摘要：针对齿轮坯铸造生产质量差、精度低,而机加工生产材料利用率低、效率低的问题,采用锻造工艺进行取代。设计了齿轮坯的两种锻造成形工艺,分别为开式模锻和闭式模锻,并采用刚塑性有限元法对两种工艺进行了模拟分析。结果表明:采用开式模锻,当坯料高径比为0.23~0.53时,可获得成形完整、无缺陷的齿轮坯,且当高径比为0.53时成形力更小;采用闭式模锻,当坯料高径比为0.17~0.49时,可获得成形完整、无缺陷的齿轮坯,且当高径比为0.49时成形力更小。经对比,开式模锻的成形力更小,锻模寿命更长,而闭式模锻的材料利用率更高,锻件出现开裂的风险更低,锻件质量更好。最后,通过工艺试验获得了质量良好的齿轮坯锻件,验证了模拟结果的准确性。

摘要：目的针对自流钻螺钉现有工艺生产效率低、易产生晶粒粗大等问题,提出了一种新的多工步冷挤压成形工艺——利用模腔控制螺钉尾部形状,并验证了该工艺的可行性。方法利用有限元软件DEFORM-3D对提出的3种不同冷挤压方案成形过程中的金属流动规律、材料填充情况、成形力进行了数值模拟,讨论了方案一和方案二中锻造缺陷产生的原因,最后根据方案三的模拟结果设计了相应模具并进行了试验验证。结果根据方案三成形出的自流钻螺钉充填饱满,第一道工序是将圆棒坯料一端直接挤压成螺钉特定的尾部形状,该工序所需成形力为42.4kN。第二道工序是将螺钉头部镦粗,该工序所需成形力为58.2kN。第三道工序是终锻成形,该工序所需成形力为287.4kN。结论通过有限元模拟,确定了自流钻螺钉三工步冷挤压成形工艺,提出了能够避免折叠产生的预制坯形状和模具结构,实现了自流钻螺钉尾部的可控成形。通过试验验证,形成了稳定的成形工艺窗口和可靠性较高的模具结构,实现了该产品的批量生产。

摘要：为解决一种汽车传动轴轴套切削加工生产效率低、成本高的问题,根据其结构特点并基于塑性成形理论设计了两种全新的加工工艺,即先通过冷镦加工制坯,后经少量切削完成最终成形,可使材料利用率从26.9%提高至86.1%。利用有限元软件Deform-3D对这两种工艺的冷镦部分进行成形模拟,评估了两种工艺的可行性,并对两种工艺各工位的等效应力、成形力、损伤值等进行了对比。结果表明:两种工艺均能满足成形需求,获得预期的制坯件,并且采用方案2时,等效应力和损伤值分布更好,同时所需成形力更小,利于提高制坯件质量和降低模具冲击。最后,将方案2应用于轴套的加工,完成了生产试验,最终得到的制坯件成形较好,无缺陷,与模拟结果一致,经最终少量切削后,轴套尺寸完全符合需求,与之前工艺相比,效率和成本均得到明显改善。

摘要：应用模拟仿真技术,结合正交实验设计方法,通过6种不同形状的拉深筋和3种不同的拉深筋运动轨迹的高强度板盒形件的拉深成形模拟仿真,研究了可控拉深筋对高强度板盒形件拉深性能的影响。以极限拉深深度为评价指标,分析结果数据,得到轨迹二拉深筋上升—静止—下降为最优运动轨迹,并且3种可控拉深筋运动轨迹的指标均比固定拉深筋的大,证明可控拉深筋能够改善高强度板的成形性能。其中直球头拉深筋的改善效果比斜球头显著,但斜球头比直球头具有更好的极限拉深高度,并通过极差分析得到其主要影响因子为拉深筋前后的高度。最后通过成形力分析,解释了改变拉深筋高度能改善高强度板成形性能的原因。

摘要：圆管带式输送机是近年来受到广泛关注与应用的特种带式输送机。对圆管带式输送机结构设计与改进、设计计算方法、性能的理论研究与测试等进行了回顾;通过总结国内外圆管带式输送机实例和研究进展,分析了输送带宽度与管径的关系、输送带弯曲性能、运行阻力等方面的问题,梳理了圆管带式输送机的发展趋势。针对目前设计机理与输送带特性相关概念混淆的问题,从力学的角度明确了成形力、接触力(反弹力)、成槽性和横向弯曲刚度的关系,分析可知接触力包含输送带的重力,不能直接反映输送带的横向弯曲刚度,建议用成形力来表征输送带弯曲性能或横向弯曲刚度。根据实际应用和CEMA(Conveyor Equipment Manufacturers Association)推荐的输送带搭接宽度,指出了国内现行标准存在搭接宽度过大的问题,建议采用带宽管径比来表示带宽与管径的关系,并提出了搭接宽度的计算式。由于圆管带式输送机的圆管直径由外径表示,但输送带的厚度对承载物料截面积影响显著,给出了考虑输送带厚度和搭接宽度的确定圆管带式输送机带宽、管径的新方法及圆管带式输送机的成管阻力、成形阻力和曲线段阻力的修正计算式。所提出的计算方法考虑了输送带的横向刚度和张力等影响因素,与现有方法相比更接近于实际,且已经在圆管带式输送机工程设计中应用,为圆管带式输送机的进一步发展提供了依据。

摘要：对侧成形滑块中凸模镶块及压料器分别在成形过程中受力特点及有限元的数据分析,探索二者在不同约束状态下成形过程中微变形对模具结构影响因素,进而总结出侧成形凸模镶块及侧压料器在冲压过程中变形的处理措施,为设计人员提供可参考的依据。

摘要：汽车转向节结构复杂、工艺设计难度大,因此,在实际锻造过程中易出现材料折叠、局部成形不完整等问题。针对此问题,分析了转向节的成形难点,确定了转向节的成形工艺,并采用有限元分析软件Deform对成形过程中最关键的预锻工序进行了热力耦合数值模拟,从成形过程、成形力大小、锻件温度分布情况,多角度分析了开式预锻与闭式预锻的优劣情况。结果表明:开式预锻的成形力较小,但预锻件存在填充不满的缺陷;闭式预锻的成形力较大,但能获得符合要求的预锻件,且锻件温度分布均匀,质量好。最后,以闭式预锻为基础,进行了终锻模拟试验,证明了成形工艺的可靠性,并通过生产试验进行了验证,实际结果与仿真结果相吻合,获得的转向节成品件的外观良好,质量符合设计要求。

摘要：准确预测成形过程中的载荷分布,可有效降低模具在成形过程中发生偏载的可能性。文章以中厚板体积成形工艺中较为典型的挤压成形工艺为切入点,针对其与传统正挤压过程的区别,采用数值模拟方法对中厚板挤压成形力影响因素进行了正交试验分析,从复杂的影响因素中寻找出主因。通过对各主要影响因素加以分析,并借助于对试验数据进行归纳或统计的方法,分析建立了相应的力能计算模型,为中厚板挤压工艺及模具的优化设计提供理论参考。经实验验证,该力能计算模型的误差控制在15%以内,能满足工程计算的需要。

摘要：大型齿轮毛坯生产技术难度大,锻造时成形力过大、金属局部充不满,热处理时常规材料淬透层不深、台阶过渡处易开裂。本文分析了大型齿轮毛坯锻造过程中的金属流动规律,提出了基于分流减压原理的毛坯预成形新工艺,可减小成形力约30%。分流减压槽的合理设计能使轮毂、轮缘同时充填饱满。为了进一步改善金属轴向流动不均匀,采用了不对称的上下模腔设计方法;在分析了组织性能关系的基础上,采用高淬透性材料,并提出了正火+分级淬火的热处理工艺,防止齿轮毛坯开裂变形且晶粒度可达7级。通过有限元热力耦合数值模拟、试验验证、微观组织观察和性能分析,验证了本文中锻造与热处理工艺方案的可行性,获得了良好效果,满足了用户的需求。

摘要：试验研究了汽车差速器主动螺旋伞齿轮塑性成形方法， 设计并制造出试验用模具， 在万能拉伸试验机上进行了塑性成形实验， 用网格实验研究了塑性成形齿轮截面上的金属流动情况及齿型充满过程， 揭示了金属纤维走向与分布， 测绘了塑性成形螺旋伞齿轮铅试件的行程压力曲线， 为优化预制坯、成形模具结构设计和力能参数计算提供了实验依据。