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Autoform的后背门外板冲压开裂分析

基于冲压成形仿真软件Autoform对某车型后背门外板冲压过程进行模拟仿真,分析了压边力、润滑、料厚及模具间隙等因素对拉延筋圆角减薄率的影响,并基于分析结果解决了拉延筋圆角冲压开裂的问题。结果显示,零件减薄率随着压边力的增加而增加,但拉延筋圆角处减薄率随着压边力的增加而减小,压边力在1400～2000 kN之间时,拉延筋圆角处减薄率可保持在19.1%之内;拉延筋圆角处减薄率随着摩擦因数的减小而增加,当摩擦因数为0.11时减薄率达到19.6%;料厚由0.63 mm增加至0.67 mm时,拉延筋圆角处减薄率由16.0%减小至13.4%;模具间隙对拉延筋圆角开裂的影响最为显著,当模具间隙为0.02 mm时,减薄率达到25.5%。故适当提升压边力和摩擦因数、增加料厚、减小模具间隙均可降低拉延筋圆角处减薄率。     

基于Dynaform及响应面法的封头零件冲压成形及优化

以压力容器上封头零件为例,通过对零件成形工艺进行分析,以板料最大减薄率为优化目标,基于正交试验,结合灰色关联理论分析和响应面中心复合设计方法,利用Dynaform软件研究了压边力X1、摩擦因数X2、冲压速度X3以及模具间隙X4对封头零件成形质量的影响,得到最优工艺参数为压边力154.8 kN,摩擦因素0.15,模具间隙...     

成形工艺参数对U形件回弹影响的仿真分析

针对U形件弯曲回弹问题,在Abaqus软件中建立6061铝合金薄板U形件拉延成形二维有限元模型,使用Numisheet’ 2011会议回弹测量方法和成形极限图缺陷判据,研究U形件成形过程中单工艺参数对回弹量的影响,通过L_9(3~4)正交试验获取U形件回弹控制最优工艺参数组合。结果表明:不改变其他成形工艺参数,U形件回弹量随着凸、凹模圆角半径或拉延深度的加大,总体呈上升趋势,随凸、凹模间隙值的减小总体呈下降趋势;U形件回弹量随"凸模-板料"摩擦因数的增大而增大,随"凹模、压边圈-板料"摩擦因数或压边力的增大而减小;成形工艺参数影响U形件回弹量的主次顺序依次为"凹模、压边圈-板料"摩擦因数、"凸模-板料"摩擦因数、凸、凹模间隙值、压边力,以优水平工艺参数组合A_2B_3C_1D_3进行成形模拟,U形件法兰端部最大位移偏移量为0.84 mm,回弹控制效果明显。     

基于Dynaform软件和正交试验相结合的拉深工艺参数优化

这针对筒形拉深件在试模中出现的零件起皱问题,采用正交试验的方法研究坯料形状尺寸、压边力、凹模圆角半径和摩擦系数这4个因素及水平对起皱的影响.通过Dyanform软件对正交试验安排进行模拟,得到了试验的考查指标“最大增厚率”.将“最大增厚率”与各工艺参数进行趋势图对比分析,得到了该零件的最佳工艺参数组合为A3B1C1D2,坯料形状尺寸、压边力、凹模圆角半径和摩擦系数这4个因素的水平分别Φ215 mm,35 kN,R4 mm和0.125.根据得到的最优工艺参数组合修改模具结构,再次试模得到了合格产品,解决了零件的起皱问题.     

前防撞梁拉延成形过程分析及工艺参数优化

采用Dynaform软件对某汽车前防撞梁成形过程进行了模拟,分析了不同形式的工艺补充面对零件成形的影响,以减薄率为评价标准,最终选取凸模圆角半径25 mm、凹模圆角半径15 mm的两端补充形式和符合零件形状的非平面压料面.采用正交试验法研究了压边力、冲压速度、摩擦因数和模具间隙4个工艺参数对成形结果的影响,获得了工艺参...     

汽车不锈钢盖板冲压仿真试验及分析

板材冲压工艺中最常见的缺陷即为起皱、拉裂问题,以某种结构较为复杂的汽车不锈钢盖板作为研究对象,基于DEFORM有限元平台及正交试验手段,对冲压成形过程进行数值分析,以零件最小厚度、最大厚度、损伤值、起皱作为评判目标,研究了压边力、摩擦因数、凸凹模间隙及冲压速度等不同因素水平对零件成形质量的影响规律,并通过极差分析优化了冲压工艺参数。研究结果表明:凸凹模间隙及压边力对零件成形质量的影响较大,摩擦因数的影响最小;采用最优工艺参数组合后,零件的最小厚度提高了53%,零件损伤值较小,达到了降低零件开裂风险的目的。最后,参考最优工艺参数组合进行试模生产,获得了符合要求的零件,侧面验证了模拟结果的可靠性。     

基于数值模拟和试验设计的拉延工艺参数优化

针对汽车薄板冲压件成形中容易出现的开裂和起皱的缺陷,借助AutoForm建立汽车地板零件的拉延成形的有限元模型,将数值模拟和试验设计相结合,以压边力、压机速度和摩擦因数为设计变量,采用正交试验对汽车地板零件的拉延成形工艺参数进行试验设计。先采用单因素试验确定设计变量的大致范围,再进行正交试验设计,最后按照设计的试验组进行数值模拟。试验分析中主要考察了最大减薄率和起皱准则。最后,采用多目标多约束来求解最优的工艺参数组合,得到优化的参数组合为:压边力为1.5×10~6N,压机速度为5 mm·s~(-1),摩擦因数为0.12。通过实验验证得到实际试模零件和数值模拟分析结果基本一致,表明采用该方法可以有效地用于冲压模具开发中成形工艺参数的确定。     

基于响应面法和NSGA-Ⅱ的接线盒仿真优化

在接线盒的成形过程中，为了解不同因素对接线盒成形质量的影响，获得最佳的成形参数，通过Dynaform建立有限元模型，结合Design-Expert软件设计响应面试验，通过试验获得最大减薄率和最大增厚率的多项式回归响应模型，进一步得出虚拟压边力、模具间隙和摩擦因数对工件最大减薄率和最大增厚率的影响程度，利用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对最大减薄率和最大增厚率进行优化求解，得到最优工艺参数为：压边力为21400 N,模具间隙为1.25 mm,摩擦因数为0.08。最后在Dynaform中进行仿真试验，并结合实际生产进行验证。研究结果为接线盒的实际生产提供了理论基础。     

纯钼板材真空环境高温拉深性能研究

在25~870℃温度范围内进行了厚度为2.0 mm纯钼板的单向拉伸试验,建立了高温拉深有限元分析模型。通过数值模拟与试验对比分析,确定了纯钼板高温变形摩擦与温度的关系,研究了成形温度、润滑、压边间隙和模具尺寸对热拉深工艺的影响,并采用优化的工艺参数进行了平底杯形冲头热拉深试验。结果表明,润滑条件对纯钼板热拉深影响最显著,其次是成形温度;在成形温度870℃,拉深速度30 mm/min,有润滑,压边间隙2.5 mm的参数组合下,最大拉深比可达1.94。     

基于CAE的汽车动力电池固定支架冷冲压工艺设计与分析

以汽车动力电池固定支架为研究对象,基于CAE软件Dynaform对该产品的冷冲压工艺进行设计与分析。通过CAD软件UG建立产品的三维数字模型,结合产品的材质、结构特点、精度和质量要求,确定了产品的冷冲压工艺方案为落料、拉延、冲孔修边。重点利用Dynaform软件对其拉延工序的工艺设计及参数进行数值模拟,依据模拟结果的成形极限图,获得了压边力、润滑条件和拉延筋参数对产品成形质量的影响。在压边力为700 k N、采用液体润滑剂(摩擦系数0.05)和拉延筋高度为7 mm、宽度为11 mm、圆角半径为4 mm、槽凸缘半径为3 mm的条件下,避免了产品出现起皱、拉裂、变形不足等缺陷,保证了产品的成形质量。     

Friction evaluation in hot strip rolling by direct measurement in the roll gap of a model duo mill

Using a model duo mill, and model material and lubricants, the hot strip rolling process has been simulated. The normal roll pressure, the shear stress and the shear-stress angle in the roll gap of the mill was measured by load tranducers, the purpose being to evaluate assumed frictional influencing factors, such as: strip reduction, rolling velocity, lubrication and different materials rolled. In order to improve the present simple-friction model for force calculation in hot strip rolling that uses just an average friction value, three friction models were evaluated: the friction laws by Coulomb, Tresca and Wanheim-Bay. The best model was then chosen on the basis of the measurements made in this study. Finally, suggestions for the improvement of the model of strip rolling is made.     

超硬织构化刀具高速切削钛合金试验研究

目的研究高速切削钛合金过程中表面织构对刀具切削性能的影响。方法通过开展常规(无织构)和织构化聚晶金刚石(PCD)刀具高速切削钛合金试验,分析不同条件下切削力、摩擦系数、切削粘结的变化。结果增加切削速度能够有效降低PCD刀具的切削力和摩擦系数。当切削速度为16.485~175.84 m/min时,相对于无织构刀具,织构化刀具的干切削性能在总体上表现最佳,且织构化刀具在干切削时的进给抗力、主切削力和摩擦系数最大分别降低了约71.75 N、39.95 N、0.13。结论高速切削可以显著降低刀-屑界面的切削力、摩擦系数。织构化PCD刀具在低速下的干切削性能明显优于常规刀具,且优于低温润滑条件时的减摩效果。     

825合金斜轧穿孔过程的温升和应力分布

本文针对镍基825合金斜轧穿孔生产无缝钢管过程中产生的裂纹现象进行研究分析,通过借助金相组织观察和有限元分析手段对开裂的原因进行了探讨,认为热加工过程中局部温升和增大的剪切应力是导致开裂的主要原因。此外,从管坯初始孔径、初始温度、顶头润滑条件等3个工艺参数的角度对管坯中心开裂现象进行了规律性研究,发现影响管坯局部温升的最主要因素是顶头润滑条件,通过降低顶头摩擦系数可明显降低局部温升现象,而工艺参数对最大切应力的影响并不明显。为此认为斜轧穿孔过程导致的温升是管坯质量控制的最关键影响因素。     

低温冷风MQL切削镍基高温合金的仿真与实验研究

为探究低温冷风微润滑这种绿色加工技术应用于难加工材料时的效果,对难加工材料GH4269在干式、浇注式和低温冷风微量润滑条件下进行仿真模拟与切削试验。用ABAQUS对GH4169在3种方式下切削力和切削温度进行仿真;设计多因素正交实验对仿真结果进行验证。通过比较不同润滑方式对切削力及切削温度的影响,得出影响曲线图,从而揭示难加工材料GH4169在车削过程中切削力的变化情况,为实际的生产加工积累和提供基础数据。     

基于正交法的过盈自锁液压支腿锁紧特性

过盈自锁液压支腿具有锁定刚性好、锁紧位置精度高等显著优点,但环境温度、摩擦因数和锁紧位置等对其锁紧性能具有重要影响,且各参数间还存在交互作用。提出采用正交法研究过盈自锁液压支腿的锁紧特性,基于环境温度、摩擦因数、锁紧位置3个因素和实际工况中对应的5个水平进行正交设计,通过有限元法获得液压支腿锁紧力的变化情况,并研究3种因素对锁紧力敏感性的影响：通过极差法和方差法分析了各个因素对液压支腿锁紧力的影响程度,发现摩擦因数对锁紧力的影响最大,环境温度次之,锁紧位置影响最小;通过回归分析建立了锁紧力与环境温度、摩擦因数和锁紧位置的函数关系,并通过数值仿真验证了该方程的有效性,为过盈自锁液压支腿的设计及研制提供参考。     

类金刚石膜对CoCrMo合金摩擦性能的影响

目的研究类金刚石膜(DLC)在不同工况条件下的摩擦性能。方法使用磁控溅射技术,在CoCrMo合金表面沉积掺杂Cr元素的DLC薄膜。通过X射线衍射能谱和拉曼光谱对DLC膜表面的化学成分进行分析,采用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察DLC膜的表面形貌,借助摩擦试验仪测试DLC膜在不同工况条件下的摩擦性能。结果薄膜表面呈现颗粒状结构,且薄膜表面粗糙度在10 nm左右,物相分析表明,DLC薄膜为非晶化结构。在牛血清白蛋白(BSA)和NaCl溶液润滑条件下,DLC/CoCrMo摩擦副的平均摩擦系数(COF)分别趋于0.08,磨损区域存在少量的刮痕;而在干摩擦条件下,摩擦系数曲线表现出由高到低的变化趋势,平均摩擦系数约为0.21,同时在销磨损表面能观察到石墨化转移层。当接触压力为1 MPa时,平均摩擦系数约为0.10;接触压力增加至8 MPa时,平均摩擦系数约为0.08。结论润滑条件下,DLC膜表面悬键被钝化,减小其与配副表面之间的相互作用力,因此摩擦系数较低;干摩擦条件下,石墨化转移层充当固体润滑层,最终导致摩擦系数呈现下降趋势。DLC薄膜对摩擦配副具有明显的减摩效果。     

磁力泵隔离套充液拉深成形模拟分析

运用板料成形有限元软件,对磁力泵隔离套零件的充液拉深成形过程进行模拟,获得成形后的零件成形极限图(FLD)和侧壁厚度分布图,研究了在确定的压边力、凹凸模圆角半径和摩擦系数下,液室压力、压边间隙对零件成形质量的影响规律。研究表明,当液室压力为40 MPa时,侧壁厚度分布范围在0.932~1.027 mm之间;压边间隙为1.08 mm时,零件的侧壁厚度最大减薄率为8.8%;通过控制液室压力为40 MPa、压边间隙为1.08 mm时,试验件壁厚均匀、减薄率低,获得较佳的成形效果,试验结果也进一步验证了结论的有效性。     

大型锻造过程数值模拟中摩擦模型的研究动态

分析了影响大型锻造过程摩擦状态的主要因素,概括和总结了塑性成形中常用摩擦模型的研究现状。在此基础上,讨论了综合考虑变形温度、变形速度、变形量和润滑状况等重要因素,建立基于常摩擦条件下新模型的可行性。