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        軸套類零件折疊缺陷分析和處理方案

        發布時間:2020-12-16 03:14:57    瀏覽次數:
         關于軸套類零件折疊缺陷分析和處理方案
         
         
        以下文章來源于上海安世亞太 ,作者吳華春
         
        軸套是汽車傳動件上的一個關鍵零件,由于在工作時受較大的沖擊載荷,其強度、韌性、表面硬度及耐疲勞性能要求較高。
         
        折疊作為體積成形金屬件在成形過程中產生的缺陷,容易成為疲勞的裂紋源或者沖擊斷裂的源頭。因此,在軸套冷擠壓成形時必須預防折疊缺陷的出現。
         
        本文以某一軸套出現的折疊缺陷為例,說明此類缺陷的形成以及如何預防。
         
        1、軸套原冷擠壓成形工藝
         
        軸套
         
        該類零件為軸對稱零件(如圖1所示),形狀較為復雜,其內部為一圓柱孔和一半球孔,上端外側為2階凸緣臺階。
         
         
         
         
         
        由于底部內部圓錐部分,使用切削工藝滿足不了零件形狀尺寸的要求,因此,采用冷擠壓工藝作為其成形工藝。
         
        其擠壓工藝為:
         
        步驟一:鐓擠成形內孔及凸緣部分;
         
        步驟二:反擠壓成形內孔;
         
        步驟三:整形凸緣部分和保證零件的其他尺寸。
         
         
         
        但是在進行產品試模后,檢測產品,發現在完成第三道工序后(即整形),發現產品存在折疊缺陷
         
        2、折疊缺陷原因分析
         
        此處折疊是由于2股金屬在此處匯流形成。由于只是對最終產品進行金屬流線分析,無法得到整個成形過程中的金屬流動狀態,于是利用在體積成形領域應用廣泛的仿真軟件DEFORM進行模擬。
         
         
         
         
         
        首先確認DEFORM對折疊部位的仿真結果。DEFORM模擬結果顯示其流速與物理試驗測試結果能夠很好的吻合,說明采用DEFORM進行仿真迭代可以替代現場部分試模的次數。
         
         
         
         
         
        針對軸套成形在整形工序出現的折疊,同時查看先前2道工序的仿真結果。
         
         由模擬分析可得:
         
        對于鐓擠和反擠成形而言,從縱向看,由于鐓擠和反擠的縮口效應,在短軸套成形區在擠壓的縮口部分及以上金屬流速zui大,內半球成形區其次;短軸套底部區域金屬流速zui低。
         
        對于整形擠壓工序而言,擠壓的金屬的流動速度如圖6 (c),金屬的流動速度與鐓擠和反擠相比,速度較低,而且速度較為均勻,但是可以明顯看出有反擠出的金屬在整形模具作用下,凸緣處金屬被反向擠回與底部整形向上.流動的金屬形成匯流,因此擠壓件的內側部位,見圖6 (c)中的1處有明顯的裂紋。
         
        3、解決方法
         
        由于軸套內部尺寸有較高要求,盡量不采用切削進行余量去除,因此,在折疊消除方法中,修改模具圓角進行預防,在此并不適用,另外在利用DEFORM進行仿真時發現鐓擠時在內側出現的少許空隙在反擠時有明顯增.大,如圖7所示。
         
         
        (a)鐓擠
         
         
         
        (b)反擠
         
         
         
        因此,采用調整工藝的方法進行折疊消除,其工藝為:正擠-鐓擠-反擠。采用新的工藝并進行DEFORM仿真,結果符合要求,沒有折疊出現。
         
         
        (a)正擠
         
         
         
        (b)鐓擠
         
         
         
        (c) 反擠
         
         
        4、總結
         
        針對軸對稱類的零件,如果出現匯流類折疊缺陷,可以采用調整成形工藝,盡量避免內側的空隙出現,以減少后續工藝成形時金屬在此處匯聚。
         
        DEFORM軟件在進行金屬體積成形類工藝仿真時,能夠預測各種缺陷,與物理試驗相比,具有準確、快速等特點,可以為工藝工程師提供非常好的幫助。
         
         
         
         
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