载重汽车行星齿轮冷挤压成形工艺北大核心CSCD

载重汽车行星齿轮是汽车传动的重要零件,目前主要通过热锻制空心坯-冷挤压成形外齿的方式制造,该方式存在工艺路线长、成本高、耗能高的问题,严重制约了行星齿轮的发展与应用。针对该问题提出实心坯料一次冷挤压成形工艺方案,减少热锻相关工序,降低生产成本;建立行星齿轮一次冷挤压成形工艺方案有限元模型,通过DEFORM-3D有限元软件进行数值模拟分析,研究了凹模入模口半角、凹模定径带长度、下凸模锥顶角对成形质量、成形载荷的影响规律。研究结果表明:在凹模入模口半角为60°、凹模定径带长度为12 mm、下凸模锥顶角为12°时的成形质量较好。根据冷挤压一次成形工艺方案进行工艺试验,试验结果良好,满足预期要求,证实了该方案的可行性。     

内斜齿轮冷挤压成形工艺方案

首先对内斜齿轮的几何特点进行分析,并针对内斜齿轮在冷挤压成形时存在的成形力过大、成形质量差、挤压件脱模困难等技术难点,提出了采用浮动凸模的工艺方案。利用有限元软件DEFORM-3D,对空心坯料冷挤压工艺进行数值模拟分析,分别研究了坯料内孔直径、入模半角和定径带长度对挤压成形载荷和性能的影响。研究结果表明:当坯料内孔直径尺寸为Φ72. 5 mm、入模半角选取45°、定径带长度为20 mm时,内斜齿轮齿形充填均匀,齿形饱满,成形载荷也相对较小。采用浮动凸模的工艺进行内斜齿轮冷挤压成形工艺试验,证明了该工艺方案的可行性和数值模拟结果的正确性。     

基于数值模拟的渐开线花键件冷挤压工艺参数优化

基于弹塑性有限元数值模拟技术,使用MSC/SuperForm软件对传动轴渐开线花键冷挤压成形过程进行了数值模拟,通过改变工艺参数,分析了坯料直径、凹模入口半角和定径带宽度对挤压工艺的影响,并优化出最佳参数。根据优化结果进行冷挤压试验,得到质量合格的制件,为花键类汽车件冷挤压成形工艺的制定提供了依据。     

影响花键轴冷挤压弯曲变形的工艺参数优化

长轴类零件在冷挤压过程中易发生弯曲变形,针对凹模定径带误差,建立了有限元模型,研究了定径带相对长度、入模半角、坯料直径对弯曲变形的影响.模拟结果表明:适当增加定径带相对长度和入模半角,减小坯料直径均有助于减小定径带误差对弯曲变形的影响.工艺试验显示,改进后的工艺参数能有效降低花键轴的弯曲变形,提高成形质量,数值模拟结果对生产实际有较好的指导作用.     

离合器外齿毂冷挤压成形工艺

对某汽车离合器外齿毂的结构特征进行了分析,针对其内花键成形困难的技术难点,提出了冷挤压成形的工艺方案。通过有限元软件DEFORM-3D对离合器外齿毂冷挤压成形过程进行数值模拟分析,研究了入模半角、毛坯壁厚和摩擦系数对成形载荷及成形质量的影响规律。研究结果表明:当入模半角为45°、毛坯壁厚为6. 0 mm、摩擦系数为0. 12时,离合器外齿毂内花键圆角填充饱满,成形载荷也相对较小。并采用离合器外齿毂冷挤压成形工艺方案进行试验,证明了该工艺方案的可行性及数值模拟结果的正确性。     

离合器外齿毂冷挤压成形工艺参数多目标优化

针对某汽车离合器外齿毂冷挤压成形中出现的成形载荷大、材料利用率低和内花键圆角填充不饱满的缺陷,采用中心复合试验设计建立以入模半角、坯料壁厚、定径带长度和摩擦因子为优化变量,以成形载荷、坯料体积和内花键圆角间隙为优化目标的二阶响应面模型,并运用基于Pareto解的多目标遗传算法对模型迭代寻优,获得一组最优工艺参数:入模半角为26°、坯料壁厚为6. 8 mm、定径带长度为10 mm及摩擦因子为0. 10。有限元模拟和工艺试验验证结果表明:采用最优工艺参数能有效降低成形载荷并提高材料利用率,内花键圆角填充效果也得到了明显改善。试验结果与模拟结果基本吻合,验证了该优化方法的正确性。     

内花键冷挤压工艺的优化

传统的内花键冷挤压工艺为直接成形,坯料对凹模作用力大,花键不易从凹模取出.基于此,运用DEFORM-3D有限元软件,采用间接成形方式对内花键冷挤压过程进行了模拟.结果表明,间接成形虽然增加了一道预成形工序,但能够大大提高生产效率、端面尺寸精度及模具使用寿命,成形孔最优尺寸(θ)取20.5mm,入模半角α/2取25°.     

基于数值模拟的渐开线花键件凹模参数优化

基于弹塑性有限元数值模拟技术,使用MSC／Super Form软件对传动轴渐开线花键冷挤压成形过程进行了数值模拟,在坯料直径、凹模入口半角和定径带宽度等参数已优化的前提下,选择了GTi50作为模具材料,比较了不同模具结构对挤压工艺的影响,结合传统的组合凹模计算方法,实现了模具结构的优化。工艺试验表明,模具结构优化合理,数值分析及计算准确。     

异形齿离合器盘毂冷挤压工艺优化分析与实验研究

针对某带有异形齿法兰离合器盘毂的结构特点提出冷挤压成形工艺。结合有限元分析与正交试验设计方法,以异形齿盘毂冷挤压成形峰值载荷、齿形充填情况以及最大损伤值为目标函数进行正交实验设计,并采用有限元模拟软件分析其凹模入模半锥角、凹模过渡圆角半径、坯料直径、摩擦系数和挤压速度对盘毂冷挤压成形性的影响。分析结果表明:凹模入模半锥角、凹模过渡圆角半径、坯料直径对盘毂冷挤压成形性具有显著影响,并得到最佳工艺参数组合为:入模半锥角40°、凹模过渡圆角半径3 mm和坯料直径Φ53.5 mm。工艺试验结果表明,采用优化后的盘毂冷挤压工艺可以生产出质量合格的产品。     

基于DEFORM-3D的汽车花键轴零件冷挤压工艺参数优化设计

基于有限元模拟技术,应用DEFORM-3D软件对汽车花键轴零件的冷挤压成形过程进行了数值模拟,通过改变工艺参数,分析了凸模运动速度、摩擦系数和凹模锥角对挤压工艺的影响。以成形载荷为评价指标,通过正交试验获得了冷挤压成形最佳工艺参数组合,即正挤压时,凸模速度为12mm·s~(-1),摩擦系数为0.05,凹模锥角为60°;反挤压时凸模速度为12mm·s~(-1),摩擦系数为0.05。根据最佳工艺组合参数,进行了实际生产验证,得到质量合格的制件,为花键类汽车件冷挤压成形工艺的制定提供了参考。     

驱动齿轮冷挤压成形研究

分析了驱动齿轮的冷挤压成形工艺特征,确定其成形方式为齿轮与内花键同步挤压成形。利用Deform-3D有限元分析软件对驱动齿轮挤压成形过程进行数值模拟,分析了毛坯尺寸、凹模入口角对其挤压成形特性的影响。研究结果表明:当毛坯的外径尺寸大于齿顶圆直径尺寸2 mm、毛坯的内径尺寸为花键小径及凹模入口角为50°时,齿轮和内花键的齿形填充效果较好,同步挤压成形力相对较小。采用模拟得到的优化工艺参数进行挤压成形工艺试验,得到了符合成形精度要求的驱动齿轮成形件。     

渐开线花键冷挤成形工艺分析与模具设计

以某轻型汽车半轴渐开线花键为研究对象,利用有限元软件Deform-3D,采用数值模拟的方法,探讨了坯料直径、凹模引导区长度及定径带长度对花键冷挤压成形的影响规律。分析结果表明,随坯料直径增加,成形力上升,齿形成形效果显著提高,但坯料直径过大,回弹现象影响齿形精度;引导区长度对花键冷挤成形性有影响,若引导长度设计太短,挤压过程不稳定或不能成形;定径带长度对花键的成形质量和成形力影响显著,随定径带长度增加,齿形越饱满,齿槽越深,挤压力越大。优化设计了冷挤花键组合式凹模的关键参数,工艺试验表明,分析准确,设计合理。     

基于数值模拟的大长径比筒形件正挤压成形工艺研究

基于DEFORM-3D数值模拟软件,以某深孔汽缸为研究对象,建立了大长径比筒形件正挤压成形的有限元仿真模型,研究入模角α、凹模圆角r、定径带长度h、挤压速度v等工艺参数对金属塑性变形的影响;以挤压力峰值Lmax、坯料损伤峰值Dmax和凹模磨损量W为优化目标,进行正交试验方案设计,分析各工艺参数对优化目标的影响规律,获得较合理的工艺参数组合。研究结果表明,当入模角α=90°、凹模圆角r=3 mm、定径带长度h=20 mm、挤压速度v=10 mm/s时,可有效降低挤压力峰值和凹模磨损量,保证了零件的成形质量与模具的使用寿命。     

大模数圆柱直齿轮正挤压数值模拟与实验研究

根据某型圆柱直齿轮的结构特点,提出了正挤压成形工艺。基于数值模拟研究了凹模入模角和坯料直径对成形性的影响。结果表明:当凹模入模角取45°时,凹模型腔充填最好,能获得完美的齿形。采用优化后的工艺参数对圆柱直齿轮进行了冷挤压成形试验。结果表明,冷挤压成形工艺方案适合空心直齿轮的成形。     

花键轴冷挤压工艺研究与模具设计

根据典型摩托车花键轴的结构特点,制订了合理的冷挤压方案,讨论了工艺设计中的几个关键问题。经计算、分析与校核,得到了花键轴短端挤压力为206 kN、最佳入模口形状与角度(长端花键轴入模半角为25°,短端花键轴入模半角为30°)以及工作带长度为6 mm等参数,并在此基础上设计了花键轴成形模具。经冷挤压试验和理化分析,得到了合格的挤压件,验证了工艺设计的正确性。     

花键套冷挤压成形工艺方案分析

针对花键套在冷挤压成形内花键时出现的凸模断裂问题,建立内花键成形的有限元模型并进行数值模拟。模拟结果表明,凸模导向区与齿形区截面变化大,圆角过渡处容易产生应力集中,从而导致在过渡处发生断裂。提出去掉凸模导向区、在凹模内增加浮动芯轴作为导向的解决措施。并对改进的工艺方案进行数值模拟分析,凸模无应力集中现象,花键套无成形缺陷。工艺实验结果表明,采用改进的工艺方案可以有效避免凸模反挤压成形内花键的断裂问题,延长模具使用寿命。     

矩形花键轴开式冷挤压成形力的数值模拟研究

成形力大小足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人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.     

太阳轮内外齿冷挤压成形工艺方案研究

太阳轮是行星齿轮传动机构中重要的零件,针对太阳轮的结构特点提出了一次成形和分步成形的两种冷挤压成形外齿和内花键的工艺方案。运用Deform-3D塑性有限元分析软件对这两种方案的成形过程进行数值模拟,并对其成形过程和成形质量进行了分析比较。数值模拟和工艺试验表明:太阳轮可以通过分步冷挤压成形的工艺方法成形出质量合格的内花键和外齿;分步成形的工艺方法能够简化凸模结构和提高模具使用寿命,同时可以避免一次成形工艺方法中由于金属堆积等因素造成的质量缺陷;分步成形工艺方法中增加了精整外齿工艺,在保证内花键成形质量的同时提高了外齿的成形质量。     

矩形花键冷挤压成形工艺参数多目标优化

针对矩形花键冷挤压成形中出现齿形充填不饱满和成形力过大的缺陷问题,以x1(坯料直径)、x2(坯料初始倒角)、x3(入模半角)为优化变量,采用响应面法结合有限元数值模拟对花键冷挤压成形工艺参数进行多目标优化。根据实验设计结果分别建立了两个目标函数的二阶响应面模型,方差分析结果表明,模型预测精度高并能够较好地描述两个目标函数关于设计变量的响应。在优化范围内得到矩形花键轴成形最优工艺参数为:x1=Ф48.5 mm,x2=20°,x3=15°。将优化后的工艺参数进行实际验证,结果表明:前端塌角量降至0.27 mm,最大成形力降至1300 k N。工艺试验证明了采用多目标优化得到的工艺参数可以获得合格的产品。     

重卡花键毂镦锻工艺仿真及优化

针对重卡花键毂闭式镦锻工艺存在纵向飞边、毛刺等问题,通过分析锻件成形工艺,提出整体式和可分式两种镶块模具结构,基于可分式凹模的开式镦锻模具结构,制定了分模面位置在花键毂最大轮廓端部前端面和端部中间两种成形方案,并和整体式凹模成形方案作出对比分析。借助DEFORM-3D软件对两种成形方案进行模拟,根据损伤值大小、应力、应变等对比分析了两种方案的优劣性。结果表明,采用可分式凹模可以有效地解决花键毂横向飞边的存储问题,分模面位置在端部中间时能有效解决切边后的"拉毛刺"问题。最终通过花键毂的实际生产验证了可分式凹模结构且中间分模方案的合理性。