基于正交试验的螺母冲裁成形模具磨损分析及参数优化

以某车用螺母冷镦冲裁模具为研究对象,基于Archard磨损理论采用有限元分析软件DEFORM-3D,对上冲头磨损进行模拟分析,结果表明:上冲头的磨损主要发生在受力较大的刃口区域。为使模具寿命尽可能地延长,设计了正交试验,以降低上冲头磨损量为目标,选取冲裁间隙、冲裁速度、上冲头表面硬度、摩擦系数作为因素,并采用极差和方差对结果进行分析,得出各因素对上冲头磨损量的影响程度依次为:冲裁速度>冲裁间隙>上冲头表面硬度>摩擦系数,并得出最优参数组合为:冲裁间隙为8%t、冲压速度为5 mm·s^-1、模具表面硬度为53 HRC、摩擦系数为0.14。上冲头最大磨损量由13.1×10^-6 mm减小为3.66×10^-6 mm,能够很好地指导企业的生产。     

基于正交试验的车用螺母成形分析及模具磨损优化

以某车用锁紧螺母冷镦成形为研究对象,基于Archard磨损理论,采用有限元分析软件DEFORM-3D对模具磨损及成形载荷进行模拟分析。结果表明:制件成形符合工艺要求。为得到更优的成形效果,选取上冲头切入角、冲压速度、模具表面硬度、摩擦系数作为因素,设计正交试验,以降低模具磨损和成形载荷为目标对因素进行优选。分析得出各因素对结果的影响趋势,并通过综合考虑生产效率、能量消耗、设备磨损等因素,得到了最优工艺参数组合为上冲头切入角20°、冲压速度5 mm·s-1、模具表面硬度61 HRC、摩擦系数0. 12。采用最优参数重新进行模拟,上冲头使用寿命得到了大幅提升,并予以试模验证。     

基于正交试验汽车六角螺母冷挤压模具磨损规律分析及优化

以某汽车用六角螺母为例,对实际生产中碰到的模具下冲头磨损较快问题进行分析,得到影响下冲头磨损的4个主要因素:冲压速度、模具表面硬度、入模圆角半径和摩擦系数。设计四水平三因素正交试验,基于Archard磨损理论,采用有限元分析软件DEFORM-3D进行模拟分析,以下冲头最小进行多次模拟试验。结果表明,最优冲压速度为3 mm/s,表面硬度为63 HRC,入模角度为9°,摩擦系数为0.15。其中,冲压速度对下冲头磨损影响最为显著。     

基于有限元模拟和正交实验方法的轴承钢球冷镦工艺及模具优化

钢球是轴承的主要承载零件,其制造工艺影响到其制造成本和使用寿命,为了获得高质量、高精度和少、无余量的钢球球坯,必须对模具和坯料进行优化。文章介绍的工作是采用三维弹塑性有限元方法对钢球的冷镦成形过程进行模拟,并引入正交试验设计,考察冷镦模具、工艺参数对钢球球坯成形质量的影响,最终获得近无余量的钢球球坯,并获得了最优工艺方案,为冷镦工艺和模具设计提供指导,从而降低生产和实验成本。     

支撑板冲压成形模具磨损分析及优化

以某支撑板冲压成形为研究对象,基于Archard磨损理论,采用有限元分析软件DEFORM-3D对其冲压成形过程中出现的模具磨损进行模拟分析,探索了其磨损原因;为最大化模具使用寿命,采用正交试验对影响模具磨损的工艺参数进行优选。选取冲压速度、摩擦系数、模具硬度、压边力作为因素,设计4因素4水平的正交试验,通过对试验结果进行极差和方差分析,得出各因素对结果的影响趋势,综合考虑后确定最优参数组合为:冲压速度为5 mm·s^-1、摩擦系数为0.12、模具硬度为64 HRC、压边力为280 kN,同时,根据模拟结果对模具使用寿命进行预测。采用优化后的参数进行试模,发现模具的使用寿命与模拟结果基本一致,模具使用寿命大幅延长,验证了有限元分析结果的正确性。     

薄壁六角螺母浮动冷镦工艺分析及模具结构优化

以薄壁六角螺母为研究对象,为解决实际试模中碰到的材料折叠问题,采用DEFORM-3D软件对螺母成形过程进行模拟分析。通过模拟分析得到材料折叠原因在于模具结构的不合理,而后提出对传统浮动模具结构的改进方案。采用改进后模具重新进行模拟计算,通过对比分析其成形过程、材料流向、应变分布,材料折叠问题得到成功解决,在JNT-32B-5S多工位自动冷成形机床上进行试模,试模结果与模拟结果一致。通过有限元分析技术和试模进行对比分析,改进后模具结构能够完成带薄壁零件的成形,为带薄壁类零件的冷镦成形提供一种新的思路。     

SCM435合金钢线材浮动反挤压成形模拟及参数优化

以某种螺母冷镦过程中受力较大的下冲棒为例,将有限元数值模拟与正交试验相结合,设计下冲棒圆角半径、下冲棒前角、上冲棒速度、下冲棒初始硬度、摩擦系数的五因素四水平正交试验表,基于Archard磨损理论进行下冲棒磨损正交试验。以下冲棒磨损量最小为优化目标,获得最优组合。结果表明,在浮动反挤压过程中下冲棒前角大小对磨损的影响最大,并可根据最优参数预测下冲棒的使用寿命。     

冷挤压模具磨损优化设计

以凸缘螺母冷挤压模芯为例,建立凸缘螺母冷挤压成形的三维几何模型和有限元模型。通过对冷挤压成形过程的模芯磨损分析,设计基于摩擦系数、模具初始硬度、上冲棒冲压速度、模芯入口圆角半径大小的四因素三水平标准正交实验。通过Archard磨损模型和理论,在Deform-3D数值模拟分析软件中进行冷挤压模芯磨损的正交实验,获得模芯磨损量最小的最优四因素组合,研究四因素与模具磨损的影响关系,分析上冲棒冲压速度是模芯磨损的最大因素的原因。结果表明,通过正交实验和磨损模型能够准确地计算模芯磨损量,预测模芯寿命,改善工艺设计。     

基于数值分析的汽车六角锁紧螺母冷镦工艺改进

某型号车用六角锁紧螺母采用6工位冷镦加工成形,但其薄壁特征需后续采用车加工成形,不仅降低了生产效率、增加了成本,对螺母的性能也有一定的影响。针对该问题,提出了一种六角锁紧螺母6工位冷镦新工艺,在冷镦过程中同时成形薄壁特征。采用有限元数值模拟软件Deform-3D对改进后方案各工位的零件成形过程进行了分析,建立了45钢的本构模型和断裂模型;并从零件的成形外观、内部网格流线图以及损伤值分布情况等方面分析了零件的成形质量,通过各工位的载荷情况分析了各工位模具寿命的差距。研究结果表明:采用改进后方案,能够成形出外形饱满、满足尺寸要求、内部无缺陷的六角锁紧螺母,同时各工位的模具寿命接近,利于全体换模。经多工位冷镦试验获得的六角锁紧螺母的质量较好,尺寸满足要求,验证了新工艺的可行性,对同类零件的工艺开发起到了一定的指导作用。     

冷镦轴承滚子模具失效分析及改善方法

Crl2MoV钢冷镦轴承圆锥滚子模具使用寿命较低。模具失效主要原因是型腔严重磨损、纵向及横向胀裂、圆角处塌陷或产生疲劳蚀坑。作者从塑性变形、微动磨损、疲劳断裂的基本原理出发，分析了模具工作过程中的微塑性变形、挤压磨损和挤压胀裂的失效机制。提出了根据模具设计和应用条件，分别采用硬质合金和新型高强韧性冷作模具钢模具提高使用寿命的途径。     

薄壁大平板铸件的反重力充型数值模拟

Sola-VOF方法是目前进行铸件充型模拟的主流方法。用VOF方法捕捉自由表面，难以施加自由表面条件。采用守恒标量法将气液两相作为同一相来计算，从根本上克服了VOF方法所遇到的计算困难。而守恒标量法在处理气／液界面时存在着两相参数跃迁的难题。针对守恒标量法格式的特点，对相应的Simple格式进行了重构，从而解决了上述问题。根据以上原理，用反重力充填大平板的水力模拟试验作了验证计算，计算结果与试验结果基本符合。     

冷镦钢冷镦开裂原因及其改进措施

分析了冷镦钢质量不合格的试样;找出了通常开裂的原因且归类为盘条内在问题、盘条表面问题及深加工工艺不当;并在分别研究其形成机理的基础上,提出了具体的解决措施并加以实施,使冷镦钢盘条质量问题所引起的冷镦开裂大幅度减少。     

薄壁零件切削参数优化系统研究

针对薄壁零件自身强度低、加工易变形的问题,通过优化调整切削参数的大小,进而调整动态切削力大小和控制切削状态,使因切削力影响造成薄壁零件的加工变形量能满足公差要求,且使加工状态始终处于稳定,降低切削震动造成的变形,从而实现薄壁零件的高精、高速、高效加工.     

高强度紧固件GM钢冷镦模具加工工艺实验研究

从提高冷镦模具的寿命出发,通过实验,对GM(9Cr6W3M02V2)钢的锻造工艺及热处理工艺进行了优化,所得优化工艺方案应用到实际生产中,取得了良好的效果.     

基于数值模拟的锁芯压铸模设计

运用数值模拟的方法,对设计的锁芯压铸模不同的浇注系统和溢流系统进行模拟,分别观察液态金属充型及凝固过程中流场和温度场的分布.根据凝固规律有效预测锁芯可能存在的缩孔及气孔缺陷的分布及尺寸,改进浇注系统和溢流系统,并对模具的其它部分进行改进.运用有限元软件进行流场的模拟结果,可以作为设计压铸模浇注系统和溢流槽的参考依据.     

消失模铸造薄壁壳体工艺仿真及优化

利用UG软件进行壳体件建模,再导入有限元分析软件Procast中进行充型和凝固过程仿真数值模拟,选择出最优工艺参数组合并,对零件模拟结果产生的缺陷部位进行分析,通过改善其工艺,有效控制和减少了缺陷在重要部位的产生,得到了理想的铸件。     

薄壁管件被动液压成形工艺仿真分析

介绍了薄壁管件被动液压成形的基本原理及其特点;基于LS-DYNA动力显式有限元分析软件Dynaform5.6,对薄壁管被动液压成形进行了模拟仿真,针对成形过程中的轴向进给予内压力匹配关系以及轴向力与内压力的应力比取值区间展开研究,得到不同工艺参数下薄壁管件被动液压成形工艺的成形性能参数表,并对仿真结果进行了分析。     

薄壁件装夹方案优选的有限元模拟

针对薄壁零件刚性较低,加工工艺性差,容易产生装夹变形的问题,提出了采用有限元分析的方法来比较装夹方案的优劣。对于一个给定的零件,先给出几种合适的装夹方案,并计算出每种方案的夹紧力。然后,基于有限元软件,计算出工件在各种装夹方案下的变形量,以装夹后的形位误差最小为目标,选出最优的薄壁件装夹方案。文章给出了一个薄壁镜座零件的实例,采用ABAQUS有限元软件,应用本文描述的方法,得出了一种较优的装夹方案,有效地论证了该方法的可行性。     

铆螺钢冷镦中的裂纹分析

通过对铆螺钢的成分与组织检验,对铆螺钢在冷镦时出现开裂现象的原因进行了分析.结果表明：原料在冶炼过程中存在的较多的含有氧、锰、铁、镁、铝、硫、钙等元素的复合夹杂物,是造成铆螺钢冷镦微裂的根本原因.