基于热力耦合场的帽形件热成形模具冷却系统研究

基于热力耦合场的数值迭代计算方法,建立了热成形模具冷却系统的有限元理论分析模型,获得了模具冷却管路几何参数对帽形件冷却效果、显微组织及机械性能的影响关系。采用CAE有限元仿真和成形试验进行了验证,结果表明,合理增大外侧冷却管路直径后,冷却系统各管路流速损失差异逐渐减小,冷却水流的均匀性得到改善,有利于提高制件成形质量;在保证模具强度的前提下,增大冷却管路直径,有助于提高模具的冷却效果,能够获得更为细小的马氏体组织,从而提高制件的力学性能。     

基于损伤因子的7075铝合金B柱热成形工艺优化

针对仿真中难以简单判断7075铝合金热成形失效的问题,引入损伤因子作为评判失效的参数。首先,建立了7075铝合金高温损伤本构方程。随后,使用FORTRAN语言编写Ls-dyna用户自定义材料子程序,对B柱进行热成形有限元分析,研究单一参数变化对B柱成形最大损伤值的影响。最后,利用正交实验分析对成形参数进行优化,最终确定了一组最优成形工艺参数组合:板料初始温度420℃,模具初始温度60℃,摩擦因数0.15,压边力6 000N,冲压速度230mm/s。     

基于正交试验的侧围外板拉延成形工艺参数优化研究

针对侧围外板拉延成形易产生开裂、起皱以及塑性变形不充分等问题,以某车型侧围外板为研究对象,对影响侧围外板拉延成形质量的工艺参数进行研究。运用单因素变量法,研究了压边力、冲压速度、摩擦系数、模具型面间隙以及拉延筋阻力系数五个变量因素对侧围外板拉延成形质量的影响。运用正交试验法和极差分析法,以降低最大减薄率为目标进行优化,筛选出最佳工艺参数组合。明确了各变量因素对侧围外板最大减薄率主次影响的优化方法,并分析了试验结果方差,得出了影响减薄率的显著因素。运用优化后的工艺参数进行成形仿真,获得了良好的成形效果。利用成形仿真结果指导现场试模,得到无开裂、起皱、塑性变形充分的零件,最大减薄率为19.8%,最大增厚率为3.6%。研究表明,将正交试验应用于成形仿真可以改善侧围外板拉延成形质量,并能提高试模成功率。     

板材弯曲成形数值模拟

依据有限元理论对影响弯曲成形的多种工艺参数进行分析,并与试验结果进行比较,验证了有限元数值模拟替代试验研究弯曲成形的可行性,为优化模具参数,减少调试和修模次数提供了参考依据。     

用PCD工具对汽车轻合金件进行熨压加工的显微硬度研究

采用人造金刚石(PCD)工具对汽车轻合金件进行了无屑熨压加工工艺试验研究，试验结果表明，用此工艺可以有效地降低工件的表面粗糙度，提高工件表面强度，进而提高工件在动载荷下的抗疲劳特性。针对该工艺对工件显微硬度的影响进行了详细的研究，得到了熨压参数变化对工件显微硬度的影响规律，通过调整熨压参数可完成熨压过程中对被加工工件表面显微硬度值的预测分析和控制。     

基于动态模型的冲压模具磨损寿命研究

为了准确预测模具磨损深度,提高模具使用寿命,通过研究冲压模具磨损机理,建立了混合磨损动态模型,提出一种新的模具磨损寿命预测方法。由于前次冲压对后次冲压模具磨损具有显著影响,模具的总磨损深度并不与单次冲压磨损深度呈简单的线性关系,该方法考虑了镀铬层和火焰淬火层厚向磨损系数、粗糙度的影响以及模具表面到芯部材料硬度的梯度变化关系。通过试验得到火焰淬火和电镀铬2种不同处理方式下模具材料磨损的相关参数,将其运用到混合磨损动态模型中。运用节点移动来不断更新磨损型面,获得当前磨损深度下的新参数,使用新参数计算当次冲压的磨损深度,确保随着磨损的增加,磨损参数不断更新,使得磨损预测更符合实际磨损的物理过程,弥补了经典Archard模型忽略因磨损而导致接触应力和滑移速度改变的不足。用壳单元提取冲压接触型面建立有限元模型,不需表达整个模具,降低了问题的复杂性,极大提高了计算效率。建立了磨损深度与冲压次数之间的确切关系,得到了模具磨损深度的定量预测方法。使用该方法对某车型发动机盖外板冲压模具进行磨损分析,将结果与实际模具磨损情况以及经典Archard方法预测结果进行对比。结果表明：所提出的冲压模具磨损寿命预测方法更接近实际磨损,误差比经典Archard方法小18.60%,预测精度明显高于经典的Archard方法。     

高强度钢板热冲压成形研究与进展

介绍了国内外高强度钢板热冲压成形技术的研究及开发概况,分析热冲压成形技术的工作原理并将热冲压成形与冷冲压成形的技术特点进行对比,热冲压成形技术可保证冲压零件尺寸精度并提高冲压零件强度;探讨了热冲压成形模具的设计要求,以及模具的材料选择;同时对影响高强度钢板热冲压成形的关键问题进行了分析。     

热锻模具选材与制造工艺探讨

介绍了锤锻和热挤压类热锻造模具选材的一般规律和方法；同时，针对目前相关模具寿命较低的问题，从热加工、冷热加工配合角度，提出了相应工艺优化的措施和方法。     

基于交叉式滑动模具的某大膨胀率阶梯管件内高压成形仿真分析

根据某大膨胀率阶梯管件的工艺要求设计交叉式滑动模具,并借助有限元软件DYNAFORM开展了内高压成形数值仿真分析。揭示了滑动模具及其结构对具有大膨胀率阶梯管件成形性的影响规律:交叉式滑动模具的控制模可约束管坯胀形区的材料流动,成形稳定性提高;控制模的负载过大会造成管坯材料塌陷,负载过小则无法约束胀形区两端的材料先行胀起致使胀形区形成死皱;滑动模具前端面位置越接近胀形区中央位置越有利于管坯材料向最大胀形区流动。     

热锻模具选材与制造工艺探讨

本文主要介绍了锤锻和热挤压类热锻造模具选材的一般规律和方法；同时针对目前相关模具寿命较低的问题，从热加工、冷热加工配合角度，提出了相应工艺优化的措施和方法。     

热成型技术在车身开发中的研究与应用

介绍了热成型技术在车身开发中的研究与应用情况。以某车型后纵梁和B柱加强板为例,借助Auto Form软件,分析加热温度、加热时间、成型速度、冷却速度等工艺参数对热成形过程的影响,避免热成型模具因冷却水道布置而更改不易的问题,同时根据热成型零件的加工特点,提出了一系列有效措施来降低热成型零件的成本。     

浅谈准双曲面主动齿轮毛坯热挤压成形工艺

介绍了准双曲面主动齿轮毛坯锻件工艺现状及毛坯热挤压锻件工艺过程。重点阐述了锻件变形过程、热挤压成形工艺的优点及成形时应注意的几个问题。     

温度和应变率不确定性对5083-O铝板成形极限影响规律研究

基于铝合金板成形极限图理论预测模型,结合蒙特卡罗随机分析法研究了温度和应变率的不确定性波动对铝合金板成形极限图的影响规律。研究发现:应变率越大,其随机波动引起成形极限应变的分散程度越小;随着温度增加,其随机波动引起成形极限应变的分散程度先减小然后变大,且在温度范围为413~453 K时引起成形极限应变的分散程度最小。     

激光淬火工艺在覆盖件拉延模具中的应用

在汽车覆盖件冲压成形过程中,拉毛缺陷十分普遍。对于产品而言,制造工艺对覆盖件表面质量的要求十分严格,因为任何微小的拉毛缺陷都会在涂漆后影响漆层的美观,并降低其抗腐蚀性、缩短使用寿命。激光表面淬火强化工艺是目前应运比较广泛的一种模具表面强化工艺,能够有效的提高模具表面硬度、耐磨性、抗粘结性,改善制件拉毛缺陷。本文主要探讨汽车覆盖件产生拉毛现象的机理和改善措施。     

大型内高压成形装备及批量生产模具

介绍管材内高压成形装备、工艺模具关键技术以及产业化应用方面的最新进展。在内高压成形装备方面,研制了国内具有自主知识产权的大型内高压成形装备,并形成大、中、小型系列化内高压成形设备;在内高压成形批量生产模具方面,解决了多孔同步液压冲孔模具等关键技术问题,研制了大型复杂液压冲孔模具,揭示了模具的应力和变形与其尺寸精度的关系规律,扩展了数值模拟技术在开发内高压成形模具方面的应用。在工业应用方面,建立了多个内高压成形产业化示范基地,为国内汽车主机厂及零部件厂研制了多台生产用大型内高压成形机,并已成功应用于SUV车前支梁、轿车副车架和排气系统等汽车零部件的批量制造。     

基于响应面法的汽车灯底板成形参数设计

为了解决汽车灯底板成形过程中存在破裂缺陷的问题,运用正交试验、GS理论和响应面寻优法相结合的方法,对某型汽车灯底板拉延成形过程的参数进行寻优。得到优化后的压边力4 kN、摩擦因数0.09、冲压速度2 000 mm/s、模具间隙1.71 mm时,成形结果的最大减薄率为27.44%,符合产品的质量要求。通过对比优化前后的成形效果图可知,优化后的工艺参数有效改善了汽车车灯底板拉延成形质量。这种优化方法的结合,对企业实际生产中的工艺参数设计有一定的参考价值。     

温度和应变率不确定性对5083—O铝板成形极限影响规律研究

基于铝合金板成形极限图理论预测模型，结合蒙特卡罗随机分析法研究了温度和应变率的不确定性波动对铝合金板成形极限图的影响规律。研究发现：应变率越大，其随机波动引起成形极限应变的分散程度越小；随着温度增加，其随机波动引起成形极限应变的分散程度先减小然后变大，且在温度范围为413～453K时引起成形极限应变的分散程度最小。     

喷射成型高硅铝合金的致密化研究

研究了采用墩粗和热挤压工艺对喷射成型高硅铝合金进行致密化后其组织的变化,以及挤压比对喷射成型高硅铝合金组织的影响。研究结果表明,墩粗和热挤压消除了沉积态高硅铝合金组织内部空隙,得到了均匀、晶粒细小的微观组织。作为发动机缸套材料的喷射成型高硅铝合金经致密化处理后,机械性能改善且耐磨性提高,从而提高了缸套的使用寿命。     

拉延筋对曲面曲线翻边的成形影响研究

从理论和外形特征对曲面翻边成形工艺重新进行组合和分类,归纳和总结了六种翻边类型,基本上涵盖了汽车钣金件中常见的曲面翻边形式。对六种曲面翻边类零件进行三维建模并定义相关的外形几何参数,对其中的四种曲面曲线翻边类型进行数值模拟,对每种零件数值模拟的成形过程和成形极限进行分析研究。根据分析研究的结果,合理地布置和使用拉延筋使零件的成形质量得到进一步的提高和改善,总结拉延筋对翻边成形后变形区最大主应变和其分布位置的影响规律,并结合试验对数值模拟的结果进行验证。对于拉延筋在曲面翻边类零件的实际生产中具有很好的参考作用。     

TBM盘形滚刀重复破碎与二次磨损规律研究

秦岭隧道TB880E掘进机在施工过程中积累了大量宝贵而完整的滚刀磨损统计数据,为深入研究滚刀磨损规律和磨损机制提供了依据。从TB880E现场实测滚刀磨损数据入手,结合TB880E滚刀一次破岩体积的理论计算结果,建立了滚刀磨损量与一次破岩体积的关系;对滚刀单位破岩体积磨损量进行分析,得到了滚刀单位破岩体积磨损量与滚刀安装半径的关系曲线,总结出刀盘上滚刀磨损的4个区域,分析了不同区域滚刀磨损的机制;首次提出滚刀重复破碎与二次磨损的定量计算方法,得到了TB880E滚刀重复破碎体积与二次磨损量的分布规律。研究表明： 正面滚刀磨损的主要影响因素是一次破碎,而边缘滚刀的主要影响因素是重复破碎引起的二次磨损。