斜齿圆柱齿轮旋转精冲过程模具磨损模拟分析

在Deform-3D软件平台上建立了斜齿圆柱齿轮旋转精冲成形三维刚塑性有限元模型.基于Archard磨损模型对精冲过程进行了凹模模具磨损分析,得到了模具工作表面各点的磨损分布,确定了最大磨损发生区域,并与直齿圆柱齿轮精冲模具磨损进行了对比分析.通过单因素变量法,研究了反顶力、压边力、冲裁速度、凸凹模间隙、凹模圆角半径以及凹模初始硬度对模具磨损的影响关系.研究结果表明,磨损模型能准确预测旋转精冲过程中主要工艺参数与磨损之间关系,并从工艺设计方面提出了减小模具磨损的措施.     

基于Deform的锌合金冲模零件磨损特性研究

针对2号锌合金冲模零件的磨损问题,以汽车覆盖件冲模为研究对象,通过Deform-3D模具磨损分析模块获得模具零件型面的各点磨损情况,确定模具零件易发生磨损的区域。通过对比试验,研究了压边力、板料参数及冲压速度等工艺参数对磨损程度的影响。研究结果表明,凸模边缘圆角带磨损明显,底面和侧面磨损量较小;冲压速度、压边力和模具零件磨损量成正比关系,板料参数对模具零件的磨损影响较为显著;采用阶段性节点控制的方式预测模具使用15.5万次冲压后的磨损量与仿真结果误差为1.18%,表明此预测方法精准可行,对成形工艺和模具结构设计有一定的指导意义。     

车用突缘外套件温挤压成形及模具磨损研究

基于DEFORM-3D软件研究了车用突缘外套件温挤压成形工艺参数对挤压成形过程的影响以及凹模磨损。以成形载荷为评价指标,通过正交实验获得了温挤压成形最佳工艺参数组合,即模具温度350℃,坯料温度900℃,摩擦系数0.15,凸模速度12mm/s。基于Archard磨损模型,对凹模磨损情况进行了模拟,并和实际情况相对照,提出了减少模具磨损的方法。研究结果对车用突缘外套件的实际温挤压生产具有一定的指导意义。     

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。     

不同挤压次数下板料挤压凸模磨损规律研究

通过板料挤压凸模磨损实验,获取不同挤压次数下凸模的磨损轮廓数据,并以此建立凸模磨损模型。采用Deform磨损模块进行有限元模拟,得到各阶段凸模表面磨损深度分布情况。通过对比分析,研究了挤压次数、凸模表面轮廓以及磨损系数对凸模磨损的影响。研究结果表明:板料挤压过程中,初始阶段凸模的磨损比较大,随后凸模的磨损较为平缓;当挤压到一定次数后,由于多种磨损机制的共同作用,会使凸模磨损突然加剧,然后又趋向平缓;凸模刃口区域磨损最严重,凸模端面区域次之,凸模侧面区域最小;可以用磨粒磨损的方式表征不同挤压次数下凸模端面、刃口和侧面的磨损。     

亚热精密成形过程模具磨损的数值模拟研究

采用数值模拟技术分析了亚热挤压成形阶段坯料及模具上的参量变化。基于修正的磨损模型,将其引入到有限元数值模拟软件中,对亚热挤压过程中模具磨损量的变化情况进行了分析,得到了不同变形阶段的瞬时磨损曲线及一次成形结束时的综合磨损曲线。利用研究结果对模具的磨损寿命进行了预测,与实际情况对比,两者吻合较好。     

镁合金手机外壳冲模设计及实验研究

以AZ31B镁合金手机外壳冲模设计和在普通机械式锻压机上的冲压生产为例,对AZ31B镁合金冲压成形过程中的板料制备、冲模设计、模具及板料的温度、冲压变形速度、润滑剂的选用等关键技术作了较为系统的实验研究。实验表明,通过合理地选取模具参数并对拉伸速度、坯料及模具温度等主要影响因素的控制,可有效地解决AZ31B镁合金拉伸生产过程中的拉裂缺陷,在普通机械式锻压机上能成功地冲压出镁合金手机外壳。     

基于正交试验的LED散热器冷锻成形工艺参数优化

利用FORGE-3D有限元模拟软件对LED散热器的冷锻成形过程进行模拟与分析,得到了1050铝合金零件在冷锻成形过程中的成形载荷与模具磨损变化规律。基于数值模拟和正交试验法,分析了摩擦因数、桥口圆角半径、挤压速度和锻件飞边厚度对成形载荷和模具磨损的影响规律。结果表明:4组因素中,飞边厚度对成形载荷的影响最大,挤压速度对模具磨损的影响最大。综合考虑4组因素的模拟结果确定了最优方案,即摩擦因数为0. 06、挤压速度为5 mm·s~(-1)、飞边厚度为0. 6 mm、桥口圆角半径为1. 5 mm。该研究为大功率LED散热器零件的实际生产及其相似零件的生产提供了参考。     

提高精冲模具寿命的主要途径

通过对精冲模具基本的失效类型和影响模具寿命的主要因素的分析 ,提出了实践中常用的提高精冲模具寿命的主要途径     

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。     

考虑预热情况的液固挤压复合材料模具非稳态温度场分析及实验验证

基于辐射传热原理,建立液固挤压复合材料过程模具传热的非稳态有限元模型,采用有限元分析与实验研究相结合的方法研究模具初始温度场和液固挤压过程模具温度场的传热特性,得到了模具温度场的变化趋势及其对成形过程的影响规律,并对比研究了考虑模具预热和初始模具温度场恒定的数值模拟情况.结果表明,考虑预热情况的模拟结果更加接近实际,且模拟结果与实验结果吻合较好.     

精冲模具在冲压过程中的温升研究

为了研究精冲过程中剪切区温升对模具的影响,设计制造了一副能够安装热电偶以测量精冲过程中模具温度变化的精冲模具,并对4种不同材质板料在实时连续冲裁过程中的模具温度变化进行测量实验。采用基于热力耦合的有限元方法对连续精冲过程的温度变化进行模拟研究,模拟结果显示,精冲塑性好的板料模具温升较小;材料强度越高,料厚越厚,模具温升越大;待测点处温度都是前几次冲压过程快速升高,然后达到稳定状态,这与实际测量结果吻合。该有限元方法能有效预测精冲工艺温度场。     

易切削黄铜棒材连续挤压成形模具磨损的数值模拟

针对易切削黄铜连续挤压成形过程中存在变形抗力大、模具磨损严重等问题,以HPb59-1黄铜为例,基于Deform-3D软件,对其成形过程中模具磨损进行了数值模拟,得到了连续挤压过程中坯料的应力应变、速度和温度分布。结果表明,在模具口处的磨损最为严重。结果能为分析连续挤压模具寿命提供依据。     

基于Archard的正挤压模具磨损模拟分析与研究

对Archard模型进行了修正,建立了挤压磨损模型。采用Deform磨损分析模块对典型正向冷挤压过程进行了凹模模具磨损分析,得到了模具工作表面各点的磨损分布图,确定了最大磨损发生区域。通过对比分析,研究了模具几何形状、变形程度、滑动速度对模具磨损的影响关系。研究结果表明,挤压磨损模型反映了挤压过程中主要工艺参数与磨损之间关系,并从工艺设计方面提出了减低挤压磨损的措施。     

精冲模具崩刃失效演变及机理分析

从精冲模具崩刃失效的观测出发,利用体式显微镜、光学显微镜、环境扫描电子显微镜等设备,清晰显示了薄壁冲头和齿形冲头崩刃刃口附近侧面和底部的微裂纹、凹坑和变形形貌;结合文献理论、生产体验和形貌图分析了崩刃失效的演变规律、崩刃失效机制等。结果表明:冲头应力集中的重载导致的塑性变形是侧面主裂纹萌生的主要根源,挤压和拉拔力促进了裂纹的扩展,主裂纹汇合引起崩刃失效。最后根据影响精冲模具崩刃失效的因素,由生产现场实用化的角度,从被加工零件材料及形状、模具材料及结构、模具受力平衡性等方面给出了延缓模具崩刃失效的有效措施。     

精冲模具的选材及热处理

精冲时板料在三向压力作用下分离 ,从而可以获得尺寸和形位精度比普通冲裁高、剪切面光洁、平整的精密冲裁零件 ,目前精冲工艺愈来愈广泛用在汽车、摩托车零件的制造上 ,如凸轮、齿板、链轮和离合器板等。由于精冲模具所受的压力大 ,凸、凹模间隙非常小 (约为 0 0 1～ 0 0 2ｍｍ) ,以及精冲过程的热效应、摩擦力大等原因 ,使精冲模具的寿命很难得到保证 ,导致精冲模过早的被损坏或报废 ,严重地影响了精冲件的成本和精冲工艺的推广应用。要提高精冲模具寿命 ,模具材料的选择、模坯的锻造和热处理、表面处理是最关键的 ,必须引起足够重视。1…     

精冲技术的研究现状与发展趋势

本文从精冲机理、精冲工艺、精冲方法、精冲过程有限元模拟方法、精冲模具以及精冲设备这6个方面对精冲技术进行了综述,介绍了精冲技术在以上几个方面的研究现状。分析结果表明,目前对精冲技术的研究主要集中在精冲机理、精冲工艺、精冲设备等方面,对精冲模具、精冲方法、精冲过程有限元模拟方法等方面的研究还较欠缺;高强度材料及复杂结构零件的精冲生产是目前精冲技术的难点;提出了采用创新的精冲方法、高复合度的精冲复合工艺以及智能化的精冲模具将是精冲技术未来的发展趋势。     

PM HSS FAX38精冲挤压凸模微观组织及磨损失效机理研究

以精冲模具企业常用的一种粉末冶金高速钢FAX38为研究对象,采用带X射线能谱仪和背散射电子衍射功能的扫描电子显微镜对其微观组织进行观察和表征,确定其碳化物类型及体积分数。对FAX38精冲挤压凸模的磨损失效进行了观察和分析,发现凸模存在磨粒磨损和粘着磨损两种磨损形式,碳化物是抵抗磨损的关键组分;磨损面下浅表层的微裂纹主要在碳化物(Fe_3W_3C、VC)与基体的界面处及Fe_3W_3C内部萌生,在循环挤压过程中逐渐扩展到表面形成疲劳碎片;疲劳碎片的形成、表面碳化物的脱落及被挤压板材碎片的粘着等现象,形成了复杂的微观磨损形貌。最后,针对该凸模磨损机理,提出了减少磨损的措施。     

汽车用金属板料热成形过程中摩擦行为研究进展

以硼钢和铝合金板料为工件的热成形工艺在以实现汽车轻量化和提高碰撞安全性为需求的汽车制造领域的应用广泛。然而,在热成形过程中的高温、高压强的工况下,金属板料与模具之间的摩擦磨损导致板料拉毛、模具磨损和成形偏差,进而影响生产效率。近年来的国内外研究表明,在热成形生产周期内,摩擦行为受到接触界面内涂层、表面形貌和润滑效果下降等因素的综合影响。为了力求更加准确地预测摩擦行为,面向工业应用的摩擦磨损的模拟仿真正从基于接触条件的宏观层面向考虑表面情况的介观层面推进。通过回顾近些年来热成形工艺过程中的摩擦学研究,为厘清研究方向、开展下一步研究提供借鉴。     

基于FEM的铝型材分流焊合挤压过程数值模拟

铝型材的分流焊合挤压相对于其它传统的挤压方法,在生产中空型的管类型材时具有非常大的优势.本文基于FEM方法,利用DEORM-3D对薄壁铝合金圆管型材进行了从分流-焊合-挤出成形的全过程模拟.得到了挤压过程中的网格变形图和行程载荷曲线.同时针对分流模变形抗力大的特点,进行了模具的受力变形分析,对挤压过程中模具可能出现的失效进行预测.模具应力分析结果表明,分流孔及其模芯处变形量大,应力集中明显,容易磨损,设计模具时应重点考虑这些部分,以提高模具寿命.其模拟结果为模具设计和工艺参数选择提供理论依据.