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铝合金后端盖压铸工艺优化及局部挤压设计

铸造 2024年第2期73卷 216-219页

作者：李光浩董超奇卢信学孙宝寿束学道宁波博大机械有限公司浙江宁波315211 宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室浙江宁波315211

分析了铝合金后端盖铸件结构工艺性,根据压铸工艺经验公式设计了浇注系统。采用Flow-3D软件进行数值模拟,发现后端盖铸件悬置孔区域不能实现金属液顺序充填。根据数值模拟结果修改浇注系统设计并进行实际生产,铸件厚壁区域产生缩孔缺陷... 详细信息

分析了铝合金后端盖铸件结构工艺性,根据压铸工艺经验公式设计了浇注系统。采用Flow-3D软件进行数值模拟,发现后端盖铸件悬置孔区域不能实现金属液顺序充填。根据数值模拟结果修改浇注系统设计并进行实际生产,铸件厚壁区域产生缩孔缺陷。针对厚壁区域设计局部挤压工艺,在其凝固过程中进行挤压补缩,消除了后端盖铸件悬置孔部位缩孔缺陷。

关键词：铝合金压铸后端盖数值模拟工艺优化局部挤压

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TC4钛合金管振动辅助成形规律的仿真分析

热加工工艺 2023年第5期52卷 102-107页

作者：杨李杰陈兴孙宝寿宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室浙江宁波315211

采用冷镦研究了Ti-6Al-4V(TC4)钛合金管成形,采用Simufact有限元软件进行振动辅助预成形、正挤压、镦头、反挤压等成形工艺的仿真,研究钛合金材料在振动冷镦过程中的成形特性。通过正交试验法分析了振幅、振动频率和凸模进给速度对坯料... 详细信息

采用冷镦研究了Ti-6Al-4V(TC4)钛合金管成形,采用Simufact有限元软件进行振动辅助预成形、正挤压、镦头、反挤压等成形工艺的仿真,研究钛合金材料在振动冷镦过程中的成形特性。通过正交试验法分析了振幅、振动频率和凸模进给速度对坯料成形规律的影响。结果表明:当凸模进给速度大于临界速度时,模具与材料保持接触不分离,成形力波动不明显;当凸模进给速度小于临界速度并施加振动时,模具和材料会随振动发生暂时分离现象,导致总的平均成形力减少,流动应力降低,且在每个道次的影响程度大小均为:振幅>凸模进给速度>频率。

关键词： TC4钛合金轴向振动塑性成形正交试验

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发动机带轮冷辗扩成形规律

塑性工程学报 2022年第3期29卷 28-35页

作者：马后梁孙宝寿束学道袁佳耀徐振威宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 浙江省零件轧制成形术研究重点实验室浙江宁波315211 宁波雄狮机械制造有限公司浙江宁波315400

研究了汽车发动机带轮冷辗扩精确成形技术,应用Simufact软件进行了有限元模拟,研究了驱动辊转速和芯辊进给速度对汽车发动机带轮冷辗扩成形力能参数和成形质量的影响。在带轮的两道次冷辗扩中,增大驱动辊转速或降低芯辊进给速度可以有... 详细信息

研究了汽车发动机带轮冷辗扩精确成形技术,应用Simufact软件进行了有限元模拟,研究了驱动辊转速和芯辊进给速度对汽车发动机带轮冷辗扩成形力能参数和成形质量的影响。在带轮的两道次冷辗扩中,增大驱动辊转速或降低芯辊进给速度可以有效降低轧制力;驱动辊转速为14 rad·s^(-1),芯辊进给速度为1.4 mm·s^(-1)时,第1道次带槽处的壁厚均匀性最优,壁厚标准差为0.013 mm;驱动辊转速为16 rad·s^(-1),芯辊进给速度为1.8 mm·s^(-1)时,第2道次带槽处的壁厚均匀性最优,壁厚标准差为0.009 mm。在XS-160精密冷辗扩机上进行了实验研究,冷辗扩发动机带轮产品质量达到最优,实验结果验证了有限元模拟的可靠性。

关键词：带轮冷辗扩力能参数成形质量

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汽车发动机带轮的冷辗扩成形机理

锻压技术 2022年第9期47卷 145-151页

作者：马后梁孙宝寿束学道袁佳耀徐振威宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315000 浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室浙江宁波315000 宁波雄狮机械制造有限公司浙江余姚315400

为了实现发动机带轮冷辗扩的精确成形,基于Simufact软件建立了发动机带轮两道次冷辗扩有限元模型,分析了带轮冷辗扩成形过程的等效应力场、等效塑性应变场演变规律,阐明了其变形机理。根据带轮冷辗扩有限元模拟,进行了冷辗扩轧制实验。... 详细信息

为了实现发动机带轮冷辗扩的精确成形,基于Simufact软件建立了发动机带轮两道次冷辗扩有限元模型,分析了带轮冷辗扩成形过程的等效应力场、等效塑性应变场演变规律,阐明了其变形机理。根据带轮冷辗扩有限元模拟,进行了冷辗扩轧制实验。研究表明:带轮在两道次冷辗扩成形过程中,轧辊与带轮的接触区域为主要变形区,变形最为剧烈,其中带槽处的等效应力值和等效塑性应变值最大;适当地增加带轮第2道次冷辗扩精整阶段的时间,可有效消除环件端面的宽展缺陷;采用两道次冷辗扩工艺成形汽车发动机带轮,冷辗扩过程平稳,获得了端面宽展小、尺寸精度高的环件,验证了有限元模拟的正确性。

关键词：发动机带轮冷辗扩等效应力等效应变宽展缺陷

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GH4169高温合金锥形机匣冷旋成形规律

锻压技术 2023年第2期48卷 135-141,179页

作者：丁玲高贤深卢信学孙宝寿束学道宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室浙江宁波315211

针对高温合金因室温加工硬化现象严重而导致旋压成形时易产生的破裂、表面波纹等缺陷,以锥形机匣构件为研究对象,探究其冷旋成形规律。基于Simufact平台建立了有限元模型,采用模拟与实验相结合的研究方法,模拟分析了多道次旋压过程中机... 详细信息

针对高温合金因室温加工硬化现象严重而导致旋压成形时易产生的破裂、表面波纹等缺陷,以锥形机匣构件为研究对象,探究其冷旋成形规律。基于Simufact平台建立了有限元模型,采用模拟与实验相结合的研究方法,模拟分析了多道次旋压过程中机匣构件等效应力和等效塑性应变的变化规律、壁厚的分布特征及工艺参数(道次间距p、旋轮进给比f、芯模转速n)对旋压件壁厚的影响,揭示了其成形规律。结果表明:工件顶部平板区Ⅰ区的等效应力、等效塑性应变沿径向突变,且边缘在中后期出现一定的应力集中和变形;斜壁区V区的等效应力、等效塑性应变沿轴向分层分布,沿周向分布均匀,且随着旋轮的进给和道次的增加而逐渐增大,最大值均位于工件端部Ⅳ区。斜壁区V区的壁厚总体呈先减小后增大的趋势,中部过度减薄,工件端部Ⅳ区壁厚达到最大值;壁厚均匀性随旋轮进给比和道次间距的增大呈上升趋势,芯模转速对壁厚影响不显著。实验结果与模拟分析一致,验证了模拟研究的可靠性。

关键词：镍基高温合金锥形机匣冷旋成形等效应力等效塑性应变壁厚

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碳纤维复合材料机器人手臂壳体的成形质量

机械设计与研究 2022年第1期38卷 139-143,149页

作者：陆汉林胡利永孙宝寿詹建明宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 浙大宁波理工学院机电与能源工程学院浙江宁波315100

为提高碳纤维复合材料机器人手臂壳体的综合性能,基于ABAQUS建立了复合材料机械臂壳体的有限元分析模型。应用试验设计方法,以机械臂加栽后的最大形变位移、最大失效因子和质量为正交试验指标,研究了机械臂壳体成形质量的影响因素(总铺... 详细信息

为提高碳纤维复合材料机器人手臂壳体的综合性能,基于ABAQUS建立了复合材料机械臂壳体的有限元分析模型。应用试验设计方法,以机械臂加栽后的最大形变位移、最大失效因子和质量为正交试验指标,研究了机械臂壳体成形质量的影响因素(总铺层厚度、铺层厚度比、铺层角度比)以及交互作用对机械臂壳体正交试验指标综合影响规律,对成形工艺参数进行优化,得出最优工艺参数为:总铺层厚度为3.5 mm,铺层厚度比为20:6,铺层角度比为2:2:12:2。制备了碳纤维复合材料机械臂壳体,进行了工况实验,实验结果与仿真结果基本一致,验证了有限元分析的可靠性。此项研究可为复合材料在工业机器人上的应用提供理论指导和依据。

关键词：碳纤维复合材料(CFRP) 机械臂壳体正交试验成形质量

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响应面法与遗传算法相结合的注塑工艺优化

中国机械工程 2010年第9期21卷 1115-1118页

作者：孙宝寿吴真繁陈哲宁波大学宁波315211 南京工业大学南京210009

应用田口方法进行试验设计,应用计算机辅助工程技术对注塑成形过程进行了分析,建立了注塑成形工艺参数与翘曲度关系的代理模型——响应面模型,对模型进行了验证研究,将响应面法与遗传算法相结合进行了注塑工艺参数优化。结果表明,响应... 详细信息

应用田口方法进行试验设计,应用计算机辅助工程技术对注塑成形过程进行了分析,建立了注塑成形工艺参数与翘曲度关系的代理模型——响应面模型,对模型进行了验证研究,将响应面法与遗传算法相结合进行了注塑工艺参数优化。结果表明,响应面模型是准确可靠的,将响应面法和遗传算法相结合,可有效提高运算速度和优化效率。

关键词：响应面法遗传算法工艺参数优化翘曲

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凸台结构内丝接头的冷镦成形工艺

锻压技术 2023年第4期48卷 16-23页

作者：杨成郑志军孙宝寿陈玉强王英陈兴宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 宁波阿能汽车部件有限公司浙江宁波315145

针对汽车刹车管路中的内丝接头零件,其内部关键部分——凸台结构具有尺寸小、尺寸要求高等特点,采用一种六模六冲的冷镦加工方式进行生产。首先,根据影响凸台成形的关键尺寸因素设计了3因素3水平的正交实验。其次,运用Deform-3D有限元... 详细信息

针对汽车刹车管路中的内丝接头零件,其内部关键部分——凸台结构具有尺寸小、尺寸要求高等特点,采用一种六模六冲的冷镦加工方式进行生产。首先,根据影响凸台成形的关键尺寸因素设计了3因素3水平的正交实验。其次,运用Deform-3D有限元分析软件对正交实验中凸台成形工步的等效应力、等效应变以及模具的受力分布进行分析,计算得到工步2~工步4的变形程度分别为42.7%、66.0%和40.0%。同时,得出多因素对凸台成形的影响程度为预成形凸台深度>法兰高度>预成形法兰上端面至顶面的距离,得到凸台成形饱满、冲头受力最小条件下的最适尺寸组合为预成形凸台深度为9 mm、法兰高度为6 mm、预成形法兰上端面至顶面的距离为11 mm。研究成果为类似凸台件的冷镦成形提供了一定的指导性意见。

关键词：内丝接头凸台结构冷镦等效应力等效应变模具受力

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工艺参数对热斜轧钢球微观组织均匀性的影响

锻压技术 2023年第4期48卷 121-128,137页

作者：高贤深丁玲赵志龙卢信学孙宝寿束学道宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室浙江宁波315211 宁波工程学院国际交流学院浙江宁波315016

应用SIMUFACT有限元软件建立了螺旋孔型热斜轧钢球的热、力和微观组织相互耦合的有限元模型。在热斜轧钢球的成形过程中,重要的工艺参数有轧制温度、轧辊转速和轧辊倾角。采用单因素实验方法,分析了钢球微观组织的分布特征,阐述了工艺... 详细信息

应用SIMUFACT有限元软件建立了螺旋孔型热斜轧钢球的热、力和微观组织相互耦合的有限元模型。在热斜轧钢球的成形过程中,重要的工艺参数有轧制温度、轧辊转速和轧辊倾角。采用单因素实验方法,分析了钢球微观组织的分布特征,阐述了工艺参数对晶粒尺寸和分布均匀性的影响规律。研究发现:轧件横截面的平均晶粒尺寸随着轧制温度、轧辊转速和轧辊倾角的增加,呈现先减小后增大的规律;随着轧制温度的升高、轧辊转速的加快,轧件整体晶粒尺寸和分布均匀性呈现先减小后增大的规律;随着轧辊倾角的增加,轧件整体晶粒尺寸呈现先减小后增大的规律,组织分布均匀性呈现先增大后减小的趋势。研究结果表明,工艺参数对斜轧钢球微观组织均匀性及成品质量有重要影响,且实验结果与仿真模拟分析一致,验证了仿真模拟的可靠性。

关键词：热斜轧钢球晶粒尺寸组织均匀性轧制温度轧辊转速轧辊倾角