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汽车转向球销镦挤成形有限元分析与工艺

锻压技术 2023年第6期48卷 115-123页

作者：李万虎张敬民新乡职业技术学院交通学院河南新乡453006 新乡职业技术学院数控技术学院河南新乡453006

采用有限元和实际物理试验相结合的方法,对汽车转向球销的近净成形工艺进行了研究。首先,根据转向球销的特点和塑性成形原理,确定了各特征的成形方式,基于材料许用变形量设计了两套五工位镦挤成形工艺方案;其次,通过压缩试验创建了40Cr... 详细信息

采用有限元和实际物理试验相结合的方法,对汽车转向球销的近净成形工艺进行了研究。首先,根据转向球销的特点和塑性成形原理,确定了各特征的成形方式,基于材料许用变形量设计了两套五工位镦挤成形工艺方案;其次,通过压缩试验创建了40Cr钢在室温下的流动应力模型并导入了Deform-3D中,同时对两套方案分别进行了数值建模和成形仿真,并对充型效果、材料变形过程、等效应力分布、成形载荷变化情况等进行了比较,从而获得了更适合的方案;最后,根据模拟分析结论进行了转向球销的镦挤试验,结果表明:分析结果准确,成形工艺可靠,获得的转向球销充型饱满,外观较好,无明显缺陷,内部组织均匀,无折叠等问题,满足技术要求。

关键词：转向球销镦挤成形充型效果等效应力成形载荷

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圆柱齿轮镦挤成形约束分流的数值模拟

锻压技术 2007年第3期32卷 115-119页

作者：薛勇张治民王科中北大学材料加工工程系山西太原030051

借助Msc/superform软件对圆柱齿轮镦挤成形中的约束孔分流、约束轴分流的成形过程进行了三维有限元模拟,分析变形过程中一些有代表性的状态点的速度云图、应力云图以及载荷曲线,得到成形过程中一些瞬间点的状态云图。研究表明,约束分流... 详细信息

借助Msc/superform软件对圆柱齿轮镦挤成形中的约束孔分流、约束轴分流的成形过程进行了三维有限元模拟,分析变形过程中一些有代表性的状态点的速度云图、应力云图以及载荷曲线,得到成形过程中一些瞬间点的状态云图。研究表明,约束分流不仅可以使变形继续进行,而且合适施加约束,能够保证齿轮角部金属的填充;约束孔分流可以保证齿轮角部金属的填充,但是,成形力会随着成形过程的进行而增加较大;约束轴分流在齿轮角部金属填充饱满后,成形力增加的幅度不是很大。

关键词：圆柱齿轮镦挤成形约束分流数值模拟

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重型车半轴套管镦挤成形工艺的研究

重型车半轴套管镦挤成形工艺的研究

作者：刘景民吉林大学

学位级别：硕士

在汽车制造技术迅猛发展的今天,各大汽车厂商不仅仅在整车性能上进行激烈的竞争,在汽车零部件生产上的竞争也日趋激烈,包括新材料的应用、新的成形工艺的研发,这些方面都备受业内关注。其中,与驱动桥壳相连接的半轴套管是主要的、必不... 详细信息

在汽车制造技术迅猛发展的今天,各大汽车厂商不仅仅在整车性能上进行激烈的竞争,在汽车零部件生产上的竞争也日趋激烈,包括新材料的应用、新的成形工艺的研发,这些方面都备受业内关注。其中,与驱动桥壳相连接的半轴套管是主要的、必不可少的零件,承受着整车的全部重量,并且在汽车行驶的过程中,承受着复杂的交变应力,所以说半轴套管的质量是否过关与乘客的生命财产安全息息相关。现在半轴套管的成形技术虽然已经很成熟了,但是普遍采用的成形方案是以棒材为原材料,然后进行多工步成形。这样的成形方案不仅材料利用率低,而且由于工步多,严重影响生产效率,增大了制造误差,造成废品率很高。为了彻底解决以上缺陷,各大厂家积极研发最新的成形工艺,以用来降低成本,以能够适应目前的竞争激烈的汽车零部件市场。所以吉林大学作为汽车行业研发的先锋,提出了以管坯为原材料的一次镦挤成形工艺。本文通过认真分析现有的半轴套管的成形方案,大胆提出了以管坯为原材料的一次镦挤成形工艺,彻底的摒弃了以往的繁琐工序,效率得到大大提高,成本显著降低。一旦实现量产,前景不可估量。本文针对半轴套管新的成形工艺主要对以下几个方面的内容进行了研究:(1)本文根据管材成形的相关理论及半轴套管的几何形状特征,设计了半轴套管锻件图,并通过后期的有限元仿真模拟及实验,验证了锻件图的合理性。依据金属塑性成形前后体积相等的原则及所设计的锻件图,详细计算了管坯的尺寸。最终确定了以管坯为原材料的一次镦挤成形工艺。(2)利用成形软件DEFORM-3D进行有限元仿真模拟,不仅能够验证前边设计的锻件图的合理性,又通过对半轴套管成形结果的详细的分析,论证了以管材为原材料的一次镦挤成形半轴套管的合理性。并且利用正交试验,通过对几个重要的影响参数的优化,探讨了各个影响参数对成形结果影响的大小,并且找到了使得成形载荷最小的工艺参数组合。(3)由于本文中采用的是卧式液压镦锻机成形半轴套管,无先例可以参考,所以设计模具时带来了很大的困难,从多种方案中优选以后,采用了本文所设计的模具结构,凹模分为上下凹模,利用垂直液压缸带动上凹模进行上下行进,用来与下凹模进行开合。其中凹模又创新性的采用了镶块结构,压紧镶块与成形镶块分割开来,有利于模具的更换。在水平方向上,凸模在液压缸的带动下对管坯进行镦挤。(4)针对现有的卧式液压镦锻机进行了详细的理论分析,证明了其能够满足本文中半轴套管的成形。(5)针对以上的研究内容,在车桥厂进行了样件的试制,验证了以上研究内容的合理性。(6)从工程应用价值方面进行分析,证明了本文所研究的成形工艺能够达到高效、经济、环保的效果。

关键词：半轴套管镦挤成形管坯数值模拟实验验证

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摆辗镦挤成形的上限分析

塑性工程学报 1996年第1期3卷 11-19页

作者：伍太宾胡亚民任广升张承鉴西南技术工程研究所机械部北京机电研究所吉林工业大学

本文应用上限法对圆柱体自由摆辗镦挤成形过程的力能参数和变形规律进行了分析研究，变形区域由接触变形区、非接触变形区和塑性铰组成，并建立了相应的动可容速度场。通过优化计算，获得了摆辗镦挤变形力、反挤压高度随着坯件高度压下... 详细信息

本文应用上限法对圆柱体自由摆辗镦挤成形过程的力能参数和变形规律进行了分析研究，变形区域由接触变形区、非接触变形区和塑性铰组成，并建立了相应的动可容速度场。通过优化计算，获得了摆辗镦挤变形力、反挤压高度随着坯件高度压下量、摆头每转压下量、坯件与模具接触面上的摩擦的变化而变化的关系。

关键词：摆动辗压镦挤成形压力加工

多拐曲轴镦挤成形过程轴向流动模拟分析与试验验证

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精密成形工程 2017年第6期9卷 175-181页

作者：胡丰泽郭巨寿袁宇亭曹燕林军康凤海军装备部山西大同037036 北方通用动力集团有限公司山西大同037036 西南技术工程研究所重庆400039

目的解决多拐曲轴镦挤复合成形过程中,轴向流动导致尺寸精度低的问题。方法从坯料加热、成形过程、成形后冷却等全流程模拟出发,以建立镦挤成形装置运动学、成形过程热力学、曲轴材料本构模型、几何模型等为基础,建立有限元模型,分析产... 详细信息

目的解决多拐曲轴镦挤复合成形过程中,轴向流动导致尺寸精度低的问题。方法从坯料加热、成形过程、成形后冷却等全流程模拟出发,以建立镦挤成形装置运动学、成形过程热力学、曲轴材料本构模型、几何模型等为基础,建立有限元模型,分析产生轴向偏差的原因。结果有限元模拟分析表明,坯料体积、飞边厚度是镦挤成形过程产生轴向流动的关键性因素,可以通过优化台阶轴毛坯几何形状,控制轴向异常流动。结论试验表明,多拐曲轴的轴向流动得到有效控制,单拐轴向长度偏差控制在±1 mm,成品率提高至90%以上。

关键词：多拐曲轴镦挤成形数值模拟轴向流动