基于正交试验的汽车扭力臂热锻模具磨损分析及优化

基于Archard理论磨损模型与Deform-3D软件,建立扭力臂热锻有限元模型。利用正交试验法对坯料初始温度、模具初始温度、上模运动速度及摩擦系数进行组合,并模拟得到了模具磨损量。运用极差分析法对试验数据进行处理,得到了各个参数对热锻模具磨损的影响程度及最优工艺参数组合。结果表明,各个参数对模具磨损的影响由大到小为:上模运动速度摩擦系数坯料初始温度模具初始温度。结合实际生产情况,确定最优工艺参数组合为:坯料初始温度为1200℃,模具预热温度为300℃,上模运动速度为10 mm·s~(-1),摩擦因数为0.3,此时的模具磨损量为0.000333 mm。     

GH4169合金叶片挤杆工序模具磨损及寿命的数值模拟分析

挤杆工序是GH4169合金叶片热成形的首道工序,作为制坯工序,其不但要保证精确的尺寸形状,还要确保工件组织达到工艺要求。模具的工况严重地影响了工件的内在质量。基于Archard磨损理论,以凹模为研究对象,采用Deform-2D有限元软件对其磨损过程进行数值模拟,通过分析工件的模具温度、模具硬度、挤杆速度、摩擦系数、凹模圆角半径等工艺与模具参数对凹模磨损的影响,获得了相关因素对凹模磨损的影响规律;采用磨损量累计,按工艺要求以最大磨损量0.2 mm对凹模寿命进行预测。结果表明:采用有限元模拟挤杆过程,分析模具受力和磨损情况及其对工件质量的影响,进而优化模具设计和工艺参数,在提高工件质量的同时,延长了模具寿命,降低了生产成本。     

基于田口试验的轮毂法兰盘热锻工艺优化

采用Deform-3D有限元数值模拟软件对轮毂法兰盘热锻成形进行数值模拟,并对初定成形工艺方案进行分析,确定了预锻+终锻成形方案。针对工件表面应力较大、模具磨损较为严重的问题,通过田口试验优化法对成形参数进行优化组合。模拟结果表明,当轮毂法兰变形温度为1200℃、模具温度为230℃、变形速率为1.0 mm·s~(-1)、摩擦系数为0.05时,工件应力、模具载荷和模具磨损能有效降低,且工件成形质量较优。各参数对零件质量和模具磨损的影响程度依次为:摩擦系数变形速率变形温度模具温度。     

轴承端盖温挤压成形工艺模具磨损研究

依据轴承端盖的结构特点,利用DEFORM-3D有限元软件对锻件进行温挤压成形工艺过程的数值模拟分析。基于Archard磨损理论分别以坯料始锻温度、模具初始硬度和模具初始温度作为变量,以凸、凹模的磨损量最小为目标获得最优工艺参数组合。通过对最优工艺参数组合的二次模拟得出最小磨损量,并利用稳定阶段磨损量公式估计模具的使用寿命,为实际生产中模具的选择提供一定指导作用。     

连接杆头模锻工艺参数优化研究

采用有限元数值模拟、正交实验设计与智能优化算法和生产相结合的方法,针对连接杆头的模锻成形工艺进行了优化研究,根据模具磨损量与其影响因素之间的映射关系,以试验数据为基础,建立了BP神经网络模型。模型的输入包括坯料温度、模具温度和摩擦系数等工艺参数,输出为模具磨损量;运用该模型对模具磨损量能进行了预测,通过试验数据对模型的预测精度进行了可靠性验证。通过智能优化算法,确定了连接杆头的工艺参数:坯料温度1179℃,模具温度368℃,摩擦系数0. 17。采用上述工艺参数进行了连接杆头的模锻成形,模具寿命得到提高。     

锁紧座冷成形模具磨损分析与参数优化

基于汽车驻车制动器锁紧座冷成形过程中工位6下冲头磨损严重的现象,根据Archard修正磨损模型,利用Deform-3D软件进行了仿真分析。选取下冲头前角、挤压速度、下冲头模具硬度、摩擦系数4个主要影响因素,建立了L_9(3~4)正交试验表。以减少下冲头模具磨损量为目标,根据极差与方差分析结果确定了最优工艺参数:挤压速度6 mm/s、摩擦系数0.12、下冲头前角5°、下冲头初始模具硬度60HRC。在最优工艺参数下,下冲头单次最大磨损深度为1.81×10~(-6)mm。     

曲轴热锻工艺链优化方法及其应用

根据曲轴的热锻生产,以坯料质量、锻造温度和摩擦系数为工艺优化参数,探究四缸曲轴热锻工艺链的优化方法,优化目标包括热锻能耗、生产成本和锻造时间。为了与初始方案进行对比,设计了3个优化方案。基于Deform-3D进行有限元模拟,分析了三个工艺参数对曲轴的热锻工艺的影响,结果表明:优化坯料质量和摩擦系数能够降低锻件温度和成形载荷,减少模具磨损,降低锻造温度收到相反效果。最后,基于事件驱动的模拟,分析了9个参数对热锻能耗、生产成本和时间的影响,其中坯料尺寸对三个目标值的影响最大。     

基于正交试验的闭式挤压工艺参数优化

以农用机械传动部件"流转插头"为例,利用DEFORM-3D软件对挤压成形过程进行分析,揭示了该类316L不锈钢锻件的热锻造成形载荷和热磨损的变化规律。基于正交试验法全面分析了坯料初始温度、模具初始温度、打击速度、模具硬度对成形载荷和模具磨损深度的影响规律。结果表明:4组因素中,打击速度对成形载荷的影响最大,模具硬度对模具磨损深度的影响最大;综合考虑4个因素的模拟结果确定了最优方案,即坯料初始温度为1150℃、模具初始温度为250℃、打击速度为0.3 m·s~(-1)、模具硬度为62HRC。实际生产发现,按照最优方案中的初始温度和打击速度能够生产出质量合格的锻件。     

基于正交试验的不锈钢冲压模具磨损分析及优化

模具磨损是影响模具使用寿命的重要因素之一,将正交试验法与冲压数值模拟相结合,综合评估了不锈钢冲压模具的模具硬度、摩擦系数和冲压速度对冲压模具磨损的影响,并确定最优影响因素组合。以汽车消音器外壳冲压模具为例,建立了冲压件和模具的计算机辅助工程模型,分别运用正交试验及参数试验方法进行仿真计算方案的设计。通过正交试验分析,获得了各因素对模具磨损的影响按从大到小的顺序依次为模具硬度、摩擦系数、冲压速度;同时,通过极差、方差等分析,发现模具硬度和摩擦系数对模具的磨损有显著影响。由两种试验方法对比发现,正交试验获得的磨损量比参数试验获得的磨损量减少了61.4%,最优参数组合为模具硬度65 HRC、摩擦系数0.08、冲压速度200 mm·s~(-1),该优化组合为减少模具的磨损量提供了一种参考。     

基于数值模拟杯套的温挤压成形工艺研究及模具磨损分析

以研究杯套的温挤压成形工艺及模具磨损分析为目的,设计了带有限流套的模具结构,解决其传统工艺中端面不平度的问题;根据杯套的结构特点,提出了杯套温挤压成形工艺方案;并且基于DEFORM-3D有限元模拟软件对两种不同直径毛坯的分别进行数值模拟。模拟结果显示,?31.8mm的毛坯挤压件成形效果好。基于正交试验采用方差分析法和极差分析法共同分析,以成形载荷,等效应变,凸模磨损量及其凹模磨损量的大小作为评判指标,获得最佳工艺参数组合;参数的最佳组合确定之后,采用最佳的参数组合来探寻不同摩擦系数对成形载荷和不同凸模初始硬度对凸模磨损量以及不同凹模初始硬度对凸模磨损量影响规律;利用最佳的组合参数来探寻挤压件中损伤因子云图、等效应变云图、速度场云图、温度场云图以及折叠角云图与优化前的变化规律。对杯套零件的实际生产及其相似零件的生产都有实际的指导意义,且有助于提高模具寿命,降低试模成本。     

拉铆套冲孔成形模具磨损分析及工艺参数优化

以拉铆套四工位冷挤压成形为例,针对反向冲孔工序中冲头磨损严重现象,利用Deform-3D软件对冲孔过程进行了有限元数值模拟,并引入正交试验进行工艺参数优化。选取了摩擦因子、冲压速度、模具初始硬度、冲头圆角半径这四个主要影响模具磨损因素,设计4因素3水平的正交试验,以减少冲头磨损量为试验指标获得了最优工艺参数组合。结果表明,当摩擦因子为0.10、冲压速度为6 mm/s、模具初始硬度为70 HRC、冲头圆角半径为0.5 mm时,冲头磨损量最小。     

基于Archard模型的铝合金盒形件热挤压模具磨损研究

基于修正后的Archard磨损模型,采用数值模拟研究了不同工艺参数对5A06铝合金复杂盒形件热挤压凸模磨损的影响。结果表明:凸模容易磨损的部位为圆角附近以及引流孔周围区域,凸模的最大磨损值随着挤压速度的增加而增大;当模具初始温度低于393℃时,凸模最大磨损值随着初始温度的上升而减小,当模具初始温度高于393℃时,凸模最大磨损值随着初始温度的上升而增大;当摩擦系数从0.15逐渐增加到0.23时,凸模最大磨损值逐渐减小,随着摩擦系数的进一步增加,凸模最大磨损值增大。最佳工艺参数为:模具预热温度393℃、挤压速度1 mm/s、摩擦系数0.23。在该参数下预计可有效生产产品62 000件。     

基于BP神经网络的温挤压模具磨损量预测

连杆衬套毛坯在生产过程中会出现凸模磨损严重.根据连杆衬套毛坯的温挤压成形原理和加工成形特点,得到了影响温挤压凸模磨损寿命的4个主要因素,即模具初始硬度、摩擦系数、挤压速度和模具预热温度.以凸模磨损量最小为目标,设计了4因素3水平标准正交试验表.利用Archard磨损理论,通过Deform-3D软件,进行了温挤压磨损正交模拟试验.基于试验数据,建立了4-15-1的3层BP神经网络预测模型,得到预测值和数值模拟值误差小于3％,此方法可以用于快速预测温挤压模具的磨损量.     

基于正交试验管廊固定螺母冷镦成形的分析及优化

以某市政管廊固定螺母冷镦成形为例,基于Archard磨损理论,采用有限元分析软件Deform-3D对螺母冷镦过程中工位4下冲头进行优选。然后通过正交试验得到冲压速度、模具表面硬度、模芯圆角半径、摩擦系数对下冲头磨损的影响规律,得到最优工艺参数组合为:冲压速度5 mm·s~(-1)、模具表面硬度58 HRC、模芯圆角半径3 mm、摩擦系数0.13。采用优化后参数进行模拟分析,下冲头最大磨损量为2.93×10~(-5)mm,较优化前大幅降低,基于模拟结果预测出下冲头使用寿命。最后采用最优参数组合进行试模,工件质量良好,未出现材料折叠、拉毛等缺陷,符合生产要求,为制件实际生产提供了理论依据。     

双辊摆辗大直径薄圆盘数值模拟分析及优化

为了研究大直径薄圆盘双辊摆辗成形工艺,通过UG设计了闭式模具和浮动式模具两种不同的模型。以直径Φ505 mm、厚度5. 5 mm的圆盘为研究对象,利用Deform-3D数值模拟分析软件,对两种模具结构摆辗成形大直径圆盘件进行了分析,确定了闭式模具结构为较优方案。通过在闭式模具结构上进行正交试验,对摆辗成形工艺参数进行优化。结果表明,坯料初始温度、轧辊转速、下模进给速度以及工件和下模之间的摩擦系数对双辊摆辗成形大直径薄圆盘有着重要的影响。当坯料初始温度为950℃、轧辊转速为75 r·min~(-1)、下模进给速度为1 mm·s~(-1)、摩擦系数为0. 5时,圆盘成形质量较好。通过实际试验验证,获得了质量良好的工件。     

基于响应面法的幅板冲压成形模具磨损

以高强钢幅板为研究对象,采用DEFORM软件对初始工艺方案下的冲压成形效果进行模拟,通过分析得到影响凹模磨损的关键工艺参数。然后,以坯料预热温度、冲压速度、模具预热温度、模具硬度为因素,以凹模磨损峰值为响应量,通过设计响应面试验,对因素和响应量之间的关系进行拟合,得出响应面模型并对模型的准确性进行了验证。得出最优参数组合为:坯料预热温度为800℃、冲压速度为6.1 mm·s~(-1)、模具预热温度为201.5℃、模具硬度为59 HRC。采用最优参数组合进行实际试模,模具的寿命明显提高,验证了模拟响应面模型和模拟结果的准确性,为实际生产中分析模具磨损情况提供了理论依据。     

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。     

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。