颤振冷挤压降载机理与仿真研究.pdf

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1、第31卷第4期机电工程Vo1．31No．42014年4月JournalofMechanical＆ElectricalEngineeringApr．2014DOI：10．3969／j．issn．1001—4551．2014．04．003颤振冷挤压降载机理与仿真研究宰季超平，董明飞，王志恒，鲍官军，杨庆华(浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部浙江省重点实验室，浙江杭州310032)摘要：针对金属冷挤压成形过程中金属变形抗力大、设备吨位高而普遍振动形式降载效果不理想的问题，将颤振激励技术引入金属冷

2、挤压成形过程中。从表面效应角度分析了颤振激励下的金属冷挤压成形过程中摩擦力的变化规律，阐明了颤振降载的基本原理。以万向节轴套零件为例，分别讨论分析了传统冷挤压模式和颤振激励冷挤压模式下的挤压力数学模型，从理论上说明了颤振冷挤压的降载机理，进一步应用Deform一3D软件建立了其有限元分析模型，对万向节轴套零件进行了受载和模具寿命分析。仿真实验结果表明，在100Hz频率0．03mm振幅的周期性颤振激励下，万向节轴套零件的冷挤压过程最大成形压力下降8．3％，最终成形压力下降10．1％；冲头单次最大磨损量

3、下降，但凹模单次最大磨损量有一定程度的增加。关键词：冷挤压；颤振激励；有限元分析中图分类号：TH16；THI13．1；TG37文献标志码：A文章编号：1001—4551(2014)04—0420—06LoadsheddingprincipleoffluttercoldextrusionanditssimulationJIChao—ping，DONGMing—fei，WANGZhi—heng，BAOGuan-jun，YANGQing—hua(KeyLaboratoryofE&M(ZhejiangUni

4、versityofTechnology)，MinistryofEducation&ZhejiangProvince，Hangzhou310032，China)Abstract：Aimingattheproblemofhighresistancetodeformationandlargetonnageequipment，whilethecommonvibrationformshaveunsatisfiedloadshedding，flutterstimulationisimportedintothem

5、etalcoldextrusionprocesswillcontributetothereducingoftheformingresistance，fromtheviewofasurfaceeffect，thefrictionvariationduringthemetalcoldextrusionprocessunderflutterstimulationwasanalyzed．Thebasicalprincipleofvibrationloadsheddingwasilluminated．Theb

6、asicalprincipleofloadsheddingunderflutterstimulationwasilluminated．Takentheuniversal—jointsleeveastheexample，Deform一3Dsoftwarewasusedfortheestablishmentofthefiniteelementanalyticalmode1．Thesimulationresuhsimpliedthatthemaximumformingresistanceoftheuniv

7、ersal—joints]eevecoldextrusionreduces8．3％．andthefinalformingresistancereduces10．1％undertheperiodicflutterstimulationoffrequency100Hzandamplitude0．03mm．Thewearextentofthesinglepunchalsoreduced，whilethatofthedieincreased．Keywords：coldextrusion；fluttersti

8、mulation；finiteelementanalysis削成形那样会在加工过程中产生大量的材料浪费，是0引言一种少无切屑的净成形加工方法。与传统成形方式相比，冷挤压加工方法具有“高效、优质、低消耗、低成本”冷挤压成形是在室温下，将冷态的金属毛坯放人等优点，广泛应用于汽车、军工、航空航天、日用五金等具有各种形状型腔的模具中，通过对毛坯施加大的压各行业。在现今浓厚的零件制造业国际化气氛以及日力与一定的挤压速度，致使金属发生塑性流动达到所益剧烈的产品价格市场竞争的背景下