基于正交试验的汽车扭力臂热锻模具磨损分析及优化

基于Archard理论磨损模型与Deform-3D软件,建立扭力臂热锻有限元模型。利用正交试验法对坯料初始温度、模具初始温度、上模运动速度及摩擦系数进行组合,并模拟得到了模具磨损量。运用极差分析法对试验数据进行处理,得到了各个参数对热锻模具磨损的影响程度及最优工艺参数组合。结果表明,各个参数对模具磨损的影响由大到小为:上模运动速度摩擦系数坯料初始温度模具初始温度。结合实际生产情况,确定最优工艺参数组合为:坯料初始温度为1200℃,模具预热温度为300℃,上模运动速度为10 mm·s~(-1),摩擦因数为0.3,此时的模具磨损量为0.000333 mm。     

基于正交试验的曲轴热锻工艺参数优化

根据某曲轴模具磨损,基于Archard磨损有限元理论,从模具磨损失效出发,针对影响模具磨损量的工艺参数,设计正交试验。采用Deform数值模拟,研究了工件初始温度、模具初始温度、工件与模具之间摩擦系数以及模具硬度对成形载荷和模具磨损的影响。优化了曲轴热模锻成形的工艺参数,综合考虑多指标因素,分析得到影响曲轴成形力和模具磨损量的最优工艺参数,即坯料初始温度为1150℃、模具初始温度为250℃、摩擦系数为0.3、模具硬度为65 HRC。     

拉铆套冲孔成形模具磨损分析及工艺参数优化

以拉铆套四工位冷挤压成形为例,针对反向冲孔工序中冲头磨损严重现象,利用Deform-3D软件对冲孔过程进行了有限元数值模拟,并引入正交试验进行工艺参数优化。选取了摩擦因子、冲压速度、模具初始硬度、冲头圆角半径这四个主要影响模具磨损因素,设计4因素3水平的正交试验,以减少冲头磨损量为试验指标获得了最优工艺参数组合。结果表明,当摩擦因子为0.10、冲压速度为6 mm/s、模具初始硬度为70 HRC、冲头圆角半径为0.5 mm时,冲头磨损量最小。     

基于数值模拟杯套的温挤压成形工艺研究及模具磨损分析

以研究杯套的温挤压成形工艺及模具磨损分析为目的,设计了带有限流套的模具结构,解决其传统工艺中端面不平度的问题;根据杯套的结构特点,提出了杯套温挤压成形工艺方案;并且基于DEFORM-3D有限元模拟软件对两种不同直径毛坯的分别进行数值模拟。模拟结果显示,?31.8mm的毛坯挤压件成形效果好。基于正交试验采用方差分析法和极差分析法共同分析,以成形载荷,等效应变,凸模磨损量及其凹模磨损量的大小作为评判指标,获得最佳工艺参数组合;参数的最佳组合确定之后,采用最佳的参数组合来探寻不同摩擦系数对成形载荷和不同凸模初始硬度对凸模磨损量以及不同凹模初始硬度对凸模磨损量影响规律;利用最佳的组合参数来探寻挤压件中损伤因子云图、等效应变云图、速度场云图、温度场云图以及折叠角云图与优化前的变化规律。对杯套零件的实际生产及其相似零件的生产都有实际的指导意义,且有助于提高模具寿命,降低试模成本。     

基于响应面法的幅板冲压成形模具磨损

以高强钢幅板为研究对象,采用DEFORM软件对初始工艺方案下的冲压成形效果进行模拟,通过分析得到影响凹模磨损的关键工艺参数。然后,以坯料预热温度、冲压速度、模具预热温度、模具硬度为因素,以凹模磨损峰值为响应量,通过设计响应面试验,对因素和响应量之间的关系进行拟合,得出响应面模型并对模型的准确性进行了验证。得出最优参数组合为:坯料预热温度为800℃、冲压速度为6.1 mm·s~(-1)、模具预热温度为201.5℃、模具硬度为59 HRC。采用最优参数组合进行实际试模,模具的寿命明显提高,验证了模拟响应面模型和模拟结果的准确性,为实际生产中分析模具磨损情况提供了理论依据。     

水阀套冷挤压工艺与模具设计及凹模磨损研究

依据Solid Works和DEFORM-3D的数据处理功能对水阀套的冷挤压成形工艺过程进行数值模拟,设计了具有双卸料机构的模具结构,解决了锻件粘结在模具上和顶出不合理的问题。通过正交试验的极差法和方差法,以凹模磨损量为目标变量,分析凹模材料硬度、润滑系数和挤压速度等关键参数对锻件成型质量的影响,从而获得最优工艺参数组合,即凹模材料硬度为62 HRC、润滑系数为0.3、挤压速度为30 mm·s-1。利用DEFORM-3D对最优工艺参数进行数值模拟,探究凹模磨损量与优化前的变化,达到降低凹模磨损量的目的,为实际的锻造生产过程提供理论指导。     

制动器安装底板低压铸造浇注系统设计及工艺参数优化

根据制动器安装底板的形状和结构特点,低压铸造浇注系统采用侧浇口形式的封闭式浇注系统。利用数值模拟技术和田口方法,对制动器安装底板低压铸造工艺参数进行优化,以铸件的孔隙率最小为优化目标,研究了浇注温度、模具预热温度以及保压压力这3个工艺参数对铸件孔隙率大小的影响。利用均值分析和方差分析对数值模拟的试验结果进行分析可知,对铸件孔隙率大小影响最大且最显著的是浇注温度,其次是模具预热温度,最后是保压压力。通过田口方法获得的最优参数组合为:浇注温度720℃、模具预热温度300℃、保压压力250 kPa。     

基于Archard理论的热冲压模具磨损分析及优化

基于Archard理论,运用有限元软件对热冲压过程进行了数值模拟分析,计算了模具表面的磨损。通过改变热冲压工艺参数,获取模具磨损量随冲压速度及板料初始成形温度变化的规律。通过对热冲压过程的热力耦合模拟,获得了模具在冲压过程中的温度及应力分布规律。结果表明,模具磨损分布与温度场及应力场存在密切关系。基于响应面法对冲压工艺参数进行了优化设计,有效地减小了模具表面磨损量。     

基于Dynaform的B柱加强件热冲压全流程仿真及优化

为研究不同工艺参数对超高强钢热冲压零件成形质量的影响规律,以B柱加强件为研究对象,基于Dynaform进行热成形及保压淬火全流程数值模拟。通过正交试验分析了坯料初始温度、模具初始温度、压边力和保压时间对热冲压产品的厚度均匀度、马氏体平均转化率和马氏体分布均匀性的影响规律,并且确定了最优工艺参数组合:坯料初始温度为750℃、模具初始温度为30℃、压边力为5000 N、保压时间为15 s。通过仿真验证,结果表明:建立的质量评价标准可以有效保证产品的性能。最优工艺参数组合下零件的质量评价标准分别为:厚度均匀度为0. 0491、马氏体平均转化率为99. 92%、马氏体分布均匀性为0. 0024。     

工艺参数对镁合金板温成形模具圆角摩擦因数的影响

利用自行研制的摩擦测试装置进行了镁合金板温成形过程模具圆角部位摩擦测试试验。通过正交试验,探讨了温度、压边力、润滑状态3种工艺参数对模具圆角部位摩擦因数的影响,并采用统计方法对所得到的数据进行了分析,确定了影响摩擦因数的最优工艺参数组合和显著性因素。分析结果表明:温度220℃、压边力3 MPa和水基石墨润滑为最优工艺参数组合,3种工艺参数中,温度因素的影响最为显著,压边力因素影响一般,润滑因素影响最小。     

基于sobol法的热成形工艺参数全局灵敏度分析及优化设计

基于Archard理论,运用有限元软件对热冲压过程进行数值模拟分析,计算冲压过程中模具表面磨损。提出一种计算热成形工艺参数灵敏度的方法,该方法基于蒙特卡洛法和响应面法,建立主要工艺参数的磨损量响应面近似模型,进而采用sobol全局灵敏度分析法和蒙特卡洛法对工艺参数的全局灵敏度进行分析。结果表明,冲压速度、板料温度和模具温度对磨损的影响最大。在此基础上对冲压速度及板料温度进行优化设计,以使磨损量达到最小。     

连接杆头模锻工艺参数优化研究

采用有限元数值模拟、正交实验设计与智能优化算法和生产相结合的方法,针对连接杆头的模锻成形工艺进行了优化研究,根据模具磨损量与其影响因素之间的映射关系,以试验数据为基础,建立了BP神经网络模型。模型的输入包括坯料温度、模具温度和摩擦系数等工艺参数,输出为模具磨损量;运用该模型对模具磨损量能进行了预测,通过试验数据对模型的预测精度进行了可靠性验证。通过智能优化算法,确定了连接杆头的工艺参数:坯料温度1179℃,模具温度368℃,摩擦系数0. 17。采用上述工艺参数进行了连接杆头的模锻成形,模具寿命得到提高。     

镁合金板温成形过程模具圆角部位摩擦系数的实验研究

利用自行研制的新型摩擦测试装置,对镁合金板温成形过程模具圆角部位摩擦系数进行了测试实验.通过正交实验,研究了温度、压边力、润滑状态等三种工艺参数对模具圆角部位摩擦系数的影响,并采用统计方法对所得到的数据进行了分析,确定了影响摩擦系数的主次关系和最优工艺参数组合.研究结果表明:三种工艺参数中,温度因素的影响最为显著,压边力因素影响一般,而润滑因素影响最小;最优工艺参数组合为温度240℃、压边力3MPa和二硫化钼润滑.     

基于Taguchi正交试验的超薄笔记本外壳注射工艺优化

以某款14英寸超薄笔记本电脑外壳为研究对象,选择不同的模具温度、熔体温度、注射时间、保压时间和保压压力作为工艺条件,在Moldflow仿真平台进行Taguchi正交试验,获得在不同参数组合条件下的外壳翘曲量。结果表明模具温度对翘曲变形影响程度最大,其次是保压压力、熔体温度、保压时间和注射时间,通过优化分析确定了超薄笔记本电脑外壳件注射成型的最佳工艺参数组合,模拟结果显示在该条件下外壳的翘曲量最小。最后,将最优参数组合运用到实际生产,所得到的结果与模拟分析一致。     

基于响应面法发动机连杆热锻模具磨损失效分析

以发动机连杆作为研究对象,有效预测连杆终锻上模磨损最严重区域和使用寿命。基于Archard修正磨损模型,采用滑移速度﹑表面温度和表面压强作为评定终锻上模磨损量的依据,预测上模磨损最严重位置,对磨损最严重区域,选取上模材料初始硬度、摩擦因数、上模预热温度和下压速度进行单因素和多因素离散试验,以优化磨损量;对连杆进行20次模拟,并对磨损量结果进行曲线拟合,预测连杆终锻上模的使用寿命。模拟结果表明,上模P2点区域为磨损最严重位置,该区域优化后的最优磨损量为0.9615×10~(-6) mm,对应的最优参数组合为:预热温度为200℃、初始硬度为58 HRC、摩擦因数为0.3和下压速度为55 mm·s~(-1)。试验表明,模型预测和实际磨损量数值基本相同,回归模型的预测数值可信度极高,该模型终锻上模寿命为87298次。研究结果有助于降低试模成本,提高连杆模具的研发成功率。     

工艺参数对长悬臂结构空心截面型材挤压模强度的影响

针对具有长悬臂结构空心截面铝型材的结构特点,使用HyperXtrude13.0软件对其挤压过程进行数值模拟,采用正交试验分析了挤压速度、棒料预热温度、挤压筒预热温度、模具预热温度、棒料直径等工艺参数对模具应力和变形的影响规律,找到最优工艺参数组合。将最优工艺参数组合应用于实际挤压生产并获得尺寸合格的型材,验证了最优方案的可靠性和使用HyperXtrude13.0模拟仿真的可行性,该模拟结果可为改善同类空心截面铝型材挤压模零件的强度提供指导。     

基于正交试验的不锈钢冲压模具磨损分析及优化

模具磨损是影响模具使用寿命的重要因素之一,将正交试验法与冲压数值模拟相结合,综合评估了不锈钢冲压模具的模具硬度、摩擦系数和冲压速度对冲压模具磨损的影响,并确定最优影响因素组合。以汽车消音器外壳冲压模具为例,建立了冲压件和模具的计算机辅助工程模型,分别运用正交试验及参数试验方法进行仿真计算方案的设计。通过正交试验分析,获得了各因素对模具磨损的影响按从大到小的顺序依次为模具硬度、摩擦系数、冲压速度;同时,通过极差、方差等分析,发现模具硬度和摩擦系数对模具的磨损有显著影响。由两种试验方法对比发现,正交试验获得的磨损量比参数试验获得的磨损量减少了61.4%,最优参数组合为模具硬度65 HRC、摩擦系数0.08、冲压速度200 mm·s~(-1),该优化组合为减少模具的磨损量提供了一种参考。     

线槽注射成型工艺参数优化设计

结合正交试验设计和数值模拟,选择模具温度、熔体温度、注射时间、保压压力和保压时间等5个主要工艺参数为设计变量,分别以最小体积收缩率和最小翘曲变形为目标,进行了线槽注射成型工艺参数的单目标优化设计。再利用加权综合评分法,对线槽注射成型工艺参数进行多目标优化设计,获得了兼顾体积收缩率和翘曲变形的工艺参数组合。     

自行车钢碗挤压成型方案设计及凹模磨损参数化分析

根据自行车钢碗的结构特点提出了3种成型工艺方案,利用实际生产加工经验和理论对比分析3种成型方案的优缺点,采用DEFORM-3D软件模拟3种方案的实际加工过程,得出方案二为最优方案。以凹模磨损量作为试验指标,通过正交试验获得不同工艺参数对凹模磨损量的影响程度,并获得在挤压过程中最小凹模磨损量的最优工艺参数为挤压速度1 mm/s,摩擦因数0.12,凹模材料硬度62HRC。     

基于AnyCasting的铝合金弹底转座压铸工艺参数优化

结合铸造生产实际,合理设计了铸件的结构。采用AnyCasting数值模拟软件,用正交试验方法分析了铝合金弹底转座压铸工艺过程中浇注温度、充型速度以及模具预热温度对铸件质量的影响规律。结果表明,模具预热温度对铸件质量的影响最大,浇注温度次之,充型速度最小,最优的工艺参数是浇注温度为650℃、充型速度为0.25 m/s和模具预热温度为180℃。同时,在最优工艺参数的基础上,结合实物验证了模拟的可靠性,并观察了铸造铝合金的微观组织。