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。     

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。     

C10100铜合金管挤压成形过程的有限元模拟

研究挤压成形工艺中的挤压速度、挤压温度和凹模圆角半径各工艺参数对挤压件成形质量的影响规律。采用有限元模拟软件Deform-2D建立了C10100铜合金的热挤压有限元模型,坯料的成形流变性能按其数学模型从该模拟软件数据库中选取。选择挤压速度分别为40,50和60 mm·s-1,挤压温度为850,900和950℃,凹模圆角半径为10,15,20和25 mm,比较在不同挤压参数下的等效应变值与最大挤压力值的差异。研究结果表明,当最佳工艺参数为:挤压速度50 mm·s-1、挤压温度950℃、凹模圆角半径10 mm时,所得到的挤制管材的表面光洁度及内部组织满足工程应用要求。     

汽车蓄能器壳体件挤压成形工艺研究

基于Deform-3D软件平台,通过数值模拟对汽车蓄能器壳体件的挤压成形过程进行工艺优化。建立正交试验方案,分析各个因素对挤压成形过程的影响,以成形载荷作为评判标准确定了最佳工艺参数组合。通过实验最终得到了最佳成形工艺参数为:温挤压模具温度230℃,温挤压坯料温度1000℃,温挤压摩擦系数0.15,温挤压凸模速度12mm.s-1,冷挤压凸模速度8mm.s-1,冷挤压摩擦系数0.08。按照该工艺参数进行实际零件的挤压生产,最终得到了符合要求的成形零件。     

汽车悬架球头拉杆冷成形技术

为提高生产效率、改变原来通过车削加工汽车悬架球头拉杆的方式,提出了一种球头拉杆的多工位冷镦成形工艺。基于DEFORM-3D软件建立了有限元模型,对球头拉杆的塑性成形过程进行了仿真,研究了预成形凸模入模角α、预成形凹模圆角R1、终成形凹模圆角R2以及终成形凹模入模角β等工艺参数对球头拉杆成形的影响,并进行了正交试验,以模具在球头拉杆成形过程中所受载荷及工件损伤值为优化目标,获得了合理的工艺参数组合。结果表明:在保证工件成形质量及模具寿命的前提下,当预成形凸模入模角α为30°、预成形凹模圆角R1为12 mm、终成形凹模圆角R2为3 mm、终成形凹模入模角β为60°时,模具载荷及工件损伤有显著的降低。采用优化后的参数进行试模生产,工件成形质量较好,验证了模拟结果的可信性,能够有效地指导工艺设计人员的设计工作。     

有限元模拟用于优化镁合金板碟形拉深成形的模具参数

运用有限元的方法,对厚度1.2mm、直径52mm的AZ31B镁合金板常温冲压成直径为29mm的碟形件进行模拟,通过分析模具参数对最大主应力值及拉深性能的影响,优化出适合于该工艺的模具参数,并进行相应的试验。模拟结果表明,凹、凸模圆角半径、凹凸模间隙的优化,能降低最大主应力值并延缓裂缝的产生,从而提高镁合金塑性成形性能;模拟得到较优凹模圆角半径2.6mm、凸模圆角半径1.8mm,适宜的凹凸模单边间隙为1.3mm。试验结果表明,高径比随着模具参数的变化而增加,材料的成形性能大幅提高,验证了有限元模拟结论的可靠性。     

基于RSM与NSGA-Ⅱ的法兰件挤压成形工艺的多目标优化

通过分析实心法兰的结构特点，运用有限元模拟与响应曲面算法和NSGA-Ⅱ相结合的算法对实心法兰冷挤压成形进行了多目标优化分析。采用DEFORM-3D有限元模拟软件对实心法兰成形过程中的损伤与载荷进行了分析。选取摩擦因数、凹模圆角半径和挤压速度3个工艺参数为影响因素，损伤值与载荷力为优化目标，通过设计响应曲面试验进行仿真模拟。结合NSGA-Ⅱ遗传算法进行多目标优化，对优化解进行仿真试验对比，目标值误差位于合理范围内。工艺参数优化的最终结果为：挤压速度1.46 mm·s^-1、摩擦因数0.05、凹模圆角半径8.00 mm,采用优化后的参数进行模拟试验，结果表明，法兰的最大成形载荷由100 kN降低为50.9 kN,损伤值由1.29减小至0.70,工件的成形质量得到改善。     

铝合金锥形挤压件厚度均匀性控制技术

采用有限元方法对典型的深腔薄壁7075超硬铝合金锥形件挤压成形过程进行了数值模拟仿真和分析.优化了预成形工艺参数及凸模结构.仿真结果表明:终成形时坯料的定位是决定其壁厚分布的关键因素;预成形时采用满压型方式,将凸模的锥角控制在14°～16°之间,利用凸、凹模自导向,可降低成形过程中的材料损伤,并可有效的提高终成形制品的壁厚均匀性.根据仿真的优化参数进行试验验证,结果表明:优化的挤压工艺参数及模具,提高了多工序挤压时深腔薄壁件壁厚的均匀性.该方法应用于壁厚为10mm,腔深270mm的超硬铝合金锥形件的挤压成形生产.在壁厚允差小于1.2mm的要求下,制品的合格率由原来的12%提高到了90%以上.     

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。     

曲面形件拉延变形过程数值模拟

运用有限元模拟软件MSC.Marc对不锈钢带凸缘半球面形件和抛物面形件进行了数值模拟研究.首先采用拉延成形方式对半球面形件和曲面形件进行数值模拟,模拟了它们在不同工艺参数下的成形过程.从模拟结果中分析应力、应变和材料厚度的分布与变化,分析了凹模圆角半径、凸模形状对拉延成形过程的影响,得出在拉延成形方式下,凹模圆角半径R=10 mm时成形性与成形质量最佳;为了比较不同成形工艺对曲面形件成形的影响,对半球面形件进行了胀形成形模拟,采用相同的分析方法得出,胀形时的变形程度较大,胀形后的材料厚度较薄,坯料没有增厚现象.