基于正交试验的温挤压模具磨损优化设计

以汽车转向螺杆的杯-杆件温热挤压凹模为例,通过对温挤压成形工序的分析,得到影响温挤压凹模磨损寿命的4个主要因素,即凹模入口处圆角大小、模具初始硬度、模具初始温度、摩擦因子。设计四因素四水平标准正交实验表,通过Deform 3D数值模拟软件,基于Archard磨损理论进行温挤压凹模型腔磨损正交试验。以凹模磨损量最小为目标获得凹模模具的最优四因素组合,并得出在温挤压内孔工序中模具初始硬度对凹模磨损影响最大,对实际生产中模具材料的选择和热处理有一定指导作用。在最优参数组合下,通过数值模拟计算得到凹模在温挤内孔中稳定阶段的磨损量,并预测出模具的使用寿命。     

基于正交试验的汽车覆盖件冲压工艺参数优化

将正交试验设计方法与冲压数值模拟相结合,综合评估了冲压过程中的压边力、摩擦系数、模具间隙和冲压速度等对汽车覆盖件冲压成形质量的影响,并确定优选的工艺参数组合.以汽车翼子板为例,建立了冲压件和模具的计算机辅助工程模型.运用正交试验方法进行仿真计算方案的设计,通过对仿真数据的方差等分析,找到了最优的工艺参数组合.所得结论对冲压工艺的设计具有指导意义.     

铝型材挤压成型数值模拟及优化设计

应用有限元法,通过对AA6063铝合金方管挤出过程进行数值模拟,优化了分流组合模的工作带,以模孔出口处型材挤出速度的流速均方差为目标,使模孔出口处型材挤出速度均匀;同时通过对影响型材焊合品质的3个重要工艺参数:挤压速度、模具预热温度和坯料预热温度进行正交试验,以焊合面上的压力大小作为评定型材焊合品质好坏的标准,获得了AA6063铝型材挤压的最佳工艺参数组合。     

数值模拟方法在挤压工艺参数优化中的应用

以出口速度场相对标准速度场偏差(RSDV),平均挤压力P和最大von Mises等效应力σmax作为优化设计目标函数,通过正交设计试验方法和数值模拟手段,对一款双T形截面型材的挤压工艺参数进行优化设计,探讨了一种挤压行业工艺和模具尺寸标准化的方法,并且通过实验验证,证明了经过优化后的工艺合理,实验结果与数值模拟分析结果相吻合。分析发现,在保证模具强度和模具寿命的前提下,提高挤压的速度和模具工作带的高度,能够提高型材挤出的稳定性。     

基于磨损正交试验的温挤压模具优化设计

以汽车转向螺杆的杯-杆件温热挤压凹模为例,通过对温挤压成形工序的分析,得到影响温挤压凹模磨损寿命的4个主要因素,即凹模入口处圆角大小、模具初始硬度、模具初始温度、摩擦因子。设计四因素四水平标准正交实验表,通过Deform-3D数值模拟软件,基于Archard磨损理论进行温挤压凹模型腔磨损正交试验。以凹模磨损量最小为目标获得凹模模具的最优四因素组合,并得出在温挤压内孔工序中模具初始硬度对凹模磨损影响最大,对实际生产中模具材料的选择和热处理有一定指导作用。在最优参数组合下,通过数值模拟计算得到凹模在温挤内孔中稳定阶段的磨损量,并预测出模具的使用寿命。     

基于粒子群算法的冷挤压模具结构参数优化设计

针对石油射孔弹挤压件,对一次挤压成形和先预挤压再终成形两种工艺进行了对比,确定了合理的工艺方案,模具结构采用预应力挤压组合凹模。采用拉丁超立方方法,分别对预挤压和终成形的组合凹模的径向直径比和过盈系数进行了抽样,应用有限元方法对抽样所得的不同结构进行数值模拟,将所得模拟结果作为响应,建立等效应力与组合凹模结构参数的Kriging模型。以降低凹模内壁最大等效应力为优化目标,分别对预挤压和终成形两个阶段的组合凹模结构参数进行了优化分析。应用Kriging模型结合粒子群算法,在结构参数的变量空间内进行全局寻优,得到了各组合凹模最佳的径向直径比和过盈系数,确定出优化的组合凹模结构尺寸,为该挤压组合凹模的设计提供了定量的优化依据。     

汽车轮毂轴承套圈冷挤压数值模拟分析研究

对某型号汽车轮毂轴承内圈冷挤压模具进行三维建模,利用Deform软件,设定挤压条件后,对内圈挤压成形过程进行了数值模拟。分析了挤压过程中金属的流动与速度分布,挤压速度和摩擦因子对模具载荷的影响,并对凹模的应力进行了分析,指出应力集中导致模具容易损伤的部位。通过数值模拟分析,提出了减小摩擦因子,提高表面质量的方法,减小应力集中和载荷过大造成的模具损伤,通过优化工艺参数提高挤压成形质量。     

齿轮坯预锻最佳工艺参数研究

为了得到某齿轮坯热模锻预锻过程最佳工艺参数(预锻模具温度,坯料加热温度,滑块行程次数)组合,使用正交试验方法设计出多因素多指标无交互作用的数值模拟试验方案,再结合Deform-3D数值模拟技术,根据统计的数值模拟结果进行分析,得出最佳工艺参数组合为:模具温度250℃,坯料加热温度1100℃,滑块行程次数80s/min;并且对最佳组合进行了数值模拟试验验证,结果良好;其中,模拟结果分析从最大成形载荷,最大、最小应变差,最大等效应力,填充情况,锻件最大温度,毛刺或折叠缺陷,损伤值等多个角度进行;最后经生产试制得到满足要求的锻件。     

BP神经网络与遗传算法结合下的温挤压模具优化设计

以汽车转向螺杆类杯-杆件的温挤压凹模为例进行模具磨损分析及其寿命预测。以影响温挤压凹模磨损的4个主要因素,即凹模入口处圆角大小、模具初始硬度、模具初始温度、摩擦因子作为工艺参数,并分别选取4个不同水平值,确定四因素四水平的32组温挤压凹模磨损试验方案,通过Deform 3D有限元数值模拟软件进行成形过程的数值模拟。以不同影响因素和对应模具的磨损量为样本训练BP神经网络,建立4个主要因素与凹模磨损量之间的映射关系,以温挤压凹模磨损量为目标函数,通过遗传算法对4个影响因素进行组合优化,使凹模磨损量最小、寿命最长。     

多孔发射药挤压模具的结构参数优化

为了得到多孔发射药模具的合理结构参数,采用正交实验法设计模具结构参数组合。应用Workbench流固耦合模块模拟发射药药料在模腔内的挤压过程及针架的变形过程,得到模具最优结构参数组合,并通过挤压实验验证了所选模具结构参数的合理性。     

外星轮热挤压模具结构及工艺参数联合多目标优化

针对外星轮热挤压过程模具负载大、填充性能波动的问题, 对关键的模具结构参数（入口斜度,根部圆角,模口圆角）及核心工艺参数（挤压速度,摩擦因数,坯料初始温度,模具预热温度,模具硬度）开展联合优化,以期获得负载和填充性能的平衡。首先应用部分析因试验设计,针对最大成形载荷和填充能力进行主参数效应筛选,对得到的关键因子进行拉丁超立方抽样并对样本点进行有限元模拟。以关键因子为变量、有限元模拟结果为响应,分别建立最大成形载荷和填充能力的径向基函数近似模型。基于上述近似模型,采用线性加权和法将所得近似模型转化为单目标函数,利用粒子群算法进行全局寻优,得到优化的关键结构和工艺参数组合,并通过仿真和生产试验验证了优化结果的正确性。     

爪极锻造工艺参数多目标优化

随着车载电器技术的不断进步和发展,对发电机爪极发电等性能的要求也越来越高。基于Archard磨损模型,针对影响爪极精锻模具寿命的工艺参数,设计正交试验。通过Deform数值模拟,研究了坯料初始温度、模具初始温度、模具硬度、成形速度以及工件与模具之间摩擦系数对成形载荷和模具磨损的影响。综合考虑多目标因素,优化了爪极成形的工艺参数,分析得到了影响爪极成形载荷和模具磨损量的最优工艺参数.研究表明:按照最优工艺参数精锻模具寿命可以提高57.025%。     

型材挤压过程工艺参数优化模型

提出了一种集数值仿真、人工神经网络和遗传算法为一体的工艺参数优化模型,用于型材挤压成形过程工艺参数优化,合理配置了非对称角铝型材模模孔位置。通过现场试验,验证了提出的工艺参数优化模型是行之有效和正确的。并在模孔位置优化配置结果基础上对其挤压成形过程进行数值仿真,分析了挤压成形过程中各阶段网格畸变情况,给出了挤压变形时应力和应变分布,对指导型材挤压工艺和模具优化设计具有重要意义。     

发动机壳体热挤压成形模拟及模具设计

针对发动机壳体零件的特点,分析了其热挤压成形工艺,确定了挤压成形工艺参数,并利用数值模拟软件,分析了发动机壳体挤压成形时金属的流动规律和压力行程曲线,从而保证了挤压件的质量,为实际生产提供了理论基础,并以此为依据设计了一套热挤压模具。     

基于修正Archard理论的螺旋锥齿轮锻造模具寿命预测

基于修正的Archard理论,采用弹塑性有限元模型对螺旋锥齿轮热锻成形的模具磨损进行了模拟仿真,分别从齿模齿顶的过渡圆弧半径、模具热处理硬度、模具的预热温度以及锻造成形速度四个方面对模具易磨损位置的磨损量进行计算,采用正交试验优化设计方法分析各工艺因素对模具寿命的影响规律,确定最优的工艺参数进行锻造试验。试验结果表明,使用提出的预测模具寿命的方法估算的模具寿命与试验结论具有较好的一致性。     

多腔壁板铝型材挤压过程数值模拟及模具优化

挤压模具在铝型材挤压生产中起着至关重要的作用,挤压模具设计的优劣直接影响挤压产品的质量。然而实际生产中,挤压模具的设计更多依赖传统设计经验,需要多次试模和修模,无法满足产品开发需求。以典型的多腔壁板铝型材为例,应用UG建立分流组合模几何模型,采用基于任意拉格朗日—欧拉(Arbitrary Largrang-Euler,ALE)算法的HyperXtrude软件对多腔壁板铝型材的挤压成形过程进行数值模拟,获得挤压过程中速度场、温度场、应力场及金属流动情况。针对初始模具设计的不足,提出多腔壁板铝型材挤压模具优化三步曲(开设引流槽、增设阻流块、优化工作带),有效地解决了初始模具设计中速度分布不均的问题。利用数值模拟方法可以优化模具结构,提出的多腔壁板铝型材挤压模具优化三步曲对同类铝型材挤压模具结构设计具有一定的指导意义。     

传动轴冷拔模具结构参数优化仿真设计

利用有限元法对传动轴冷拔过程进行模拟仿真,通过正交实验法研究模具结构参数（工作锥半角a、过渡圆弧半径R、定径带长度t）对传动轴冷拔成形的影响,模拟分析得到最小拉拔力、最小径向压应力及最小等效残余应力条件下最优模具参数组合为-＇Or=5。、尺：5mm、L。=4mm。在此基础上对优化方案和传统的设计方案进行了模拟比较分析,结果表明优化的模具结构比传统的方案更好,有利于提高冷拔制品质量,延长模具寿命。     

基于正交实验的铝瓶盖冲压成型参数优化

以某型号药用铝3003瓶盖为研究对象,针对瓶盖顶部凸环内壁处拉深变薄率较高,生产中拉裂安全裕度不够的问题,通过将正交试验设计与冲压数值模拟相结合应用的方法,以ABAQUS有限元软件为仿真优化平台,综合评估了冲压过程中的压边力、坯料直径、凹模圆角和模具间隙等参数对冲压件冲压成形质量的影响;通过对仿真数据的极差分析和工艺分析,确定了优选的工艺参数组合。实验表明,基于正交试验对瓶盖成形工艺参数和结构参数优化的方法可行,所得结论对拉深工艺的设计具有指导意义。     

快速模具模塑成形充模过程的工艺参数优化

分析快速模具(Rapid tooling, RT)模塑成形充模过程的特点及影响充模质量的主要工艺因素,提出基于数值仿真及正交试验技术的RT模塑充模工艺参数优化方法。以模具填充结束时的平均体积转换率和平均剪切速率作为评价指标,在定量分析主要工艺参数对充模过程影响程度的基础上,确定最优工艺参数组合。该方法的特点是可针对每一具体产品结构进行分析,仿真试验结果直观,可比性强。所采用的试验原始数据来源于经验推荐值,因而对于RT模塑充模工艺参数的优化具有普遍性。以某公司生产的B超机操作台为实例进行的分析证明该方法的实用性和可靠性。     

万向节十字轴套筒的热挤压成形工艺

基于有限元模拟技术,借助DEFORM软件对万向节十字轴套筒零件的热挤压成形过程进行数值模拟。通过对不同直径的坯料进行数值模拟,对其结果进行对比分析,以获得成形效果较好的毛坯;通过不断改变工艺参数,分析凸模运动速度、摩擦系数及其温度对热挤压工艺的影响。以成形载荷、等效应变及其等效应力的大小作为评判标准,并由正交试验获得热挤压成形过程中最佳的工艺参数组合。为套筒类零件的实际生产加工提供了一种优质、高效且低成本的成形工艺。