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汽车用多孔薄壁铝型材横向焊缝研究

塑性工程学报 2023年第8期30卷 166-175页

作者：刘国勇靳之星陈泽民朱世安李新月朱冬梅北京科技大学机械工程学院北京100083 北京科技大学顺德创新学院广东佛山528399 广东豪美新材股份有限公司广东清远511540 中国原子能科学研究院北京102413

以某汽车电池托盘用铝合金型材为研究对象,基于HyperXtrude有限元仿真软件,对挤压过程中的金属流动情况进行了稳态数值模拟,得到良好的型材后,对连续挤压过程中新旧坯料的流动情况进行了瞬态分析,并预测了型材横向焊缝延伸长度,分析了... 详细信息

以某汽车电池托盘用铝合金型材为研究对象,基于HyperXtrude有限元仿真软件,对挤压过程中的金属流动情况进行了稳态数值模拟,得到良好的型材后,对连续挤压过程中新旧坯料的流动情况进行了瞬态分析,并预测了型材横向焊缝延伸长度,分析了挤压工艺参数和模具结构对横向焊缝的影响。结果表明,挤压速度从1 mm·s^(-1)提升到6 mm·s^(-1)时,型材横向焊缝延伸长度降低约24%;坯料加热温度对横向焊缝延伸长度几乎无影响;挤压比越小,型材横向焊缝延伸长度越短。下模焊合室圆角半径从1 mm提升至9 mm时,横向焊缝延伸长度降低了约21.9%。焊合室入口角度从0°提升至40°时,横向焊缝延伸长度减小了约46.1%。通过研究型材横向焊缝的形成过程,可以提升材料利用率,为实际生产提供指导。

关键词：金属流动挤压模具结构铝型材横向焊缝

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多孔薄壁铝型材挤压模具结构

锻压技术 2023年第6期48卷 162-170页

作者：刘国勇陈泽民朱世安李新月朱冬梅北京科技大学机械工程学院北京100083 北京科技大学顺德创新学院广东佛山528399 广东豪美新材股份有限公司广东清远511540 中国原子能科学研究院北京102413

以某汽车底板用铝型材为研究对象,针对该大型型材截面长宽尺寸差大、厚差大、多孔且薄壁的特点,基于有限元仿真软件HyperXtrude,对挤压过程中金属流动情况进行稳态数值模拟,分析模具结构对挤压成形的影响并探究型材产生缺陷的原因。以... 详细信息

以某汽车底板用铝型材为研究对象,针对该大型型材截面长宽尺寸差大、厚差大、多孔且薄壁的特点,基于有限元仿真软件HyperXtrude,对挤压过程中金属流动情况进行稳态数值模拟,分析模具结构对挤压成形的影响并探究型材产生缺陷的原因。以提高型材截面金属流动均匀性为目标,通过扩大引流槽、减小分流孔和调整工作带的方式进行挤压模具结构改进。挤压模具结构改进后,型材截面金属流速均方差SDV值降为2.08 mm·s^(-1),型材截面温度均方差SDT值降为8.25℃,型材最大应力值降为27.4 MPa,改进后的型材截面金属流速均匀性和温度分布均匀性有了明显提升,有效地改善了型材变形和应力过大的问题。通过挤压实验证明了挤压模具结构的合理性,可为同类型的铝型材挤压成形模具设计提供参考。

关键词：多孔薄壁铝型材金属流动挤压模具温度均匀性金属流动均匀性

Nb-Ti-IF钢高速深冲多步拉深工艺研究

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塑性工程学报 2023年第12期30卷 79-90页

作者：柳美玲汤亨强严文超陈其伟马鞍山学院智造工程学院安徽马鞍山243100 马钢技术中心安徽马鞍山243000 安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002

为研究Nb-Ti-IF钢深冲时各工序各部位壁厚减薄规律,通过数值模拟及微观组织观测对各工序各主要部位进行研究,建立了冲压模型,系统研究了深冲过程中的金属流动规律。结果表明,在各工序拉深过程中晶粒变形剧烈,尤其是在凸凹模圆角处。随... 详细信息

为研究Nb-Ti-IF钢深冲时各工序各部位壁厚减薄规律,通过数值模拟及微观组织观测对各工序各主要部位进行研究,建立了冲压模型,系统研究了深冲过程中的金属流动规律。结果表明,在各工序拉深过程中晶粒变形剧烈,尤其是在凸凹模圆角处。随着拉深工序的进行,晶粒逐渐从典型的铁素体晶粒变得细长,在最后两个拉深工序中晶粒拉伸更加明显。拉深过程中应力主要集中于凹模半模锥角以及定径带位置附近。筒壁最小厚度达到0.35 mm,并且筒壁厚度均匀。对模拟得到的每一工序的拉深成品件的特殊位置进行了厚度测量,在拉深高度方向上,从筒壁中下部到模角附近壁厚逐渐减小,底部也存在减薄情况,筒壁中下部减薄量最大,可达35%。

关键词：微观组织金属流动凹凸模圆角深冲工艺

大型L型截面环件轧制过程中折叠缺陷形成机理的数值模拟

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塑性工程学报 2022年第9期29卷 108-113页

作者：刘永云张立文张驰杨清大连理工大学材料科学与工程学院辽宁大连116024

采用Deform有限元软件,根据芯辊斜角角度不同建立了L型截面环件轧制过程的三维有限元模型。对模拟结果进行了分析,研究了L型截面环件在不同芯辊斜角角度时环件内的金属流动规律,分析了L型环件中同一截面上不同位置处的金属流动状态,揭... 详细信息

采用Deform有限元软件,根据芯辊斜角角度不同建立了L型截面环件轧制过程的三维有限元模型。对模拟结果进行了分析,研究了L型截面环件在不同芯辊斜角角度时环件内的金属流动规律,分析了L型环件中同一截面上不同位置处的金属流动状态,揭示了轧制过程中折叠缺陷的形成机理。同时比较了不同芯辊斜角角度时L型环件的模拟结果,测量了不同条件下L型截面环件中出现的折叠深度。结果表明,在芯辊的工作辊上添加不同角度的斜角后,在一定程度上降低了环件内折叠的程度,但斜角的角度不宜过大,否则环件在轧制过程中会出现偏斜,影响后续成形。

关键词： L型截面环件轧制有限元折叠缺陷金属流动

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薄壁高筋框体多自由度摆动辗压塑性成形规律

锻压技术 2023年第2期48卷 118-125页

作者：柴聪韩星会庄武豪武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室湖北武汉430070

为了满足薄壁高筋框体高性能、高效率的制造要求,提出了通过摆动模成形高筋型面,以及采用多台阶飞边结构来约束金属流动的方法,并通过有限元仿真揭示了薄壁高筋框体摆动辗压过程中等效应力、等效应变、温度和载荷的演化规律。结果表明:... 详细信息

为了满足薄壁高筋框体高性能、高效率的制造要求,提出了通过摆动模成形高筋型面,以及采用多台阶飞边结构来约束金属流动的方法,并通过有限元仿真揭示了薄壁高筋框体摆动辗压过程中等效应力、等效应变、温度和载荷的演化规律。结果表明:接触区内金属的等效应力明显大于非接触区,高筋与底板转角区域的等效应力相对较大、等效应变呈阶梯式上升趋势,高筋区域的等效应变明显大于底板区域,并且从高筋顶端至高筋底端逐渐增大;薄板坯温度整体呈降低趋势,高筋与底板转角区域的温度明显高于其他区域;载荷呈周期性波动,摆动模辗压长边与短边交汇的转角区域时载荷相对较大、辗压长边区域时载荷较小。研究结果为实现薄壁高筋框体多自由度摆动辗压塑性变形过程的精确控制提供了理论依据。

关键词：薄壁高筋框体摆动辗压塑性变形金属流动多台阶飞边结构

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双质量飞轮驱动齿盘旋压增厚成形工艺研究

哈尔滨工业大学学报 2018年第5期50卷 145-151页

作者：薛克敏杨卫正代光旭李萍合肥工业大学材料科学与工程学院合肥230009 合肥工业大学工业与装备技术研究院合肥230009

针对汽车双质量飞轮驱动齿盘外缘为原始板厚的3~5倍的特点,以SIMUFACT软件分析为手段,对双质量飞轮驱动齿盘多道次旋压增厚成形工艺进行研究.基于旋压增厚成形工艺的理论分析,设计出多道次旋压增厚模具并建立了旋压增厚成形有限元模型.... 详细信息

针对汽车双质量飞轮驱动齿盘外缘为原始板厚的3~5倍的特点,以SIMUFACT软件分析为手段,对双质量飞轮驱动齿盘多道次旋压增厚成形工艺进行研究.基于旋压增厚成形工艺的理论分析,设计出多道次旋压增厚模具并建立了旋压增厚成形有限元模型.以第1道次旋压增厚成形为例,分析了成形过程中应力场分布及板坯的变形情况.同时在板坯表面设置4个测量点分析第1道次旋压增厚成形过程中金属的流动规律,从而总结出第2至5道次的旋压增厚成形规律.以旋轮进给速度、摩擦系数、芯模转速为自变量,进行三因素三水平正交试验,获得最大成形载荷、增厚程度数据.结合灰色理论对双质量飞轮驱动齿盘旋压增厚成形工艺参数进行了优化,在CDC-4S80旋压机上进行了试验,结果表明:在旋压增厚过程中板坯所受径向力最大、切向力次之、轴向力最小;较小的摩擦系数与旋轮进给速度有利于提高零件的成形质量;通过物理试验成功将板坯外缘由3 mm增厚到10.5 mm,验证了该成形方案与灰色系统理论优化的可行性.

关键词：双质量飞轮驱动齿盘旋压增厚成形金属流动增厚程度灰色系统理论

金属流速数值模拟技术在消除热模锻锻件折叠缺陷中的应用

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锻压技术 2022年第9期47卷 45-50页

作者：王飞金朝晖徐宝国宋加兵安徽安簧机械股份有限公司安徽安庆246000

通过数值模拟技术分析了坯料在热模锻成形过程中的金属流速变化,对锻造折叠等缺陷位置的金属流速变化进行了分析和总结,得到流速倍差与锻造折叠等缺陷之间的联系。利用此联系,从流速倍差角度分析了热模锻成形过程中所遇到的折叠等缺陷问... 详细信息

通过数值模拟技术分析了坯料在热模锻成形过程中的金属流速变化,对锻造折叠等缺陷位置的金属流速变化进行了分析和总结,得到流速倍差与锻造折叠等缺陷之间的联系。利用此联系,从流速倍差角度分析了热模锻成形过程中所遇到的折叠等缺陷问题,对圆盘类锻件和转向节锻件等热模锻锻件折叠问题的解决进行了生产验证。结果表明:通过模具优化、控制模温和润滑等环境因素,影响热模锻成形过程中的流速倍差变化,从而可以解决热模锻锻件的折叠等缺陷问题。在热模锻锻件成形过程中,良好的金属流动性、均匀的流速变化、较小的流速倍差关系,有益于热模锻成形,能够避开锻造折叠等缺陷;反之,金属流动过于剧烈、紊乱,流速倍差变化大,锻件形成折叠等缺陷的可能性变大。

关键词：热模锻折叠金属流动流速变化流速倍差

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变速器花键主轴贯通式冷挤压成形

锻压技术 2022年第12期47卷 115-121页

作者：王江平冯文杰陈帆陈莹莹宋应德钱楷重庆理工大学机械工程学院重庆400054 重庆理工大学汽车零部件制造及检测技术教育部重点实验室重庆400054 重庆理工大学车辆工程学院重庆400054

针对载重汽车变速器花键主轴在传统切削加工时生产效率低的问题,考虑开式冷挤压的缺点,提出了贯通式冷挤压成形工艺方案。借助DEFORM-3D有限元仿真分析软件,研究了坯料定位精度、凹模定径带、凹模入模半角和模具间隙对金属流动的影响规... 详细信息

针对载重汽车变速器花键主轴在传统切削加工时生产效率低的问题,考虑开式冷挤压的缺点,提出了贯通式冷挤压成形工艺方案。借助DEFORM-3D有限元仿真分析软件,研究了坯料定位精度、凹模定径带、凹模入模半角和模具间隙对金属流动的影响规律,模拟结果表明:当凹模定径带长度为26 mm、凹模入模半角为28°、凸模直径为Φ46 mm时,花键主轴在成形过程中的弯曲变形量较小,成形质量良好。最后采用贯通式冷挤压成形方案进行工艺试验,得到的挤压件的成形质量和尺寸精度均可满足设计要求,试验证明该工艺方案切实可行,数值模拟结果对工艺试验具有一定的参考价值。

关键词：变速器花键主轴贯通式冷挤压弯曲变形 DEFORM-3D 金属流动

SCM435合金钢接头的冷镦工艺研究与数值模拟

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锻压技术 2022年第11期47卷 28-35页

作者：陈永强陈玉杨群芜湖职业技术学院机械工程学院安徽芜湖241006 安徽工程大学机械工程学院安徽芜湖241000

某规格的SCM435合金钢接头采用“热镦+铣槽”的生产方式,工序复杂、生产效率低、产品质量不稳定,针对该问题,提出了产品质量更稳定、适合批量化加工的多工位冷镦成形工艺。基于单向拉伸试验,通过Deform-3D有限元软件建立了SCM435合金钢... 详细信息

某规格的SCM435合金钢接头采用“热镦+铣槽”的生产方式,工序复杂、生产效率低、产品质量不稳定,针对该问题,提出了产品质量更稳定、适合批量化加工的多工位冷镦成形工艺。基于单向拉伸试验,通过Deform-3D有限元软件建立了SCM435合金钢材料的本构关系和临界损伤模型,并对合金钢接头各工位的连续冷镦成形过程进行了动态模拟,从金属流动规律、成形饱满度、成形载荷变化以及损伤值分析等角度来预判潜在的缺陷,从而验证工艺的可行性。研究结果表明:针对该合金钢接头制定的6工位冷镦工艺方案切实可行,各工位零件成形良好,无折叠、开裂缺陷,金属流动合理,成形载荷分布均匀,最大损伤值均小于材料的损伤阈值。最后通过多工位冷镦机进行了试生产,获得了符合要求的合金钢接头。

关键词： SCM435合金钢多工位冷镦接头本构关系临界损伤模型金属流动成形载荷