板材精密冲裁工艺的研究

在有限元分析的基础上，提出了一种阶梯形凸模负间隙精密冲裁方法。其特点是可使精冲工艺在单动压力机上实现，而无需专用三动压力机。这种精冲方法，模具结构简单，易于制造和安装，成本低。用铜、铝、钢等材料对该方法进行了实验验证，得到了剪切断面上100％光亮带的精冲件。     

精冲过程的韧性断裂

金属塑性加工时，材料内部会出现应变集中和空穴长大两种损伤，导致材料的承载能力下降与丧失．分析了精密冲裁时均匀塑性流动形成光洁表面以及空穴长大引起的断面撕裂现象，从材料细观损伤角度阐明了精冲原理，比较了精冲与普通冲裁两种不同的材料分离机制，并对精冲过程的数值模拟结果进行了讨论．     

同步剪挤式精冲理论的研究

本文提出的同步剪挤式精冲法,就是使钣料在冲裁过程中同时具有剪切和挤压的双重作用.这种作用是通过改变模具工作部分的几何形状自动实现的.由于这种剪切和挤压的双重作用,即可在钣料剪切区建立足够的静水压力,使金属的塑性提高,抑制剪裂纹的产生,从而使塑性剪变位延续到冲裁的全过程,最终实现钣件的精密分离.这种精冲方法简便易行,在很大程度上克服了现有各种精冲法的不足.本文详细讨论了同步剪挤式精冲的变形特点和力学模型的建立,提出了一套精冲力的计算方法;并介绍了有关的技术要点.上述工作,对于精冲的实际应用将具有重要指导意义.     

基于响应面法的直齿轮冷挤压工艺多目标优化

针对某型大模数行星直齿轮在精锻成形工艺中成形载荷大、齿形塌角大及弹性回复影响齿形精度等问题,提出一种新型约束分流正冷挤压工艺.以降低成形载荷、减小轴向塌角长度及取得弹性回复量较小的齿轮为优化目标,以凹模入模角、毛坯直径系数、摩擦系数和模具挤压速度为优化变量,借助正交实验设计与Design-Expert V8软件进行响应面拟合建模分析,得到成形载荷及塌角长度的二阶响应面模型和弹性回复的线性模型,同时借助该软件进行多目标优化,得到最佳工艺参数组合,即入模角为67°,直径系数为1.15,摩擦系数为0.06,模具下压速度为52mm/s.有限元模拟和生产实践结果表明:优化后的工艺参数组合能生产得到弹性回复较小、表面质量好的行星直齿轮冷挤压件,并能有效减小塌角、降低成形载荷.     

锁垫片冲压工艺分析及其模具设计

在介绍国内外模具产业发展情况的基础上,从工艺分析及相关计算入手,详细介绍了锁垫片冲压模具的设计,指出在设计时不仅要根据冲裁件的材料确定模具的材料,还要根据冲裁件的形状特点、尺寸大小和精度要求来确定冲裁的工艺方案,从而确定模具的类型;设计合理的冲裁间隙是此次设计的重点,它直接影响冲裁件的形状、尺寸、精度以及模具的使用寿命;模具材料在选择时要注意材料的力学性能和工作强度,要尽量保证选择标准件,这样可以提高模具的寿命,同时还能缩短模具的制造周期。     

基于ABAQUS的板材精冲工艺研究

构建厚度为1.5 mm的板材精密冲裁有限元模型,分析板材精冲的变形过程.通过大量有限元模拟,重点分析压边力和反压力对精冲断面质量的影响规律,并将模拟结果和试验结果进行对比分析.结果表明：当压边力不变时,随着反压力的增大,精冲断裂带长度不断减小,而断面平整度逐渐变差;当反压力不变时,断裂带长度不随压边力的增大发生较大改变,但断面平整度提高;当压边力和反压力相互配合时,冲孔断裂带最小,断面平整度最好;模拟结果与试验结果非常接近,说明压边力对精冲断面质量影响规律的模拟结果准确.     

基于剪切修正GTN损伤模型的辊冲工艺数值模拟

在GTN模型基础上，考虑到微孔洞剪切变形对材料劣化的影响，建立适用于压应力状态的剪切修正模型。通过用户子程序接口VUMAT将与损伤耦合的弹塑性本构模型嵌入具有ALE法的有限元软件Abaqus/Explicit中。利用模拟拉伸与纯剪切试验拟合载荷-位移曲线以确定模型参数。将修正模型应用到辊冲工艺有限元模拟中预测断面质量，并进行试验验证。结果表明：前刃口为小间隙冲裁，塌角较小，光亮带较大但带有一定的倾角；后刃口为大间隙冲裁，塌角与断裂带较大，光亮带较小；裂纹会同时在前刃口凸模与凹模侧面萌发，而对于后刃口，会首先在凹模侧面产生。     

双伺服驱动高速精冲机主传动系统的运动规划

针对高速精冲过程中滑块速度和力能分配急剧变化的特点,提出一种双伺服驱动二自由度七杆机构的高速精冲机主传动系统.通过构造伺服电机柔性加减速函数,使伺服电机速度平滑过渡,结合精冲工艺要求及主传动机构尺寸参数,研究双伺服电机的运动规划方法,得到双伺服电机的运动与冲裁板厚、极限冲裁速度、电机特性的关系函数.利用ADAMS(动力学分析软件)建立主传动系统虚拟样机模型进而对整个精冲的过程进行仿真,分析不同冲裁板厚及不同极限冲裁速度下滑块的运动学特性曲线及伺服电机扭矩曲线.实验结果表明:该运动规划方法能够满足不同冲裁板料精冲工艺要求,降低伺服电机功率,提高精冲机工作效率.     

基于Lemaitre模型的辊式冲裁工艺断面质量分析

为了准确表征材料变形中逐渐劣化的过程,引入考虑损伤与裂纹萌发的弹塑性本构模型.基于Abaqus/Explicit的二次开发接口,编写耦合Lemaitre损伤模型的用户子程序,根据算例验证其可靠性.通过反复加载-卸载拉伸试验并利用弹性模量变化法来获得损伤参数值.建立辊式冲裁工艺有限元模型,应用Lemaitre损伤模型来预测断面质量,并进行试验验证.分析冲裁间隙、模具磨损与板厚等工艺参数对断面质量、冲裁力及扭矩的影响.结果表明:前刃口断面质量总体上要好于后刃口,但光亮带具有一定的倾角;塌角区会随冲裁间隙增加而增大;模具磨损程度增加会导致毛刺急剧增大;最大冲裁力与扭矩会随着板厚的增大而增大.     

高强度弯曲零件回弹模拟分析

以一汽车高强度弯曲零件为研究对象,应用Dynaform软件对弯曲零件的冲压成形过程进行数值模拟,分析常温与热冲压成形后零件的回弹情况,研究热冲压成形过程中板料初始温度、冲压成形速度对零件回弹的影响规律.结果表明:在常温条件下零件成形无缺陷,但最大回弹量较大,为1.48 mm,零件尺寸精密度得不到保证;采用热成形方法后,零件回弹得到较大改善,板料预热温度对零件回弹影响复杂,随冲压成形速度的增加,回弹量减小.     

工程机械用类槽钢矫直工艺有限元模拟

工程机械用类槽钢一引导轮的生产是目前国内类槽钢生产中的空白,其再加工产品主要用于大型机械设备,由于断面形状复杂,产品要求精度高,因此在轧制成型后需要进行冷矫直。采用有限元分析软件ANSYS／LS-DYNA对工程机械用类槽钢矫直工艺进行了模拟研究。研究表明：采用合理的矫直方案确定压下量,能够准确对变形类槽钢进行平直度矫正。矫直过程中的变形主要沿矫直纵向方向上,由于复杂的断面形状使得模拟矫直后应力分布无明显规律,腰部与腿部厚度不同致使产生的应力值不同,同时个别部位存在应力集中。     

基于三维模型的小型钢槽丝成型机关键零件有限元仿真

钢槽丝（或槽骨）主要用于制伞业中．目前,主要因性能优势和成本优势,其使用范围正从以前的单节伞向二节伞甚至三节伞扩展,应用越来越广泛,是伞骨生产的发展方向．钢槽丝成型是槽骨生产的关键,成型模的关键零件是凸轮和凹轮,其设计水平对钢槽丝成型质量具有决定性作用．应用Solid Edge软件建立了钢槽丝成型机构主要零件三维实体模型,应用有限元仿真软件MSC．VisualNastran对模型进行了有限元静力学仿真分析,获得了相关零件应力、应变和位移的仿真参数及其仿真云图．仿真分析可为钢槽丝成型机构的零件设计提供理论依据,为同类产品的开发和改进提供理论参考．     

连续挤压Al-1.1Mg-0.3Cu合金的拉伸性能和加工硬化行为

为了提高Al-1.1Mg-0.3Cu合金线杆的拉伸性能,通过金相、透射电镜、扫描电镜显微组织观察和拉伸试验分别对连续挤压态及拉拔退火态合金的微观组织和拉伸性能进行了研究.结果表明:连续挤压成形工艺有助于进一步改善合金的拉伸性能,与传统拉拔后退火处理工艺相比,通过连续挤压工艺制备的合金组织晶粒细小而均匀,沉淀相和位错密度较少,致使合金的延伸率相对较高而加工硬化率相对较低;此外,相比传统工艺,由连续挤压工艺制备的合金拉伸试样断口形貌中韧窝更深、更细小.     

浅谈冲压模具技术的发展

冲压是通过模具对板材施加压力或拉力,使板材塑性成形,从而获得一定尺寸、形状和性能的一种零件加工方法。由于模具加工成型是材料成型的重要方式之一,与其它加工方法相比,不仅材料利用率高、生产效率高、能耗低,而且制件质量好,这种加工方法已广泛用于各种制造行业。     

基于ANSYS星轮装载机构的动力学研究

针对星轮装载机构在工作过程中存在受力不恒定的问题,对星轮机构进行动力学分析,确定了煤岩对星轮的激振力,并以直斜形星轮为例,利用Ansys软件对星轮进行模态分析和谐响应分析,得出了星轮机构在动载荷作用下的振型、应力及应变情况,分析指出了星轮受载荷最大处的位置,为研究改进星轮的设计和改善星轮的性能提供理论依据。     

镀层金属在冲裁变形过程中流动规律的研究

IT制件冲裁断面的氧化现象会降低接触面的导电性,并最终导致零件的功能失效.本文建立了平面应变刚塑性有限元分析模型,对冲裁变形过程中镀层金属的变形和流动情况进行了数值模拟;提出冲裁后断面镀层金属分布的估算方法,并以常用的锡镀层锡磷青铜带为例,进行了实验验证.研究结果表明:冲裁变形过程中,镀层金属主要流入到冲裁断面的圆角带和光亮带上;采用基于数值模拟的断面镀层金属含量估算方法获得的断面光亮带上镀层金属含量和试验结果一致.本文所提出的方法可以用来在模具设计阶段评估不同冲裁工艺参数下冲裁断面的镀层金属含量,从而优选出断面镀层金属含量高的方案,从而达到提高断面抗氧化能力的目的.     

阶梯孔磁壳的冷挤压工艺研究

根据阶梯孔磁壳零件的结构特点,采用锻造分析软件Qform3D对其冷挤压一次反挤成形方案和改进方案进行数值模拟分析。经工艺分析及参数计算,分两次挤压成形减少了模具对变形材料的约束,增大了金属流动速度,降低了挤压力。因此确定分两次挤压的改进方案为阶梯孔磁壳零件的合理工艺方案,对该零件的生产应用具有重要的指导意义。     

铝型材挤压有限元和有限体积对比模拟

研究了有限元法(FEM)和有限体积法(FVM)模拟金属塑性成形的基本理论和求解方法．针对铝合金门窗型材制品截面形状十分复杂、壁薄而成形坯料厚的具体特点，分别采用FEM和FVM对其挤压成形过程进行了对比模拟．结果表明，FEM计算效率高，但在模拟终成形阶段时，由于频繁的网格再划分，造成模拟结果严重失真；FVM避免了网格再划分问题，模拟精度高，但计算时间长．提出了采用FEM模拟铝型材挤压预成形，FVM模拟终成形的复合模拟方法，解决了料厚而壁薄这类铝型材挤压成形的数值模拟问题。     

渐开线花键的冷挤压成形试验研究

以微车半轴花键零件为例，针对半轴花键采用传统切削加工工艺存在的不足，综合应用冷锻技术和实验技术，对渐开线花键冷挤压成形工艺进行理论分析，设计制造出挤压组合模具，并进行了大量挤压试验，获得了准确的花键齿形和较好的表面质量。