EXPERIMENTAL STUDY ON OPEN－DIE COLD EXTRUSION FORMING TECHNIQUE FOR INVOLUTESPLINE SHAFTS

The deformation principles of the steady- state and the unsteady一state of open- die cold extrusion for involute spline shafts are analyzed by means of experiments. On one hand,based on the deformation principles of the steady- state, data for determining structural parameters of the die, the size of the billet and the constraint condition of this technique are given. On the other hand, according to the principles of the unsteady- state, data for modifying the shapes and sizes of the bil- lets are provided.

某电机齿轮冷挤压裂纹形成机理研究

针对材料为20Cr的某电机齿轮在冷挤压成形时内齿齿顶面上出现的裂纹缺陷,基于DEFORM-3D对其冷挤压过程进行了模拟,研究了其裂纹形成机理。有限元结果表明,内齿的金属流动速度小于中部及下部外齿的流动速度,内齿齿顶面上齿根处的金属流动速度最小,此处流动最不均匀,易产生应力集中;对齿面的最大主应力及损伤分布进行了分析,得出在内齿齿顶面上,中部及距离下端面1 mm左右的位置应力集中最明显,拉应力较大且大于材料抗拉强度,损伤值也较大且大于临界损伤值,会产生裂纹,与实际情况相符合。通过改变凹模入模角来控制成形缺陷情况,当凹模入模角为23°时,齿根处拉应力下降,损伤值减小,投入生产后次品率从原本的50%降为1%。

振动辅助Ti-45Nb钛合金冷镦成形有限元模拟研究

在金属塑性成形加工中,振动辅助成形技术的应用可以有效地降低零件成形载荷,提高产品质量。本文首次基于塑性大变形理论和有限元数值模拟,对Ti-45Nb钛合金振动辅助冷镦成形机理进行了分析与研究。首先以位错密度的变化作为内变量描述材料在变形过程中材料软化、硬化等关系,建立了振动辅助冷镦成形本构模型,并采用MATLAB工具编程拟合出本构方程中的材料参数。然后利用Deform有限元软件对Ti-45Nb钛合金的大长径比薄壁零件进行建模仿真分析,根据反挤压道次中材料成形流动情况的结果,对模具中应力集中的凸模结构进行优化设计。结果表明:本文基于大变形建立的本构模型能够有效描述振动的软化作用,尤其在材料塑性变形阶段拟合较好,预测精度评估相对系数(RC)值>0.994。此外,通过建模仿真分析得出的多级倒角结构可有效促进材料流动,减小模具磨损,提高模具寿命。

复杂曲面螺杆头模锻冷挤压快速成形组合工艺研究与应用

为提高复杂曲面螺杆头的加工效率,研究并改变了传统机械切削加工方式,通过创新引入热锻、冷挤压及局部切削整形的组合工艺模式,从工艺流程优化、模具开发、工艺参数等方面研究,经批量验证,采用组合工艺制造的螺杆头无开裂缺陷,表面质量优良,能完全取代常规机械加工,降低生产制造成本,实现螺杆头生产效率大幅提升。

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。

直齿圆柱齿轮浮动凹模冷闭式镦挤成形数值模拟分析

结合齿轮浮动凹模锻造和分流锻造技术,提出了一模两击式直齿轮冷闭式镦挤新技术,即先进行环形坯料带活动芯轴的镦挤预锻,后进行无芯轴空心分流终锻的两步成形工艺。并通过DEFORM—3D数值模拟分析和比较,验证了该技术能解决成形力过大和齿形充不满等缺陷,是适用于直齿圆柱齿轮精锻的有效工艺方案。

冷挤压预应力组合凹模刚度的优化设计

采用硬质合金作为第一预应力套的材料来增加预应力组合凹模的刚度和疲劳寿命 ,提高冷挤压件的尺寸精度。由Lame’s方程的最大内压条件 ,确定压装后和挤压期间每层材料临界屈服时的直径比和过盈量 ,并给出不同材料模芯组合模的统一计算模型 ,开发最优直径、过盈量、最大接触压力的通用计算程序 ,通过对开式冷挤压某车传动轴花键轴的具体应用表明 ,使用高硬度材料的冷挤压模具进行预应力处理后 ,冷挤压件精度更高 。

花键轴开模冷挤压中局部镦粗问题的研究

本文对花键轴开模冷挤压中出现的入模口处局部镦粗问题进行了理论上的分析， 并通过上限法计算得出避免这一现象出现的开模挤压可成形性范围， 实际的工艺实验结果验证了上述计算的可靠性。本文还提出了当出现镦粗后如何抑制其扩大从而使开模挤压仍能继续完成的办法，并对这种解决办法进行了理论上的分析计算和实验检证。

开式冷挤压成形功率及挤压力的研究

给出了开式冷挤压动可容连续速度场及上限挤压力计算公式，讨论了主要参数对挤压力的影响，理论分析结果得到了实验验证。

深杯形件冷挤压工艺分析及变薄拉深模具设计

以典型冷挤压深杯形件为例,通过对零件的形状及材料的性能分析计算后确定出最佳的工艺方案,给出了各成形工序图及润滑与软化处理规范,并对其中的变薄拉深工序进行了模具设计。在设计中,首先通过工艺力计算,选用了合适的成形设备,并根据工艺特点和成形设备特性,选择和设计了变薄拉深模具的主要零件,最后给出了变薄拉深模具的总装图。实践证明,所给出的成形工艺及设计的模具能够实现深杯形件的冷挤压成形,所成形的工件尺寸精度高、强度性能好。

开式冷挤压成形极限变形程度的理论及实验研究

本文应用流函数方法 ,给出了实心轴及厚壁管件无芯棒开式冷挤压成形的动可容连续速度场 ,运用上限法建立了变形功率与各主要参数间的函数关系。提出了极限变形程度的判别准则 ,借助优化方法得到各参数组合下的理论极限变形程度 ,并进行了实验验证。通过理论计算和大量的实验数据 ,讨论了各主要参数对开式冷挤压成形极限变形程度的影响规律 ,提供了低碳钢开式冷挤压成形极限变形程度数据。

汽车轮毂轴承套圈冷挤压工艺及模具设计

对桑塔纳L45449汽车轮毂轴承套圈进行了工艺分析,制订了零件冷挤压工艺方案,对冷挤压模具进行了介绍,特别针对GCr15轴承钢冷挤压变形抗力大的特点,在凹模内壁上加设若干外凸的韧带圈,以在冷挤压前起到摩擦预热的效果。实验证明运用该冷挤压工艺制造汽车轮毂轴承套圈,其材料消耗少,力学性能高,设备投资少,具有显著的经济价值。

直齿圆锥齿轮冷闭塞锻造数值模拟分析

轿车上的直齿圆锥齿轮尺寸精度与产品质量要求很高 ,难以采用常规的塑性加工技术成形。冷闭塞锻造技术是近年发展起来的精密成形技术。以捷达轿车差速器行星齿轮为例 ,对冷闭塞锻造成形过程进行了数值模拟 ,分析了成形过程中的金属流动充填规律以及力学量场分布情况 ,对数值模拟中的一些关键技术问题进行处理 ,并进行冷闭塞锻造工艺实验研究。结果表明数值模拟分析准确 ,冷闭塞锻造工艺与模具设计合理 ,液压模架工作稳定可靠。

电机轴台阶挤压成形的数值模拟及实验研究

由于电机轴台阶直径变化量不大,且台阶间以小圆角过渡。提出了采用高效、节材的开式冷挤压工艺代替传统切削加工工艺成形电机轴台阶的方法,分析了电机轴台阶开式冷挤压的两种成形方法:一步法与两步法。数值模拟及实验研究表明:一步法开式冷挤压成形电机轴工艺只能在小的变形程度(ε<3%)下获得成功,且不能得到较满意的圆角;证明了电机轴台阶两步挤压成形的可行性。

对改进的自适应BP算法中参数研究

文章以预测开式冷挤压中极限变形程度的BP网络模型为例,针对改进的BP算法,讨论神经元作用函数、初始学习率及隐层节点数等对预测准确性的影响;确定了各参数的选择范围和选择比较理想的网络结构;为更好地预测极限变形程度具有重要的使用价值。

吊挂式铝型材挤压模设计

介绍了半空心型材的概念,阐述了碰穿式和遮盖式模具结构的特点。通过实例介绍了一种吊挂式挤压模设计,分析了该结构的优点、适用性和设计要点。模具设计成开式结构,便于加工和维修,可在同行中推广应用。

高速钢冷挤压凹模开裂失效分析

采用扫描电镜、光学显微镜、化学成分分析和硬度测试等方法,对高速钢冷挤压凹模进行了检测和分析。结果表明,原材料质量差,在锻打过程中锻打不充分致碳化物呈带状分布、碳化物粗大且呈棱角状,使材料力学性能差。凹模在使用过程中,由于交变载荷的作用,使碳化物的棱角处应力集中出现裂纹,最终导致凹模开裂。

塑料异型材挤出定型模CAD系统

针对塑料异型材挤出定型模分型繁琐、孔多易干涉、定型板块重复性设计等问题,提出了整体式设计和参数化设计方案。设计了1套智能分型算法,自动创建分型片体,构建分型板块,当调用标准件时自动修改相应参数,智能加载。基于UG平台,以VC为开发工具,应用UG/Open二次开发技术和MFC技术,通过人机交互界面进行参数化设计,开发了塑料异型材挤出定型模CAD系统,规范了定型模设计流程,提高了定型模设计效率。

提高开式冷挤压极限变形程度预测精度方法的研究

充分利用BP-GA网络相结合方法和BP网络较强的函数逼近能力,以及GA算法的高效率全局搜索能力,将遗传算法和BP网络相结合并优化网络权值,建立一种新的极限变形程度预测模型,与基于BP算法的预测模型相比较,具有迭代次数少、训练时间短和预测精度比较高的优点,其计算分析结果也可直接用于实际生产。

基于Deform轴类零件台阶圆角开式冷挤压工艺有限元模拟

研究了电机轴台阶圆角开式冷挤压过程中金属的流动规律以及不同工艺组合下的变形程度值和轴向镦粗情况,并与实验结果进行对比验证,从而得到完全成形和基本成形时的变形程度和圆角半径的取值范围,给出了阶梯轴开式冷挤压成形有关过渡圆角挤压的可行范围。