基于正交试验的铝合金筋板类锻件成形工艺参数多目标优化

为了获得更好的铝合金筋板类锻件锻造成形工艺参数,采用正交试验和有限元模拟技术对锻造成形工艺参数进行了多目标优化。以铝合金筋板类锻件成形载荷和金属流动速度作为评价指标,分析成形速率、坯料温度、摩擦系数、飞边槽桥部宽度和高度对锻件质量的影响。并用极差分析法分别得到成形载荷和流动速度的最优工艺参数。最后利用多目标综合平衡法,获得成形载荷和金属流动速度的工艺参数组合,并对最优工艺参数进行了验证。     

档位齿轮预成形形状与工艺参数的复合型蜂群算法优化

为了降低档位齿轮的成形载荷并提高锻件的合格率,提出了基于电场法和复合型蜂群算法的预成形形状与工艺参数联合优化方法.基于电场法,得到了各闭合等势线对应的备选预成形形状,同时选择压机速度、摩擦因数、坯料温度等参数作为共同优化参数,以降低成形载荷和提高填充率为目标,建立了多目标优化模型.在人工蜂群算法中引入Metropoli...     

基于响应面法的汽车发电机磁极锻造成形工艺多目标优化

针对汽车发电机磁极锻造成形过程中出现的填充不满、成形载荷过大、局部应力过大等缺陷,采用Deform软件对磁极锻造成形过程进行数值模拟分析。以降低未填充率、成形载荷和局部应力最大值为优化目标,以坯料直径、锻件温度、挤压速度和摩擦条件为优化变量,通过4因素5水平的中心复合试验,采用响应面法进行建模分析,最终得到3个优化目标的二阶响应面模型;对所建立的模型进行方差分析,通过模拟试验验证了该模型的准确性和可靠性。实际生产表明:采用优化工艺参数组合可以得到成形缺陷较小的磁极锻件,锻件成形精度可以达到±0.5 mm;成形载荷和局部应力最大值得到降低;提高了模具寿命及生产效率。     

铝合金直齿锥齿轮等温锻造数值模拟及参数优化

以直齿锥齿轮作为研究对象,以锻造铝合金作为齿轮的材料,对其等温锻造成形工艺及参数优化进行研究。利用Deform-3D软件,建立有限元分析模型,对齿轮的开式锻造过程进行模拟研究,获得锻造过程中的金属流动及成形载荷情况。并利用正交试验法对成形过程的关键参数(温度、连皮高度、连皮厚度、圆角半径、飞边厚度)进行优化,得到了不同参数对成形载荷的影响程度,其大小依次为温度、飞边厚度、圆角半径、连皮高度、连皮厚度。在此基础上对上模速度和摩擦系数进行单变量的优化,以成形结果齿形充满无折叠等缺陷的前提下成形载荷最小为优化目标,获得了最佳的工艺参数。     

某VCR发动机齿板热锻成形参数研究

对某VCR (Variable Compression Ratio,可变压缩比)发动机齿板热锻成形进行参数影响和优化研究,可为锻件质量控制提供理论依据。基于DEFORM-3D,建立了该过程的有限元仿真模型,研究了坯料始锻温度和上模下压速度等参数对金属填充模腔情况、成形载荷、终锻件温度和等效塑性应力分布等的影响。结果表明:在研究的参数范围内,金属填充模腔完整,无折叠缺陷;当坯料始锻温度升高或上模下压速度加快时,各工步所需载荷和终锻件的最大等效塑性应力均减小,终锻件温度升高。最终获得了较优参数,即坯料始锻温度为1050℃、下压速度为50 mm·s~(-1)时,终锻件温度分布合理、填充饱满、无折叠和表面过度氧化缺陷,且锻件应力和成形载荷小,并对较优参数进行了实验验证。     

1250tf锻造液压机的实验研究

近年来,国外广泛采用下拉式油泵直接传动的锻造液压机。这种压机比正装式泵-蓄势器传动的锻造液压机有许多优点。下面介绍苏联第聂伯彼得罗夫斯克重型压机生产联合公司制造的1250tf锻造液压机的实验研究。 1250tf锻造液压机的性能和参数公称压力(tf) 1250活动框架最大行程(mm) 1250速度(mm/s) 空程向下速度 360,120 回程速度 300,120 额定载荷工作速度 100锻造精度(m m) ±1.5最大工作压力(Mp_a) 32主泵额定流量(L/min) 2000主传动额定功率(kW) 1000     

基于Deform-3D的AZ31镁合金自行车曲柄等温闭式锻造过程的数值模拟

通过对镁合金自行车曲柄等温闭式锻造过程进行数值模拟,揭示自行车曲柄锻造变形过程中的金属流动规律,分析速度场和凸模行程-载荷曲线的特点.其成形过程分为4个阶段:弯曲变形阶段、杆身压扁阶段、填充型腔阶段和最终成形阶段.研究了温度及工作速度对镁合金等温锻造过程的影响,结果显示,在350℃左右的等温环境,凸模的工作速度为3mm...     

基于响应面法的机动车尾气后处理系统铝泵体的精锻工艺优化

针对机动车尾气后处理系统铝泵体精锻过程中出现的锻件凸台充填不完整、模具易开裂和飞边废料多等问题,建立了以锻件凸台端面充填率、终锻力比率和材料利用率为优化目标,以模具预热温度、坯料长度、坯料加热温度和飞边桥部高度为设计变量的二次多项式响应面模型。然后结合响应面法与差分进化算法对锻造参数进行优化,得到的最优锻造参数为:模具预热温度为350℃,坯料长度为83. 27 mm,坯料加热温度为490℃和飞边桥部高度为1. 15 mm。最后,采用最优锻造参数进行实际生产,生产出的锻件充填完整,提高了模具寿命和材料利用率。     

螺旋锥齿轮温成形工艺参数的优化设计

齿轮成形载荷过大和齿形充满不均匀是目前螺旋锥齿轮近净成形技术的主要问题。本文运用正交试验法,通过刚塑性有限元法对闭式模锻螺旋锥齿轮温成形过程进行了模拟。研究了成形速度、毛坯温度、摩擦系数以及模具分流腔宽度四个参数对成形载荷和有效成形距离的影响。以成形载荷和有效成形距离为指标,优化出工艺参数并进行了验证。以优化工艺参数进行了锻造试验。结果表明,使用优化的工艺参数能有效地减少成形载荷以及有效成形距离。使用螺旋温优化工艺参数成形锥齿轮的结果与试验结果一致性较好。     

档位齿轮坯精锻成形工艺的数值模拟和试验研究

针对目前开式锻造档位齿轮坯工艺中耗能大,材料利用率低的问题,提出了一套新的闭式精锻成形工艺方案.利用有限元数值模拟软件DEFORM-3D分析了始锻温度、摩擦因子、压机速度对最大的成形载荷及成形质量的影响.并用优化的工艺参数进行生产试制,其结果与数值模拟吻合较好.     

基于响应面汽车变速器螺旋伞齿轮精锻成形工艺优化

针对螺旋伞齿在精锻时齿形成形质量差、成形载荷过大等缺陷,以某汽车变速器螺旋伞齿轮为研究对象,建立了以坯料始锻温度、摩擦系数以及压力机速度为设计变量,以最大成形载荷和终锻填充率为目标函数的二次多项式响应面模型,结合数值模拟方法以及Matlab优化工具箱,得到了优化的成形工艺参数为:坯料初始温度1000℃、摩擦系数0.3和摩擦压力机的成形速度200 mm·s-1.最后基于优化后的工艺参数,通过工艺试验验证了该模型的有效性,试验获得的螺旋伞齿齿形饱满,设备成形载荷满足要求.     

盘形滚刀刀圈锻造金属流线数值模拟研究

为了研究盘形滚刀刀圈锻造过程对金属流线的影响,基于塑形成形软件,建立了盘形滚刀刀圈锻造过程模型,通过改变始锻温度、锻造速度和其他主要参数,得到各参数对刀圈金属流线的影响,研究结果表明:锻造速度和始锻温度对金属流线的影响不大,在制坯过程中,摩擦因子、变形程度以及始锻高度对金属流线影响较大,增大摩擦因子、增大变形程度以及降低始锻高度对金属流线有优化作用,其中当始锻温度1 150℃,锻造速度15 mm/s,摩擦因子取0.5,变形程度80%,始锻高度不低于80 mm时能得到最佳成形效果。     

镁合金轮毂变形参数对反挤压高度的影响

以AZ80镁合金轮毂的反挤压成形工艺为例,利用Deform有限元模拟软件,分别研究了不同压机速率、不同温度对AZ80镁合金反挤压高度的影响.通过对相同压机载荷下的不同反挤压高度的分析,得到了其在成形轮毂时的最佳压机速率为0.01～0.10mm/s和成形温度段380～400℃,为后期AZ80镁合金的热成形性研究提供了一定的理论依据.     

基于NSGA-Ⅱ的7050铝合金锻造力学性能多目标优化北大核心CSCD

为探究7050铝合金锻造工艺参数对其锻件力学性能的影响,基于7050铝合金的等温锻造工艺,设计了Box-Behnken响应曲面试验,建立了7050铝合金锻件的力学性能(抗拉强度和伸长率)与锻造工艺参数(锻造温度、变形率和锻造速度)之间的回归模型,并通过对回归模型进行方差分析,得到了各工艺参数对力学性能的影响顺序及他们之间的交互作用。基于MATLAB软件,应用非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ对7050铝合金力学性能回归模型寻求Pareto最优解集,得到最优工艺参数组合。结果表明:7050铝合金锻造工艺参数对其锻件抗拉强度的影响顺序为:锻造温度>锻造速度>变形率>(锻造温度×锻造速度)>(变形率×锻造速度);对伸长率的影响顺序为:锻造温度>变形率>(锻造温度×锻造速度)>(锻造温度×变形率)>锻造速度。Pareto最优工艺参数组合为:锻造温度为399.8℃、变形率为59.84%、锻造速度为15.03 mm·s^(-1),此时,抗拉强度为605.30 MPa、伸长率为14.78%,7050铝合金锻件的力学性能更优。     

转向轴承套圈温锻成形工艺的有限元模拟

利用Deform-3D有限元软件模拟分析了转向轴承套圈温锻成形工艺,分别从等效应力场、等效应变场、温度场和成形载荷角度考察了温锻工艺下轴承套圈的锻造温度、模具预热温度、成形速度和摩擦系数的影响,获得了最佳的工艺参数,并且对工艺参数进行了实验验证。模拟结果表明,当锻造温度为750℃、模具预热温度为200℃、成形速度为10 mm·s-1、摩擦系数为0.3时,转向轴承套圈的成形效果最好。在最佳工艺参数条件下进行实验验证,结果表明:锻件外观质量、几何尺寸、金相组织和硬度等各项指标均满足要求。按照产品工艺进行车削、热处理和磨削等后续加工,得到的锻件质量符合要求。     

不同工艺参数下6010铝板极限拉深高度变化的模拟分析

以6010铝板的圆筒形件拉深成形为例,利用Dynaform软件有限元模拟成形,研究了压机速度、摩擦系数和圆角半径等成形因素对极限拉深高度的影响。得到了当取压机速度8000mm／s～14000mm／s、摩擦系数0．2左右及冲模圆角半径13mm时效果最好。为电池壳、子弹壳等相关零件的拉深工艺参数设计,提供了理论依据。     

基于响应面法的整体式结合齿齿轮温锻工艺优化

针对整体式结合齿齿轮温锻过程成形载荷大、锻件充填不完整和模具磨损大等缺陷,以DCT250双离合自动变速器中某整体式结合齿齿轮作为研究对象,建立了以模具预热温度、坯料加热温度、摩擦因子和锻造速度为设计变量,以锻造过程成形载荷、齿形模具最大磨损量和锻件成形率为目标的二次多项式响应面模型。通过响应面法与有限元模拟相结合的方法对温锻过程的工艺参数进行优化,从而得到该产品的最优锻造工艺。经过实际生产验证发现,最优锻造工艺能够在较低成形载荷的条件下锻造出合格的锻件,并且齿形模具的使用寿命由最初的1000件提高至4500件,有效提高了齿形模具的使用寿命。     

基于正交试验与响应面法汽车转向节模具结构优化北大核心CSCD

以某汽车转向节为研究对象,使用Deform-3D有限元软件进行热锻成形数值模拟,通过分析金属填充效果发现转向节在长枝叉处出现塌角缺陷。针对此缺陷设计阻力墙结构,利用正交试验筛选出对于转向节的预锻成形载荷与飞边长度影响显著的结构因素,依次为阻力墙斜度D、阻力墙间隙C和阻力墙宽度G,确定了桥边宽度为15 mm,阻力墙高度为25 mm,阻力墙圆角半径为15 mm,再利用响应面法,建立了阻力墙间隙C、阻力墙斜度D和阻力墙宽度G与预锻成形载荷Z_(1)和飞边长度Z_(2)的二阶响应面模型,从而获得最优阻力墙参数组合为:阻力墙间隙为2.5 mm、阻力墙斜度为13°、阻力墙宽度为44 mm,实际生产结果表明,该阻力墙结构设计合理,锻件充填完整,未出现塌角缺陷。     

基于响应面法的大型铝合金锻件的多目标成形优化

以大型铝合金锻件为研究对象,以锻件的应变均匀性及锻造变形力作为评价指标,提出了采用正交实验并进行响应面法建模分析,得到了二阶响应面模型。通过数值模拟验证模型准确性,可用于后续优化。求得目标函数设计空间中的最佳工艺参数组合为:飞边槽高度3.56 mm、锻造温度451℃、摩擦系数0.35和成形速率7.25 mm·s-1。采用Deform对优化后的工艺参数进行验证,优化后锻件的成形均匀性较好,并可以降低锻件成形载荷。根据优化结果,对铝合金锻件进行生产试制,结果表明,通过多目标优化后得到的锻件尺寸及性能均满足要求,设备成形载荷能较好地满足要求。     

基于Deform-3D的双向法兰套管温锻工艺优化

为了解决双向法兰套管温锻一次成形件填充不满以及锻造载荷过大的问题,本文提出了采用预锻+终锻的二次成形工艺。结果表明,相比于一次成形工艺,使用二次成形工艺不仅提高了温锻的充填率,还降低了锻造载荷,预锻和终锻载荷最大值分别下降了43.0%和18.8%。