模切板,研究激光功率、切割速度、焦点位置等参数和切割深度之间的相互关系,研究如何确定最大切割速度和优化切割速度。试验结果表明,随着激光功率增加、切割速度减小和焦点位置下移,切割深度增加;给定材料厚度下的最大切割速度大于最佳切割速度。通过对切缝形状的观察发现,两壁面对激光有壁面聚焦效应,多次反射有利于切割深度的增加,并给出判断存在多次反射的方法。

DP780高强钢板的弯曲凹模圆角曲形优化

针对冲压成形过程中模具磨损及零件表面黏模等问题,以DP780高强度钢板U型弯曲成形为例,采用有限元数值模拟及工艺试验相结合的方法,对弯曲成形模具凹模圆角区域进行磨损区域预测及凹模圆角优化设计。研究结果表明:基于FEM-Archard磨损模型预测的弯曲成形黏模区域与试验结果相吻合;凹模圆角和形状对模具圆角表面磨损深度影响很大,凹模圆角半径越大,磨损深度越小;偏差-椭圆弧比标准圆弧、椭圆弧具有更好的抗成形黏模性能。

转向节预锻下模热锻过程中的磨损研究

针对J11型转向节预锻下模,建立Archard磨损模型,运用有限元软件Deform-3D模拟转向节预锻下模热锻过程中磨损深度的变化规律,考察下模预热温度、上模运行速度对下模磨损深度的影响。结果表明:预锻下模的磨损主要分布在飞边槽、下模圆角区域;随着下模预热温度和上模运行速度的增大,下模最大磨损深度均呈先减小后增大的变化规律;在下模预热温度250℃,上模运行速度150 mm/s的条件下,下模最大磨损深度较小,选取合理的工况参数能够有效提高模具的使用寿命。

模铸中间包液面波动的物理模拟研究

以60 t模铸中间包为研究对象,研究了中间包熔池深度、浇注速度对中间包液面波动的影响,以及各种工况条件下的卷渣情况。同时,对比研究了敞流浇注和长水口保护浇注对中间包液面波动的影响。研究结果表明,模铸中间包采用敞流浇注方式时,由于浇注过程中注流卷吸空气,以及注流对中间包液面的冲击所引起的液面波动,将导致钢液二次氧化严重,降低钢锭质量。当中间包定径水口直径为45 mm、中间包熔池深度为1 600 mm^1 800 mm时,中间包液面波动最小,熔池深度小于1 000 mm时发生卷渣。当定径水口直径为50 mm、中间包熔池深度为1 600 mm^1 800 mm时,中间包液面波动最小,熔池深度小于1 200 mm时发生卷渣。当定径水口直径为55 mm、中间包熔池深度为1 800 mm时,中间包液面波动最小,在试验所考察的各熔池深度卷渣都较为严重。采用长水口保护浇注,液面波动很小,有利于减少钢液二次氧化,降低钢液卷渣几率,提高钢锭质量。

分流孔深度对平面分流组合模挤出成型的影响

运用HyperXtrude数值模拟软件,分别对11种不同分流孔深度的模具模拟,分析了平面分流组合模分流孔深度对铝型材挤出成型的影响。通过对模拟结果分析,得出了分流孔深度的最优值。本文为模具结构参数的选择提供参考。

模具孔径对非晶合金热塑成形能力、氧化程度及显微硬度的影响

采用铜模吸铸法制备Zr_(61.88)Cu_(18)Ni_(10.12)Al_(10)及(Zr_(0.6336)Cu_(0.1452)Ni_(0.1012)Al_(0.12))_(97.4)Er_(2.6)合金试样。利用X射线衍射仪(XRD)检测样品的结构特征;利用万能力学试验机进行热塑成形实验。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析及显微硬度测试,研究模具孔径对Zr基块体非晶合金热塑成形能力、氧化程度及显微硬度的影响。结果表明,模具孔径越大,非晶合金的热塑成形能力越好;随着模具孔径的增加,合金表面更容易发生氧化,且凸起区域比表面区域的氧化程度更严重;热塑成形后样品的显微硬度受冷却速率的影响,随着模具孔径的增大,试样的显微硬度值缓慢增加,且成形区域及边缘区域的硬度值均略低于未成形区域内部的硬度值。

基于ANSYS的凹模深度设计对U形件回弹影响分析

弯曲模设计中的凹模深度是影响U形件回弹的重要因素之一。以高弯曲件为研究对象,设计了深凹模结构和浅凹模结构的弯曲模,分析两者在板料成形时受力的差异,借助于ANSYS对板料弯曲进行有限元模拟。结果显示,两种结构产生了不同的回弹角,与浅凹模结构的弯曲模相比,深凹模结构的弯曲模控制回弹更好。

加工电压对微细电解加工凹槽的影响研究

采用电解加工方式对模具钢进行微细电解加工,主要研究加工电压对电解深度和侧蚀量的影响。利用单因素方差分析法对因素水平进行显著性检验,采用Origin Pro8.0软件分别拟合加工电压对电解深度、侧蚀量的影响曲线,并进行分析。实验分析表明,加工电压对电解深度及侧蚀量有显著性影响。在电解温度(30℃)进行微细电解加工时,电解深度随加工电压的增大而增大;在同样的加工参数下,侧蚀量随加工电压的增大先快速增大后缓慢增加。

具有移动压料功能的压边圈及拉深模设计

针对汽车覆盖件冲压过程中存在刚性不足、塌陷等问题,在常规拉深模结构的基础上,进行技术创新,设计了一种具有移动压料功能的压边圈及拉深模。模具能够提高板件的刚性、减少滑移线,还能降低拉深深度,提升材料利用率,降低企业生产成本,对提升汽车冲模设计水平具有显著意义。

板坯形状对方截面无模旋压轴向可旋深度的影响

利用实验方法对比了方形和圆形板坯形状对方截面无模旋压轴向可旋深度的影响,并对其影响机理进行了理论分析。首先采用确定初始步长的方法推导了可无限扩展的方截面旋轮路径公式,在此基础上分别模拟了方形和圆形板坯的无模旋压过程,并对模拟结果进行实验验证。然后提出了轴向可旋深度的评估方法,并以此为判据,对比分析了同轴向旋压深度下圆形和方形板坯工况的后续可旋性,发现方形板坯工况优于圆形板坯工况,进而揭示其机理为:方形板坯工况旋压过程中剩余法兰形状与旋轮路径切合性较好,促进了金属径向流动均匀化。