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非对称轴杆形零件温塑性成形过程的数值分析

锻压技术 2009年第4期34卷 28-31页

作者：徐新成赵中华张水忠上海工程技术大学工程实训中心上海201620 上海工程技术大学材料工程学院上海201620

非对称轴杆形件的弹簧芯轴成形时存在的主要问题是:偏心桃形曲面和头部凸台填充不满,给模具设计带来困难;以及成形温度和设备吨位难以选择。本文采用有限体积法对其成形过程进行数值模拟。分析结果认为:偏心桃形上部设置不规则外形的径... 详细信息

非对称轴杆形件的弹簧芯轴成形时存在的主要问题是:偏心桃形曲面和头部凸台填充不满,给模具设计带来困难;以及成形温度和设备吨位难以选择。本文采用有限体积法对其成形过程进行数值模拟。分析结果认为:偏心桃形上部设置不规则外形的径向飞边,其阻力圈作用非常显著,偏心桃形充填饱满;增大凸模内形腔的入口圆角,工件头部的凸台也得以充满;金属流动的流线组织分析说明杆部底端的斜楔预先成形是合适的。模拟还分析了工件的温度分布与成形力,为确定成形温度及选择设备提供了依据。模拟结果与试验结果进行了比较,两者一致。

关键词：温塑性成形有限体积法非对称轴杆形零件

基于Deform和Matlab的钢制平衡块温塑性成形工艺参数优化

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锻压技术 2011年第4期36卷 159-162页

作者：朱卉龚红英赵中华上海工程技术大学材料工程学院上海201620

为解决钢制平衡块在实际生产中挤压速度和加热温度难以进行有效控制的问题,基于Deform-3D软件对该零件进行温塑性成形计算机仿真加工,整理模拟结果并借助Matlab软件进行双因素方差分析,确定出影响钢制平衡块铆钉长度和挤压力的主要因素... 详细信息

为解决钢制平衡块在实际生产中挤压速度和加热温度难以进行有效控制的问题,基于Deform-3D软件对该零件进行温塑性成形计算机仿真加工,整理模拟结果并借助Matlab软件进行双因素方差分析,确定出影响钢制平衡块铆钉长度和挤压力的主要因素。同时,对等效应力数值进行回归分析,获得了一元非线性回归方程并通过验证,最后将由数值模拟试验获得的最佳工艺参数应用于实际生产,获得较好效果。

关键词：钢质平衡块温塑性成形等效应力方差分析

典型车用壳体零件温塑性成形摩擦润滑特性研究

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典型车用壳体零件温塑性成形摩擦润滑特性研究

作者：苏晓斌上海工程技术大学

学位级别：硕士

典型车用壳体零件－汽车蓄能器壳体件是汽车蓄能器中的重要零部件，它在蓄能器工作时需承受大部分的压力，对于汽车的正常运行及其工作稳定性和工作寿命起着重要的作用，其成形精度和力学性能要求较高。温塑性成形工艺是一种精密或半精... 详细信息

典型车用壳体零件－汽车蓄能器壳体件是汽车蓄能器中的重要零部件，它在蓄能器工作时需承受大部分的压力，对于汽车的正常运行及其工作稳定性和工作寿命起着重要的作用，其成形精度和力学性能要求较高。温塑性成形工艺是一种精密或半精密成形工艺，汲取了热成形和冷成形的优点，避免了二者的不足，可以在保证零件成形精度的同时降低成形力，可用于形状复杂零件的成形。用温塑性成形技术进行该类零件的加工及批量化生产将会带来巨大的经济和社会效益。在金属塑性成形工艺中，由于模具和坯料接触面上的压力巨大，接触面上的摩擦对整个塑性成形过程以及最终成形零件的质量影响重大，合理的润滑措施显得尤为重要。因此对该车用壳体零件温塑性成形摩擦润滑特性进行研究具有重大的意义。本文首先通过Deform-3D完成了不同工艺条件下该车用壳体零件温塑性成形过程的数值模拟分析，包括零件整体的变形情况、金属材料在零件成形过程中的流动情况以及关键工艺参数对零件成形过程中成形载荷的影响，并利用正交试验，以成形载荷为评判指标确定了最佳的成形工艺参数。然后基于修正的Archard磨损模型在Deform-3D中对该车用壳体零件温塑性成形过程中凹模的磨损情况进行了数值模拟研究，包括凹模整体的磨损情况以及关键工艺参数对凹模最大磨损深度的影响。继而通过对塑性成形中润滑理论的研究，并结合现有的温挤压用润滑剂，完成了本文水基温挤压用润滑剂的配置，并通过高温摩擦磨损试验、实际零件的温挤压试验以及扫描电镜对成形零件表面形貌的观察对该润滑剂的实际应用情况进行了研究，通过圆环镦粗试验将润滑剂在使用中实际能够达到的润滑效果以摩擦因子的方式进行了定量的表达。最后结合现有的纳米颗粒的分散稳定理论，采用物理分散和化学分散的方法对纳米石墨颗粒在水中的分散进行了探索，初步取得了较好的分散效果，并进行了纳米石墨润滑剂的制备和性能研究。

关键词：温塑性成形数值模拟摩擦磨损润滑剂纳米石墨

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大克重钢制平衡块温塑性成形CAE分析

大克重钢制平衡块温塑性成形CAE分析

作者：朱卉上海工程技术大学

学位级别：硕士

伴随着世界经济的繁荣，汽车行业步入高速发展的时期，平衡块作为汽车配件，其需求量也逐年递增。平衡块是车轮轮毂上的配重块，对保证汽车在高速行驶时的安全稳定起了重要作用。初期平衡块多为铅制，近年来顺应环保要求，企业纷纷改用... 详细信息

伴随着世界经济的繁荣，汽车行业步入高速发展的时期，平衡块作为汽车配件，其需求量也逐年递增。平衡块是车轮轮毂上的配重块，对保证汽车在高速行驶时的安全稳定起了重要作用。初期平衡块多为铅制，近年来顺应环保要求，企业纷纷改用钢材代替。平衡块的规格一般在5克至300克，其中乘用车平衡块为5克到50克的，可用冷塑性成形工艺进行加工;而商用车，如大型载重车等，平衡块的单件质量大于60克，若仍采用冷塑性成形工艺则难以满足实际需求。本论文采用温塑性成形工艺，以Q235钢为研究对象，以汽车轮毂平衡块为载体，采用物理试验和数值模拟相结合的方法,对Q235钢温塑性成形特性及变形过程中的模具磨损进行了系统地分析和研究。论文主要研究内容分为以下三部分。第一部分为Q235钢温塑性成形力学研究。借助Gleeble-3500热压缩模拟试验机，测试了在温度500℃～850℃、应变速率0.1s-1～10s-1条件下Q235钢的真实应力应变曲线;基于Arrhenius双曲正弦方程描述Q235钢力学本构关系，计算出Q235钢温变形激活能为274.4902kJ/mol;通过Matlab软件构建BP网络预测给定应变相对的应力值，最终在Deform材料库建立了Q235钢材料模型供数值模拟使用。第二部分为不同工艺参数下100克Q235钢制平衡块的温塑性成形模拟。针对坯料加工温度、凸模压下速度和摩擦系数三者不同的组合工艺参数，进行100克Q235钢制平衡块成形数值模拟，分析零件在各变形阶段的金属流动、温度场和应力应变场，并结合凸模载荷、零件尺寸要求和表面质量，确定最佳的平衡块温塑性成形工艺参数：坯料加热温度750℃、凸模压下速度10mm/s及使用优质润滑剂以减小摩擦系数。第三部分为凹模型腔的磨损失效分析。基于修正的Archard磨损计算模型，分别模拟计算、凸模压下速度、摩擦系数、凹模硬度三个工艺参数对凹模型腔磨损的影响，进行单工艺和多工艺分析，总结了磨损规律，预测模具型腔磨损最严重的部位，从而估算模具寿命。

关键词：温塑性成形本构方程工艺参数磨损失效数值模拟

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偏心轮温塑性成形工艺研究

上海工程技术大学学报 2000年第3期14卷 184-189页

作者：王健徐新成上海工程技术大学材料工程学院上海200336

论述了偏心轮的新成形工艺———温塑性成形的工艺过程、参数制定和模具设计。温塑性成形对于提高工件的精度和强度、减少材料消耗、实现少、无切削成形具有重要意义。

关键词：温挤模锻温锻偏心轮温塑性成形电锤

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Q235钢温塑性成形的温度范围

上海工程技术大学学报 2009年第2期23卷 147-150页

作者：黄珍莉徐新成上海工程技术大学材料工程学院上海201620

碳素结构钢Q235是工程及普通机器零件使用较广的一种结构钢.研究在不同塑性成形温度下材料的组织、成形性能等,对于扩大Q235钢的精密成形的尺寸范围,实现零件的少无切削成形具有重要作用.通过对Q235钢温塑性成形温度范围内力学性能、氧... 详细信息

碳素结构钢Q235是工程及普通机器零件使用较广的一种结构钢.研究在不同塑性成形温度下材料的组织、成形性能等,对于扩大Q235钢的精密成形的尺寸范围,实现零件的少无切削成形具有重要作用.通过对Q235钢温塑性成形温度范围内力学性能、氧化程度和组织状态等分析,得到合适的始锻温度和终锻温度.

关键词：碳素结构钢温塑性成形成形温度范围

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温塑性成形模具润滑研究

热加工工艺 2002年第3期31卷 20-21页

作者：徐新成赵中华何志琴刘淑梅上海工程技术大学材料工程学院上海200336

温塑性成形模具的润滑对于延长模具寿命、降低成形力和提高工件的表面质量具有十分重要的意义。文章对多种润滑剂进行了比较和选用 ,介绍了一种润滑效果好。

关键词：温塑性成形模具润滑润滑剂

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铁路重载货车轴承滚动体温塑性成形研究

锻压技术 2001年第3期26卷 3-5,52页

作者：徐新成何志琴徐纪平上海工程技术大学材料工程学院 200336

由温塑性成形工艺来生产铁路重载货车轴承滚动体 ,有利于提高零件的抗疲劳强度和生产效率 ,除低原材料消耗。温塑性成形是实现少无切削的有效途径。本文介绍了 197730轴承滚动体的研制过程及主要工艺参数的确定。

关键词：铁路轴承滚动体温塑性成形重载货车

激光动态加载下金属棒料顶镦冷/温微成形研究

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激光动态加载下金属棒料顶镦冷/温微成形研究

作者：李茂文江苏大学

学位级别：硕士

高速体积成形相比于静态或准静态体积成形具有抑制变形集中化、提高材料成形性、金属流动均匀、模具型腔充填性好、可成形难成形材料等优点。然而,现有的高速体积成形并不适合微成形。本文结合激光冲击箔板微成形具有动态高速加载与适... 详细信息

高速体积成形相比于静态或准静态体积成形具有抑制变形集中化、提高材料成形性、金属流动均匀、模具型腔充填性好、可成形难成形材料等优点。然而,现有的高速体积成形并不适合微成形。本文结合激光冲击箔板微成形具有动态高速加载与适合微成形的特点,提出了激光动态加载下金属棒料顶镦微成形新方法。本文采用理论研究和实验研究相结合的方法对激光动态加载下金属棒料顶镦微成形工艺展开了研究,主要研究工作与成果如下:（1）阐述了激光与物质的相互作用、激光功率密度的计算方法;讨论了高应变率下材料的动态响应,包括材料应变率和动态屈服强度的计算方法以及Johnson-Cook材料动态本构模型;探讨了位错理论、单晶体和多晶体塑性变形理论以及温塑性成形的作用机理。为后续激光动态加载下金属棒料顶镦微成形工艺实验研究提供了理论分析基础。（2）自主设计了顶镦微成形实验模具,搭建了成形工艺实验系统并进行了微尺度下金属棒料的顶镦冷成形实验。通过观测不同变形量下镦头中间截面形貌,研究了激光动态加载下金属棒料顶镦微成形过程及其成形机理。研究发现:当镦头变形量较小时,受高速成形中应力波效应和惯性效应等影响,镦头形状呈现明显的蘑菇状;当镦头变形量逐渐变大时,摩擦效应对成形过程的影响显著,镦头形状呈现鼓形,镦头上表面直径和下表面直径逐渐趋于一致。通过测量镦头成形尺寸和侧表面形貌,研究了晶粒尺寸对成形的影响。研究发现:镦头的变形量随着试样晶粒尺寸的增大而增大,这可以通过位错塞积理论和表面层模型来解释;大晶粒尺寸试样侧表面相比小晶粒尺寸试样侧表面呈现明显的凹凸不平现象,试样产生了不均匀变形,这可以通过表面层理论和金属晶体塑性理论解释。通过测量镦头成形尺寸,研究了吸收层厚度和激光能量对成形的影响。（3）设计制造了温成形相关实验装置,并进行了相关实验研究。通过测量试样镦头成形尺寸,研究了室温和300℃成形温度下激光能量、晶粒尺寸对T2紫铜圆柱试样镦头变形量的影响及其差异。研究发现:在室温和300℃成形温度下,激光能量对镦头变形量的影响趋势基本相同;晶粒尺寸对镦头变形量的影响趋势有所不同,因为变形温度的升高改善了晶粒之间的变形协调性,表面晶粒与内部晶粒的变形差异减小,在相同晶粒尺寸差值下,300℃成形温度下的镦头变形量变化幅度明显小于室温条件下。通过测量试样镦头成形尺寸,研究了成形温度对镦头变形量的影响。研究发现:因为温度的软化效应,镦头的变形量随着成形温度的升高而增大。通过比较相同工艺参数下多组重复实验镦头变形量的离散程度,研究了成形温度和晶粒尺寸对试样材料流动应力波动性的影响。研究发现:温度改善了晶粒之间的变形协调性,降低了单晶粒的各向异性对塑性变形的影响程度,因而在300℃成形温度下,镦头的成形尺寸波动性要明显小于室温条件下,即材料的流动应力波动性变小;当晶粒尺寸较小,单位体积晶粒数增多,晶粒间的变形协调性变好,各晶粒的变形差异对整体变形的影响变小,因而晶粒尺寸为6μm的试样镦头成形尺寸波动性小于晶粒尺寸为44μm的试样镦头成形尺寸波动性。本文提出的激光动态加载下金属棒料顶镦微成形工艺是一种新型的金属棒材高速微体积成形方法,为生产制造微零件提供了一种有效的工艺方法。本文开展的理论与实验研究为揭示高应变率激光动态加载下金属棒料顶镦微成形的机理与规律奠定了基础。

关键词：激光冲击微成形顶镦微成形工艺参数成形性能温塑性成形