冷挤压成形工艺对圆柱直齿轮成形精度的影响

为了充分利用精密塑性成形技术原材料利用率高、生产易于实现自动化、产品质量好的优点,对圆柱直齿轮进行冷挤压成形,并通过有限元数值模拟方法研究了各种工艺参数对圆柱直齿轮挤压成形精度的影响。结果表明,入模角和毛坯直径是影响齿轮成形精度最为重要的两个因素。     

316L不锈钢注射成形溶剂脱脂工艺的研究

以粒度为38μm的316L不锈钢注射成形生坯为研究对象,分析了脱脂温度、脱脂时间、生坯厚度及溶剂种类对溶剂脱脂脱脂率的影响.结果表明:采用正庚烷+乙醇+花生油溶剂时,脱脂坯缺陷较少;当脱脂温度为45℃,脱脂时间为12h时,脱脂率可达36%.     

矩形花键轴开式冷挤压成形力的数值模拟研究

成形力大小足决定花键轴开式冷挤压成形工艺成败的关键因素.借助刚塑性有限元软件Deform-3D,采用数值模拟的方法分析了矩形花键轴冷挤压过程中,坯料直径、凹模入模半角及键齿尺寸对花键成形力的影响.模拟计算表明,随着坯料直径的增加以及人模半角的增大会引起成形力显著提高;此外,键齿高度的增加及宽度的减小也会引起成形力增加.工艺实验表明,数值模拟的结果对实际生产可起到指导作用.     

不锈钢波纹顶板冷弯成形过程模拟研究

利用有限元分析软件MSC. Marc模拟了不锈钢波纹板单道次冷弯成形过程,建立了模拟冷弯成形过程的数学模型,研究了成形过程中应力应变的分布情况和金属的流动规律.研究结果表明,板坯在前一道成形后,未达到下一道轧辊平面前已经开始塑性弯曲变形,原来平直的板型产生横向扭曲,形成复杂的空间曲面,坯料的横截面形状逐渐按孔型轮廓形状变化,弯折处的金属连续经过弹性和弹塑性变形过程.     

表面纳米化对316L不锈钢干摩擦性能的影响

目的研究表面纳米化316L不锈钢干摩擦磨损性能,以获得合理的喷丸时间,提高316L不锈钢的使用寿命。方法采用普通喷丸强化方法对316L不锈钢进行表面纳米化处理,利用洛氏硬度计测量了纳米化前后材料表面洛氏硬度;利用激光共聚焦显微镜观察了纳米化前后材料表面三维形貌,测量了材料表面的粗糙度;利用扫描电子显微镜观察了表面纳米化处理后横截面的金相组织;利用材料表面性能综合测试仪在干摩擦条件下进行了摩擦磨损实验,测量了材料的摩擦系数;利用扫描电子显微镜观察了磨痕表面形貌,分析了材料的磨损机理。结果与未纳米化试样相比,喷丸时间为15 min时,表面硬度提高9.7%,而表面粗糙度降低17.6%,干摩擦系数降低17.3%;喷丸时间为30 min时,表面硬度提高34.1%,粗糙度降低35.1%,干摩擦系数降低28.8%。未纳米化试样呈现典型的粘着磨损和磨粒磨损机制,而纳米化处理后试样则主要呈现疲劳磨损和磨粒磨损机制。结论表面纳米化处理后试样表面硬度随处理时间的增加而增加,粗糙度随处理时间的增加而降低,干摩擦系数随处理时间的增加而减小。喷丸处理时间较短时以疲劳磨损为主,处理时间较长时以磨粒磨损为主。     

起动机减速轴精密成形数值模拟与工艺研究

运用UG/NX软件对减速轴及模具建立物理模型,并选取刚粘塑性理论和剪切摩擦模型,基于Deform软件对其冷挤压成形过程进行仿真。得出成形过程中各阶段成形力和应力、应变图,并分析了中心孔的分流作用,确定金属流动规律和填充规律;试模试验与仿真结果吻合,验证了模型的正确性和工艺的合理性,并提出防止中心凸台填充不满的措施。研究结果对冷挤压成形有限元仿真和塑性成形工艺控制具有指导意义。     

内螺纹冷挤压成形过程数值模拟

基于DEFORM-3D建立内螺纹冷挤压有限元模型,对其成形过程进行数值模拟。得到内螺纹冷挤压螺纹牙型,真实再现了内螺纹冷挤压三维成形过程;分析了内螺纹冷挤压成形过程中的等效应力应变及金属流动速度场的分布规律,说明了内螺纹冷挤压的成形机理;通过数值模拟得到了成形过程的挤压温度和挤压扭矩曲线,并进行了试验验证。     

316L不锈钢激光快速成形的微观组织模拟

针对316L不锈钢激光快速成形(LRF)薄壁试样的凝固组织形态分布,从凝固理论出发,建立了激光快速成形柱状晶/等轴晶转变(CET)及一次枝距λ_1与有限元温度场耦合数值模型,模拟了成形高度为2.8 mm的LRF薄壁试样凝固组织形态及分布。结果表明:316L不锈钢LRF组织由致密、均匀、外延生长的细长柱状晶组成,一般不发生CET转变,组织中λ_1在6.5—17μm范围内,且随熔覆高度的增加而逐渐增大,模拟结果与实验符合很好。在此基础上,对成形高度为40 mm薄壁件的凝固组织形态及分布进行了预测。     

顶杆冷挤压成形数值模拟分析

小型顶杆零件材料为2A11硬铝,因为尺寸太小切削很困难,其次采用机加工生产浪费大量材料且效率低。因其塑性较好,考虑采用冷挤压的方法生产。通过DEFORM-3D金属体积成形软件模拟了2A11硬铝小型顶杆零件的冷挤压成形过程。结果表明,零件充填饱满,质量好。在节约材料的同时,大大提高了生产效率。     

微型滤网零件成形过程及影响因素研究

通过研究梅花孔箔材坯料的微型半球形滤网零件,提出了起皱拉深和缩径整形相结合的优化成形方法。通过Dynaform软件模拟了成形过程,并依次在起皱拉深模具和缩径整形模具上成形出滤网零件,其实际成形结果与模拟结果基本一致。经过缩径整形,滤网口部尺寸减小,半球形部分增大,使成形质量提高。通过数值模拟讨论了凹模口形状、坯料网孔对成形结果的影响。研究表明:在圆弧凹模口形状和坯料面积比为0.7时,成形后滤网零件减薄率最低,成形效果最好。     

管材扩径时摩擦对变形状态的影响

摩擦对各种塑性加工有着极大的影响.本文采用圆柱坐标系分析了扩径时的应力应变,得出了与摩擦系数有关的应力数学表达式.同时,分析了摩擦对弯曲中性层的影响,得出了相对半径与摩擦系数的关系式,以及摩擦对制件壁厚均匀程度和口部拉裂的影响.通过采用不同的润滑剂来控制摩擦系数,可以得出不同的相对半径值,最后得出最佳摩擦值为0.15～0.3.     

一种新型方法测量筋板件成形的摩擦条件

针对筋板件镦挤复合的变形特点提出一种新的摩擦测试方法,即T形筋板镦挤测试方法。研究发现,成形过程中筋高和腹板展开宽度均对摩擦条件比较敏感。选用筋高和腹板展开宽度的比值作为摩擦因子的表征量,通过DEFORM有限元模拟软件建立6061铝合金在温度450℃下的摩擦标定曲线,并研究圆角半径、筋宽和不同接触面摩擦的影响。实验对比表明,新方法能够更加准确的测量筋板类零件成形过程的摩擦条件。     

Determination of friction law in metal forming under oil-lubricated condition

Frictional behaviour under oil-lubricated conditions is studied in compression of a steel sheet by a DLC coated tool. The average frictional stress increases linearly with the average pressure first, then decreases and finally increases linearly again. This tendency is not affected by the lubricant viscosity, lubricant thickness and the stress state of the specimen. It is concluded that the decrease of the frictional stress with increasing average pressure is due to the decrease of the ratio of real contact area, which is caused by the lubricant pressure in closed pools. A new law of friction under oil-lubricated condition is proposed.     

双金属复合无缝钢管冷轧成型过程的数值研究

采用非线性有限元法对不锈钢/碳钢双金属复合钢管的冷轧成型过程进行了数值模拟,得到了钢管在整个冷轧成型过程包括稳定轧制阶段和钢管冷轧脱模以后的位移场和应力应变场.计算结果显示,冷轧成型过程的应力分布十分复杂,在环向没有对称性.本文根据计算结果绘制了钢管的径向、环向及轴向应力分布图.在稳定轧制阶段,径向应力在内层钢管内壁,减径量越大,径向应力越小;环向应力在碳钢和不锈钢界面位置和内层不锈钢管的内壁,减径量越大,环向应力越小;轴向应力与减径量的大小成反比关系.采用冷轧成型工艺生产双金属无缝钢管,成品钢管的直径精度较高,壁厚精度低于直径精度.参数研究表明,计算直径接近理论值,受减径量的影响相对较小;计算壁厚与理论值有一定误差,钢管壁厚精度随减径量的增加而降低.对于本文计算的外径为φ202 mm,壁厚为11 mm的双金属复合管,在减径量为2 mm时的壁厚相对误差仍小于5％.同时,双金属复合管外层碳钢钢管壁厚变化量相对较大而内层不锈钢管的壁厚变化相对较小.论文的研究成果对于双金属复合钢管冷轧成型工艺设计、孔型和轧辊设计具有参考价值.     

非贯通内齿轮冷挤压成形工艺研究

针对目前内齿轮主要靠机械加工成形,齿件强度不足、材料利用率低和加工成本高等问题,提出采用冷挤压技术成形非贯通内齿轮的工艺方案.根据初始坯料形状将工艺方案分为两种,即实心坯料冷挤压和带中心孔坯料冷挤压,指出各自的加工工序,并提出齿形凸模设计的具体要求;通过数值模拟方法,从成形载荷、有效齿高、齿件精度及模具强度等方面对两种挤压工艺方案进行系统研究,得到这两种工艺方案各自的适用条件.研究结果对实际生产有一定的指导作用.     

弹壳类零件冷挤压复合成形工艺研究

弹壳类零件具有壁薄、底厚的结构特点，为了提高其组织致密度和机械性能，宜采用冷挤压工艺生产该类零件。本分析比较了这类零件成形的几种工艺方案，指出复合冷挤压工艺具有工序少、制件尺寸精度高、壁厚均匀、模具结构简单、造价低的优点，是弹壳类零件较好的一种成形方法。采用2D体积成形分析软件MAFAP模拟了其复合冷挤压过程，通过批量试生产及金相分析，制制未产生缺陷，表明弹壳类零件的复合冷挤压工艺是合理可靠的。     

拉形动态摩擦系数的正交试验分析

用正交设计法对拉形时的摩擦系数进行了测定,方差分析结果表明,平整量越大摩擦系数越小;润滑剂对摩擦系数的影响最大;摩擦系数随凸模行程的增大而增大,且基本为线性关系。凸模圆角半径处的摩擦系数比凹模圆角半径处的摩擦系数普遍大,这是由凸模圆角半径处的板材变形程度大、板材表面粗糙化大所引起。     

花键冷滚压成形过程有限元分析

基于刚塑性有限元法基本理论,借助通用三维有限元软件Deform-3D V6.0对花键冷滚压成形全过程进行了三维动态分析,获得了成形力一行程曲线、等效应力和等效应变的分布情况.结果表明,变形主要发生在工件表层的一定范围内,工件中心处基本不产生变形,等效应力最大出现在滚压轮与工件接触的两个位置,最大等效应变出现在花键齿槽处.该研究为花键冷滚压成形工艺研究提供了理论依据.