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塑性工程学报:马车螺栓冷镦成形有限元模拟及模具设计

2023-03-14
摘要:本文根据实际生产条件,对304不锈钢马车螺栓采用3工位冷墩成形,利用有限元软件Deform -3D对冷墩成形过程进行了有限元模拟分析和实验,基于模拟和实验对模具进行优化,为马车螺栓研制提供了理论指导。

  【作 者】丛兵兵;孔明;张弘斌;王刚;秦升学

  【引 言】

  马车螺栓作为一种常用紧固件,不仅具有优异的力学性能,其特殊结构还可以起到很好的固定和防盗作用,市场需求量不断增加。马车螺栓生产工艺为:下料一墩粗一头部预墩一头部终墩一搓丝等。其生产工艺中采用了冷墩技术,该技术可以保证产品成形质量、节约原材料和提高生产效率[1]。

  在马车螺栓成形过程中,会出现一些成形缺陷,如飞边、折叠、裂纹和型腔填充不满等,降低了成形质量,制约了其在实际生产生活中的应用,成形过程中不合理的模具结构也会导致模具寿命低等问题[2]。因此,冷墩成形过程对马车螺栓成形质量和生产成本有重要影响。

  本文根据实际生产条件,对304不锈钢马车螺栓采用3工位冷墩成形,利用有限元软件Deform -3D对冷墩成形过程进行了有限元模拟分析和实验,基于模拟和实验对模具进行优化,为马车螺栓研制提供了理论指导。

  【结 论】

  (1)对马车螺栓成形的3个工步进行了数值模拟,预测了零件成形过程中存在台阶、气腔和成形不满缺陷,分析了模具受力情况,有限元模拟结果和实际结果基本一致。

  (2)对上模1型腔锥角和定位腔高度进行了优化,有效缓解了墩粗过程中的台阶现象,改善了模具受力情况;对下模2上部圆柱型腔高度进行优化,有效缓解了气腔导致后续方颈部位成形坯料不足的现象。

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标签: 冷镦成形