目的基于容积交变空化原理,研究小孔流道内容积交变空化流场的演变规律,以及容积交变频率和容积变化量等关键工艺参数对流场特性的影响,为容积交变空化抛光小孔内表面提供指导。方法首先,建立小孔流道内容积交变空化流场的三维瞬态仿真模型。其次,采用标准k-epsilon模型、Zwart-Gerber-Belamri模型模拟不同容积交变频率和容积变化量下容积交变空化流场含气率和湍流强度,并与高速摄像结果进行比较分析。最后,对机械加工的Al1060和T2 Cu小孔内表面进行抛光,验证容积交变空化抛光小孔内表面的可行性。结果在一个周期内,当容积变化量为20mm,容积交变频率分别为90、100、110、120Hz时,小孔流道内容积交变空化流场含气率和湍流强度均随容积交变频率的增大而增大,含气率最高可达0.6648;当容积交变频率为120 Hz,容积变化量分别为10、15、20、25 mm时,小孔流道内...

目的解决室温条件下因铝合金塑性流动不均而导致的零件开裂和尺寸偏差等问题。方法利用高速冲击提高材料成形极限以及流体均匀载荷精确控形的优势,提出了电磁冲击液压工艺并实现了铝合金阵列结构零件的成形,采用实验手段研究了放电电压和放电次数对零件贴模精度和厚度分布的影响。结果随着放电电压的增大,零件的成形深度增大。在单次放电8kV下,板料最大成形深度达到模具深度的97%,连续3次放电8kV后,零件通道填充率达到89.7%。建立了与物理实验模型一致的电磁-流体-结构的多物理场耦合仿真模型,发现冲击液体对板料施加的瞬态压强超过200MPa,板料最大变形速度达到40.5m/s。模拟得到的板料变形轮廓与实验结果一致,证明了多物理场耦合仿真模型的准确性。结论电磁冲击液压成形是一种新型的高速成形方法,能够实现铝合金阵列微结构零件的精确...

对液压冲孔过程进行分析,介绍了液压成形同步冲孔的工艺原理,分析了不同类型液压冲孔的特点和应用范围。采用有限元分析方法,建立了液压冲孔仿真有限元模型,并对冲孔过程中应力分布和应变变化情况进行分析。在此基础上,进行液压冲孔工艺试验,把工艺试验结果与有限元分析结果进行比较。结果显示,液压冲孔仿真分析与工艺试验呈现相同的变化规律,仿真分析能够较好预测实际冲孔过程。

对四柱式万能液压机进行了PLC改造,通过开关量控制方式实现液压机的基本动作,将控制定压边力的普通溢流阀改为比例溢流阀,并结合模拟量控制方式实现了变压边力,满足了变压边力的工艺要求。

目的针对17-4PH不锈钢冷成形回弹大、贴模性差等问题,研究17-4PH不锈钢隔碗零件的拉深成形和液压胀形规律,确定隔碗零件拉深液压胀形复合成形的最佳工艺及参数。方法利用有限元方法确定并优化了拉深预成形和液压胀形中的工艺参数。基于优化后的结果设计并制造了相关的模具,最终通过试验验证了有限元方法的有效性。结果结合数值模拟和试验的方法,提出了零件先拉深预成形、后液压胀形的多步成形方案,逐步优化了成形工艺参数,最终成形出了满足尺寸和精度要求的高精度隔碗零件。结论通过数值模拟获得了最佳的坯料直径及多步成形中的关键工艺参数,基于数值模拟优化为主和试验验证为辅的设计制造理念,解决了17-4PH不锈钢冷成形回弹大和贴模性差的问题。

目的提出锤上模锻的成形工艺,进行滚刀刀圈的制造,以改善和提高隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)滚刀刀圈的模锻成形质量。方法基于TMB滚刀刀圈的结构及特征,制定滚刀刀圈的模锻成形工艺,建立锤上模锻和液压机模锻成形的数值模拟模型,通过数值模拟分析对比2种工艺下滚刀刀圈的成形质量和温度场、模具应力等各场变量。基于数值模拟结果,采用锤上模锻的工艺进行刀圈成形实验研究,对比分析实验和数值模拟过程中的打击次数、锻件外观及尺寸、截面流线、飞边长度等特征。结果数值模拟结果表明,采用液压机模锻成形的刀圈内部及刃部流线易出现折叠缺陷,模锻结束后锻件温降严重且模具应力较大;而采用锤上模锻成形的刀圈刃部流线分布合理,内部成形均匀性较好,模锻结束后锻件温度为992~1170℃,成形模具应力为1348 MPa,小于液压机模锻的模具应力,...

目的解决薄壁水槽盒形件刚性拉深一序底部圆角减薄过大、整体厚度减薄严重以致后续拉深二序、三序成形后产品厚度不合格的问题,同时解决工艺路线的退火问题。方法利用有限元分析软件Dynaform对薄壁水槽充液拉深一序进行数值模拟分析,研究关键工艺参数对成形结果的影响规律,并得出最优的工艺参数,最后与刚性拉深的模拟结果对比分析,提出充液拉深方法的可行性。结果根据工艺优化方案,得出最优工艺参数:预胀压力2 MPa,最大液室压力20 MPa;液室压力加载路径:从0 s至0.003 s,液室压力从0 MPa线性增大至2 MPa,并保持2 MPa至0.007 s;随后从0.007 s至0.011 s,液室压力从2 MPa线性增大至20 MPa,之后保持20 MPa直至拉深结束;压边间隙为1.05t。结论通过充液成形方法,可以有效解决薄壁水槽盒形件拉深一序底部圆角减薄严重的问题,还可以提高成形质量及成形极限,省略中间退...

目的研究6A02铝合金异形截面薄壁管的液压成形过程,改进管件的成形质量。方法使用Abaqus软件进行数值模拟,通过考察管件壁厚分布情况、管件轴线的最小弯曲半径及管壁与模具贴合情况,研究了内压、轴向进给量、加载路径及合模过程中的内压与进给对成形质量的影响,并提出了合模力–轴向进给–内压三者同时配合的加工方法。结果通过数值模拟确定了无轴向进给情况下管件薄弱处发生破裂时的内压为7.5 MPa,发生起皱前的最大轴向进给量为2 mm,最低整形内压为80 MPa。确定了在合模过程中进给0.75 mm、合模后继续按照特定加载路径进行内压提升和轴向进给、最后施加80 MPa的整形压力的情况下成形效果最好。通过此路径加工出的管件最小壁厚为0.42 mm,最大减薄率为16%,轴线最小弯曲半径为1.258 mm,与模具间隙面积为0.065 mm^(2)。结论适当的内压–轴向进给可以实...

目的掌握结构尺寸对矩形波纹管液压胀形的影响规律。方法利用有限元平台Abaqus/Explicit建立316L矩形波纹管的三维有限元模型,对其液压胀形过程进行数值模拟分析,并利用实验验证有限元模型的正确性,基于单因素法研究长宽比、过渡圆角半径及波距对矩形波纹管成形质量的影响。结果综合考虑成形波高、壁厚减薄率及周向轮廓3个指标,获得了长宽比、过渡圆角半径和波距对波纹管成形的影响规律,并给出了各参数对不同指标影响的显著性。结论随着长宽比的增大,长边壁厚减薄率明显减小,圆角与短边的壁厚变化不大,并且不同长宽比波纹管的成形轮廓均在圆角段上低于设计值,在直线段上高于设计值;增大过渡圆角半径更有利于圆角段的贴合,且有利于降低周向壁厚减薄率;波距对波纹管的壁厚减薄率影响显著,波距较小时,波峰上有明显的增厚现象,随着波距...

目的为了提高摆线液压马达内花键输出轴零件的加工效率及材料利用率、降低生产成本,提出一种冷精密成形的工艺与模具。方法首先分析了摆线液压马达内花键输出轴的形状特点,初步制定了三工序冷挤压成形工艺:正挤细杆—反挤深孔—反挤花键孔,并通过数值模拟和实物实验对该成形工艺进行分析验证。在工艺实验中发现,采用线切割方法加工的第3序通体花键形状冲头,在与冲头套下端面交界处极易发生断裂。因此对花键冲头的结构和加工方法进行了调整,将冲头整体设计为圆柱台阶状,头部采用电火花加工方法加工一段花键形状,花键与圆柱部分采用锥角过渡。结果实验结果显示,锻件成形工艺稳定,成形锻件精度较高,改进后的冲头寿命较高。结论内花键输出轴成形工艺可行,改进的冲头结构降低了冲头产生应力集中的风险,提高了抵御偏载力的能力,成形...