基于DEFORM-3D的筒形件冷挤压成形数值模拟

相对于传统切削加工方法,采用冷挤压工艺成形的筒形件可降低能耗、提高材料的利用率。采用DEFORM-3D有限元软件模拟分析了筒形件在挤压成形中金属流动的规律、等效应力、等效应变、最大主应力以及加载载荷等。研究结果表明:该筒形件挤压分为正挤压和反挤压2个阶段,整个挤压过程中模具载荷先平稳升高,然后急剧上升,最后阶段缓慢波动下降,所需最大成形力约为4 570 k N。生产验证表明,试制产品与模拟结果一致性较好,简化了加工工序,可以大大提高生产效率。

飞机起落架高强度钢内螺纹冷挤压成形金属流动规律研究

研究了飞机起落架内螺纹冷挤压成形过程,并通过对材料的金相分析,得到了牙顶、牙侧和牙底三个位置沿层深的组织变化规律。结果表明,牙顶处金属材料受到丝锥棱齿的压力相对较小,并且金属流向牙顶两侧上方的区域时受到的阻力最小;牙底部分受到丝锥棱齿的压力最大,因此,其变形最大,形成拉长纤维组织的密度也最大。同时,挤压过程中材料硬度和强度显著增加,而塑性和韧性出现下降,产生加工硬化现象,这大大提高了冷挤压内螺纹的表面质量和机械强度。

内螺纹冷挤压成形过程数值模拟

基于DEFORM-3D建立内螺纹冷挤压有限元模型,对其成形过程进行数值模拟。得到内螺纹冷挤压螺纹牙型,真实再现了内螺纹冷挤压三维成形过程;分析了内螺纹冷挤压成形过程中的等效应力应变及金属流动速度场的分布规律,说明了内螺纹冷挤压的成形机理;通过数值模拟得到了成形过程的挤压温度和挤压扭矩曲线,并进行了试验验证。

冷挤压成形工艺对圆柱直齿轮成形精度的影响

为了充分利用精密塑性成形技术原材料利用率高、生产易于实现自动化、产品质量好的优点,对圆柱直齿轮进行冷挤压成形,并通过有限元数值模拟方法研究了各种工艺参数对圆柱直齿轮挤压成形精度的影响。结果表明,入模角和毛坯直径是影响齿轮成形精度最为重要的两个因素。

矩形花键轴开式冷挤压成形力的数值模拟研究

成形力大小是决定花键轴开式冷挤压成形工艺成败的关键因素。借助刚塑性有限元软件Deform-3D,采用数值模拟的方法分析了矩形花键轴冷挤压过程中,坯料直径、凹模入模半角及键齿尺寸对花键成形力的影响。模拟计算表明,随着坯料直径的增加以及入模半角的增大会引起成形力显著提高;此外,键齿高度的增加及宽度的减小也会引起成形力增加。工艺实验表明,数值模拟的结果对实际生产可起到指导作用。

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。

弹壳类零件冷挤压复合成形工艺研究

弹壳类零件具有壁薄、底厚的结构特点 ,为了提高其组织致密度和机械性能 ,宜采用冷挤压工艺生产该类零件。本文分析比较了这类零件成形的几种工艺方案 ,指出复合冷挤压工艺具有工序少、制件尺寸精度高、壁厚均匀、模具结构简单、造价低的优点 ,是弹壳类零件较好的一种成形方法。采用 2D体积成形分析软件MAFAP模拟了其复合冷挤压过程 ,通过批量试生产及金相分析 ,制件未产生缺陷 ,表明弹壳类零件的复合冷挤压工艺是合理可靠的。

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。

射孔弹壳冷挤压成形参数的理论研究

对射孔弹壳冷挤压采用两种成形工艺方案 ,进行了上限法解析和试验研究 ,选出反挤压—变薄拉深两次成形方案 ,并优化出成形参数。

厚壁管件有芯棒开式冷挤压成形极限分析

采用有芯棒开式冷挤压成形厚壁管件比传统切削方法耗材低、效率高。通过对厚壁管件有芯棒开式冷挤压成形特点进行分析确定成形极限的主要影响参数。采用流函数方法建立变形区连续速度场,利用上限原理得到成形极限的理论模型。通过编程计算、分析,得到诸参数(坯料原始厚径比、摩擦因数、模具锥角)对成形极限的影响规律:随着模具锥角的增大,极限变形程度(成形极限)先增大后减小,即极限变形程度有一个极大值,得到了最佳模具锥角,最佳模具锥角范围为15°～20°;随着摩擦因数增大,极限变形程度减小。对比理论计算结果与试验结果,误差小于8%,满足工程要求。研究内容与结果对制订厚壁管件有芯棒开式冷挤压成形工艺具有重要的指导作用。

外凸台内齿圈件冷挤压工艺参数分析及凸模磨损模拟

采用刚粘塑性有限元法对外凸台内齿圈件及模具进行数值分析,以成形载荷为评价指标,分析成型过程中的模具设计、齿轮特征等相关工艺参数设置。结果表明:模数、凹模半锥角、齿数对载荷影响较大;挤压速度对载荷的影响不显著。基于Archard模型模拟了凸模的磨损状况,仿真结果对实际加工有指导意义。

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。

轻量化构件弯曲短流程工艺研究现状与进展

考虑到空气动力学、结构力学和美观等方面的要求,车身用铝合金构件需要弯曲成特定的曲率,对产品的质量提出更高要求。制造铝合金框架式车身的关键技术在于如何实现轻量化构件的高精度弯曲成形。概述几种典型的传统2D冷弯成形工艺及质量控制方法。针对采用传统冷弯工艺时产品缺陷难以控制和避免、制造成本高等缺点,开发具有高效、短流程和低成本的弯曲新工艺已成为塑性加工领域备受关注并得到迅速发展的重要方向之一。介绍了几种管、型材空间冷弯一体化成形新工艺;全面综述近15年来国内外学者开发的一系列热挤压-弯曲一体化成形新工艺。并介绍本文作者所在课题组针对传统冷弯和已有挤压-弯曲一体化成形工艺存在的缺点,发明一种结合在线淬火控温的挤压-弯曲一体化成形新工艺和装备,并展望了该工艺未来的研究趋势。

冷挤压成形工艺中润滑特性的研究

文章对冷挤压工艺中的非稳态成形过程进行分析,在考虑金属塑性成形工艺中润滑剂呈非牛顿特性的条件下,运用塑性成形理论和摩擦学原理建立了比较精确的润滑模型,并运用该模型推导出油膜压力、润滑膜厚度。

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。

现代冷挤压成型技术研究与应用

分别阐述了各种冷挤压新技术的成型原理、特点和基本方法,并对现代冷挤压模具作了必要的论述,并根据冷挤压成型特点,对传统冷挤压成型与新技术的特点与原理以及传统模具结构与现代模具结构做了较详细的分析比较。

基于ANSYS的轴对称零件冷挤压模拟

根据刚塑性有限元理论,应用有限元分析软件ANSYS对轴对称零件冷挤压成形过程中不同的挤压角进行了模拟和分析,获得了挤压变形时挤压角与金属流动、应力和应变变化的关系,对生产具有指导意义。

导向筒挤压成形工艺及模具设计

探讨了导向筒挤压的可行性,对几种工艺方案进行了分析,选择了最优方案并制定了工艺流程,在此基础上设计了导向筒挤压模具。采用冷挤压工艺加工后,提高了零件精度和表面质量,改善了强度和韧性,减少了切削加工量,节约了原材料,提高了生产效率,也改善了零件的组织性能。

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。

LJ钢塑料模具强化工艺的研究

本文研究了热处理工艺对冷挤压成型塑料模具钢(LJ钢)组织和性能的影响。LJ钢热处理后表面的高硬度和高耐磨性与心部良好的强韧性,是由于实现了高浓度渗碳,并在心部得到了粒状贝氏体组织。