内螺纹冷挤压成形过程数值模拟

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内螺纹冷挤压有限元仿真与试验验证

内螺纹冷挤压有限元仿真与试验验证
蒙秉嵩;林芸;钟丽琼;姚固文
【期刊名称】《企业技术开发（学术版）》
【年(卷),期】2018(037)004
【摘要】基于Deform-3D建立内螺纹冷挤压有限元模型,对成形过程进行了数值
模拟.从后处理器处获得了成形过程中的应力和应变云图以及用线图表示的轴向力、扭矩和表面积分布图.
【总页数】3页(P8-10)
【作者】蒙秉嵩;林芸;钟丽琼;姚固文
【作者单位】贵阳学院机械工程学院,贵州贵阳 550005;贵阳学院机械工程学院,
贵州贵阳 550005;贵阳学院机械工程学院,贵州贵阳 550005;贵阳学院机械工程学院,贵州贵阳 550005
【正文语种】中文
【中图分类】TG376.3
【相关文献】
1.月球车刚性车轮与模拟月壤相互作用有限元仿真和试验验证 [J], 杨艳静;向树红
2.带肋各向异性薄壁耐压壳体的有限元仿真和试验验证 [J], 熊传志
3.某直升机平尾有限元仿真与试验验证 [J], 门坤发;徐海斌;袁胜弢;李良操
4.越野车轮胎卵石路面牵引性能有限元与离散元耦合仿真及试验验证 [J], 徐卫潘; 曾海洋; 蒋超; 寇西征; 臧孟炎
5.导向臂空气悬架结构有限元仿真与试验验证 [J], 潘公宇;李阿龙;王万青;曹崇禧
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锥齿轮冷挤压成形加工数值模拟研究

数齿形、齿轮大端倒角和小端凹陷又进一步加大了冷挤压加工的变形难度。为了提高凸模的强度，通常凸模压头平整或者中部较为突出，图中大端倒角设计无法满足冷挤压加工三向受压的条件；齿轮小端凹陷使得
外围尖角突出，挤压成形困难。不对此成品零件图冷若作一些适合冷挤压加工的改动，在加工过程中齿轮大端极易开裂；同时为了成形饱满的小端尖角，加工过程中的变形抗力会在此部位急剧升高，从而破坏模具。
破坏，冷挤压加工就无法继续进行下去了。即使拉应力
未超过材料的抗拉极限，由于坯料缺少了冷挤压加工时“ 两压一拉 ” 变形过程，成形件也会不可避免地出现
各种缺陷，如气孔、夹杂、缩孔、空洞等。］
图１中的欲成形锥齿轮结构复杂，同时周向小模
车、家用电器等制造行业得到了迅猛发展，同时，材新
笔者拟采用冷挤压成形方法加工锥齿轮。与一般
用于加工锥齿轮的铣齿法、滚齿法和数控机床磨齿法相比［采用冷挤压成形方法加工锥齿轮具有成形件２３，
力学性能好、工成本经济、工过程节能和产能高加加等优点［］冷挤压技术的关键是分析研究金属成形过３。－４
料。第一次冷挤压加工的目的是减少材料的浪费，并
且通过冷挤压把原本需要通过机加工车削掉的材料转移到坯料的其他区域。由于冷挤压无法将坯料中部的底料完全挤压至坯料外围，一次冷挤压后得到的第坯料需要再通过机加工，中心加Ｔ为通孑，到可将Ｌ得用于成形齿轮的坯料。在第二次冷挤压前，要再次需通过退火和酸洗、化、磷皂化等预处理Ｔ序以改善坯料塑性，且给坯料附着一层润滑支承层以减小摩擦并系数，防止模具擦伤与破碎，后经第二次冷挤压得然

有心棒管件开式冷挤压凹模受力分析的数值模拟

的受力情况进行了研究，为模具的优化设计提供了
帮助。
一
式中，５是坯料原始截面积；ｓ是坯料挤压后截面ｎｔ
、
有心棒开式冷挤压
积。
有心棒管材开式冷挤压的变形如图１所示，其
二、有心棒管材开式冷挤压成形过程的数值模拟研究
渡区域。
１１ＣＤ［０（０）０５ＯＬ７Ｆ２Ｃ］，另外在模拟过程中还用到
了另外两种材料，分别为４５钢和２Ｃ，同时在模拟０ｒ
（）模具锥角对凹模内壁最大等效应力的影响１
在开式冷挤压过程中，固定其他参数，选取不同的模具半锥角８、１。６、２。４。行模拟，。２、１。０和０进所得凹模锥角对凹模内壁最大等效应力影响曲线如图３所示，可以看出，随着凹模锥角的增大，内壁所受的最大等效压应力随着增大，模具半锥角在８。～１。围内，凹模内壁应力出现极小值，主要是由于２范
过一般塑性成形方法的单位压力。由此可见，冷挤
图１开式冷挤压示意图
１．挤压设备压头２．挤压毛坯３．挤压凹模４．挤压心棒
经过分析，影响有心棒管件开式冷挤压成彤的
主要参数有：坯料原始厚径比ｔＤ，摩擦系数，ｏ。／

基于DEFORM-3D的筒形件冷挤压成形数值模拟

基于DEFORM-3D的筒形件冷挤压成形数值模拟陈波;周志明;曾华成;熊祥亮;杨绍泽;唐丽文;黄灿;孟醒【期刊名称】《重庆理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(032)001【摘要】相对于传统切削加工方法,采用冷挤压工艺成形的筒形件可降低能耗、提高材料的利用率.采用DEFORM-3D有限元软件模拟分析了筒形件在挤压成形中金属流动的规律、等效应力、等效应变、最大主应力以及加载载荷等.研究结果表明:该筒形件挤压分为正挤压和反挤压2个阶段,整个挤压过程中模具载荷先平稳升高,然后急剧上升,最后阶段缓慢波动下降,所需最大成形力约为4570 kN.生产验证表明,试制产品与模拟结果一致性较好,简化了加工工序,可以大大提高生产效率.【总页数】5页(P124-128)【作者】陈波;周志明;曾华成;熊祥亮;杨绍泽;唐丽文;黄灿;孟醒【作者单位】重庆理工大学材料科学与工程学院,重庆 400054;重庆理工大学材料科学与工程学院,重庆 400054;重庆市模具技术重点实验室,重庆 400054;江苏祥和电子科技有限公司,江苏徐州 221214;重庆长安工业(集团)有限责任公司,重庆401120;重庆长安工业(集团)有限责任公司,重庆 401120;重庆长安工业(集团)有限责任公司,重庆 401120;重庆理工大学材料科学与工程学院,重庆 400054;重庆理工大学材料科学与工程学院,重庆 400054;重庆市模具技术重点实验室,重庆 400054;江苏祥和电子科技有限公司,江苏徐州 221214;重庆理工大学材料科学与工程学院,重庆 400054【正文语种】中文【中图分类】TG376.3【相关文献】1.基于DEFORM-3D的筒形件冷挤压成形数值模拟 [J], 陈波;周志明;曾华成;熊祥亮;杨绍泽;唐丽文;黄灿;孟醒;;;;;2.基于DEFORM-3D汽车球头销冷挤压成形工艺研究 [J], 王敏3.基于DEFORM-3D的管材开式冷挤压过程的数值模拟 [J], 周祥;孟宪举4.基于Deform-3D两端齿形件的冷挤压成形数值模拟研究 [J], 张一兵;朱磊;任杰5.基于DEFORM-3D的铝合金筒形件旋压成形过程数值模拟 [J], 刘陶;龙思远因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

内螺纹冷挤压过程的数值模拟研究

0引言随着飞机、高速列车使用性能不断提高，高速钢性能设计作用日益突出，设计人员需要设计出最为安全的机构，许多零件采用螺栓连接，在行驶过程中会受到极大的交变剪切载荷。

因此，螺纹连接的可靠性对飞机、高速列车的使用寿命起着至关重要的作用。

采用内螺纹冷挤压成形工艺净成形是当今飞机、高速列车等在抗疲劳加工领域的一个发展趋势。

这种加工方式能够在内螺纹表面和次表面中保存冷作硬化状态，不仅可以提高材料的硬度和强度，而且可以提高内螺纹的使用寿命。

飞机、高速列车等采用高强度钢系列进行加工，它不仅具有较高强度，而且具有良好的断裂韧性，但缺口敏感性大，易形成应力集中，对氢脆和应力腐蚀很敏感，因此，要获得良好的抗疲劳性必须通过合理的加工工艺来提高螺纹的加工精度和表面质量。

冷挤压成形过程是复杂的弹塑性大变形过程，影响因素众多，如材料性能、温度及工艺参数等，该过程涉及几何非线性、材料非线性、边界条件非线性等一系列难题。

冷挤压成形的研究方法主要采用“经验法”，这种基于经验的设计方法需经历反复修正的过程，造成了大量的人力、物力及时间浪费。

而且由于工程材料与零件的多样性，目前还难以做到对所有材料进行试验研究，有限元法作为一种有效的数值计算方法，可以解决这些问题。

1有限元模型的建立及前处理利用SOLIDWORKS 软件，采用自下而上的方法建模，模型包括挤压丝锥、工件以及下模，建模完成后进行装配，另存为STL 后导入DEFORM-3D 软件前处理器，最终建立整个有限元模型，如图1所示。

图1内螺纹冷挤压成形的模型内螺纹冷挤压成形是六棱挤压丝锥每条棱边上的棱齿逐步对工件材料实施挤压成形的过程。

内螺纹成形时工件材料在挤压丝锥棱齿的作用下发生剧烈的塑性变形，并伴随着少量的弹性变形。

利用有限元软件模拟内螺纹成形过程，其在理论上属于弹塑性大变形问题，在此过程中伴随各种非线性现象发生，如材料非线性、几何非线性、接触非线性，因此合理选择单元类型显得尤为重要。

基于deform-3d的内六花沉头螺钉冷挤压成型研究

模具工业2019年第45卷第11期51基于DEFORM-3D的内六花沉头螺钉冷挤压成型研究相懿'，朱纪裕$（1.东风汽车紧固件（武汉）有限公司，湖北武汉430100；2.上海埃姆哈特紧固系统有限公司，上海201818）摘要:介绍了内六花沉头螺钉工艺头部内六花孔一般按反挤压工艺成型，其头部成型过程中材料流动规律和受力情况机理不清晰”针对某款内六花沉头螺钉，利用CAE模拟仿真软件，对其挤压成型过程进行模拟分析,研究成型过程中材料的流动规律，为类似零件的工艺设计提供参考。

关键词:DEFORM-3D;沉头螺钉;冷挤压；截面收缩率；塑性变形中图分类号:TG376.3:0242.21文献标识码:B文章编号:1001-2168(2019)11-0051-06DOI：10.16787/ki.l001-2168.dmi.2019.11.012Cold extrusion forming of hexagon socket countersunk flat caphead screw based on DEFORM-3DXIANG Yi1,ZHU Ji-yu2(1.Dongfeng Automobile Fastener(Wuhan)Co.,Ltd.,Wuhan,Hubei430100,China;2.Shanghai Emhart Fastening System Co.,Ltd.,Shanghai201818,China)Abstract：Aiming at a kind of hexagon socket countersunk flat cap head screw,the CAE software was used to simulate the extrusion process,and the material flow law during the forming process was researched.It could provide references for the process design of similar parts.Key words:DEFORM-3D;countersunk flat capea;plastic deformation0引言沉头螺钉应用广泛，一般用在安装后制件的表面不能有凸起的位置，在被连接件上的安装孔位置的表面上，加工有一个锥形圆窝，螺钉头部锥面即和此圆窝贴合。

基于DEFORM-3D的振动挤压螺纹扭矩的数值模拟

众所周知，切削、切削加工技术是现代机械制少无
造的发展方向之一。利用塑性成形原理加工的内外螺
１振动挤压攻丝过程数值模拟的基本理论
１１振动挤压攻丝机理．１１１普通挤压攻丝机理．．
纹，也是该ＴｈＩｔｅｎｇａＴｃ０ｙｄｅｏｎｓ
基于ＤＦＭ－ＥＯＲ３Ｄ的振动挤压螺纹扭矩的数值模拟
王宏睿张杰
（京工程学院机械工程学院，苏南京２１６）南江１１７摘要：利用ＤＦＭ一Ｄ有限元数值模拟软件对内螺纹的振动挤压进行了模拟。分析了影响振动挤压ＥＯＲ３
形成了一个完整的牙形（２。图）
钻削和磨削中得到应用。日本学者首先将振动切削方
法应用于内螺纹的切削攻丝加工中，并研制出低频振
动攻丝机。日本的研究成果给了我们一个启发：振将动加工技术与普通挤压攻丝相结合，可能解决航空有工业上内螺纹的挤压成形问题，会取得良好效果，并即为我们研究的内螺纹的振动挤压加工。在振动挤压攻丝过程中，丝扭矩直接影响到攻丝的难易程度，响攻影
攻丝扭矩主要因素，于模拟结果揭示出各主要因素对攻丝扭矩的影响及其变化的基本规律。这些基规律对减小扭矩、提高内螺纹质量、改善攻丝效果都有一定理论和实践指导意义。
关键词：振动挤压挤压扭矩数值模拟中图分类号：Ｈ１１Ｔ６文献标识码：Ａ

口部凸缘套管类件冷挤压成形的数值模拟

口部凸缘套管类件冷挤压成形的数值模拟口部凸缘套管类件是一种在石化、化工、能源等领域中广泛应用的重要零部件，其制造工艺也越来越受到关注。

在制造过程中，冷挤压成形技术更加被重视，然而，由于该过程存在很多不确定的因素，所以需要进行相关的数值模拟研究以保证成形的质量与效率。

数值模拟是通过计算机模拟材料的变形、流动、热传递等物理过程，从而预测产品的性能和制造成本。

在口部凸缘套管类件冷挤压成形中，数值模拟技术可以帮助我们更好地理解流体在模具和管材之间的流动规律、应力分布和变形情况，从而优化加工工艺，提高产品质量和生产效率。

首先，数值模拟可以优化模具设计。

在制造口部凸缘套管类件时，模具的设计对产品的质量和生产效率具有关键性的影响。

通过数值模拟研究，可以得到模具中流体的流动状态，确定模具中填充率、壁面效应和模具的形状等因素，从而进一步优化模具设计，提高产品的成形精度和生产效率。

此外，数值模拟还可以预测模具使用寿命和需要更换的时间，为维护和保养模具提供重要的参考。

其次，数值模拟可以改进加工工艺。

在口部凸缘套管类件的制造过程中，加工工艺的改进对产品的质量和生产效率也是至关重要的。

通过数值模拟研究，可以得到不同冷挤压成形参数下的加工过程温度场分布、塑性应变分布、力学效应等影响因素的变化规律。

通过这些研究结果，可以进一步改进加工工艺的参数，提高加工效率和产品质量。

最后，数值模拟可以降低开发制造成本。

在传统的制造过程中，大量的成本花费在试制、样板制作和修整等过程上。

通过数值模拟技术的应用，可以进行相应的优化设计，减少试制的次数和样板的制作和修整，从而降低制造成本和改进产品质量。

综上所述，数值模拟技术在口部凸缘套管类件冷挤压成形的制造工艺中具有重要应用价值。

通过数值模拟研究，可以优化模具设计、改进加工工艺和降低制造成本，从而提高产品的质量和生产效率。

以此为基础，我们也可以进一步开展与口部凸缘套管类件制造工艺相关的研究，为制造业的发展做出积极的贡献。

冷挤压内螺纹力学性能试验研究

冷挤压内螺纹力学性能试验研究
侯红玲;陈鑫;常向龙;赵永强
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】螺纹连接中螺母与螺栓接触型面复杂,对于螺纹牙上的应力状态分析困难,且不同加工方式对内螺纹的失效载荷影响较大。

这里建立螺纹连接的简化力学模型和有限元模型,分析了内螺纹牙表面应力分布,重点对冷挤压内螺纹的力学性能进行了试验分析,并与切削内螺纹的力学性能进行对比。

结果表明:内螺纹在负载状态下,应力集中和塑性变形主要集中在螺母与螺栓的牙根和第(1~3)个螺纹的牙顶处,应力大小和变形量沿载荷反方向逐渐递减;挤压内螺纹的连接强度明显高于切削内螺纹,失效载荷比切削内螺纹提升了(18~58.6)%不等;随着内螺纹牙高率从65%增加至80%,挤压内螺纹和切削内螺纹的力学性能均增加,切削内螺纹的失效载荷提升了(28.86~55.45)%,挤压内螺纹的失效载荷提升了(22.89~41.93)%。

【总页数】6页(P105-110)
【作者】侯红玲;陈鑫;常向龙;赵永强
【作者单位】陕西理工大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH16;TG376
【相关文献】
1.高强度钢内螺纹冷挤压成形与强化试验研究
2.高强度钢内螺纹冷挤压振动信号的试验研究
3.内螺纹冷挤压丝锥失效试验研究
4.Q460高强度钢内螺纹冷挤压试验研究
5.冷挤压工艺参数对内螺纹疲劳寿命的影响试验研究
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管材开式冷挤压中挤压力的数值模拟

２工作带宽ｂ）工作带长度６根据已经研究表明工作长度ｂ，对挤压力影响很小，文中ｂ＝１．ｍ本８６ｍ３和为挤压前坯料的外半径和内半径，ｄ为挤压后的）。Ｄ和
外半径和内半径Ｄ２．。＝２４ｍｍ，。＝Ｉｍ，ｏ＝１ｍ为消除非稳定ｄ１ｍｄ５ｍ
化参数的目的。
中图分类号：Ｇ３６９文献标志码：Ｔ７．Ａ
０引言
开式冷挤压作为一种具有节能、节材优势的加工方法如今已经广泛的应用在机械加工的各个领域。挤压成形力是决定挤压成形工艺的一个关键数据。挤压力受到凹模模角、滑条件、润管材的厚径比等诸多因素影响，本文中借用刚塑性有限元软件Ｄｆｍ３ｅｒ－Ｄ对挤压过程进行模拟，ｏ通过选用不同的参数值进行模拟，可以看出各个参数在挤压过程中对挤压力的影响程度，为更好的掌握挤压成形变形规律及合理的选用挤压设备提供了理论依据。
第３２卷第２期
２１００年５月
河北理工大学学报（自然科学版）
Ｊｕｎｌｆｂｉｏｙｅｈｉｎｖｒｉ（ａｒｌｃｎｅＥｉｏ）ｏｒａｅｌｔｃｎｃＵｉｅｓｙＮｔａｉｃｄｔｎｏＨｅＰｔｕＳｅｉ
Ｖ１２ｏ２ｏ３Ｎ．．
第３卷２
模具简化为刚体，挤压过程中模具不会破坏，不考虑模具壁厚的影响，同时设坯料材料为塑性体。挤压温度为，收敛法为牛顿迭代法，设凸模速度为４ｍ／，ｍ￥干涉深度为单元体边长相对０６．长时，网格
自动重划分。摩擦因子：选用剪切摩擦模型，摩擦系数分别取＝００，０，．２０２。５０８０１，．５．

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１２
塑性工程学报
第１９卷
纹冷挤压数值模拟方面的研究，从而为深入理解内螺纹冷挤压成形过程、工艺参数优化、丝锥的合理选择和优化奠定基础，同时也为内螺纹冷挤压工艺提供新的研究手段。本文在前人研究的基础上，基于对内螺纹冷挤压塑性成形机理的分析，采用刚塑性有限元软件ＤＥ－ＦＯＲＭ－３Ｄ建立Ｑ４６０高强度钢内螺纹冷挤压成形过以再现内螺纹冷挤压三维成形过程，程有限元模型，并探讨成形过程中的等效应力应变及速度场分布情况，得到其分布规律，并得到成形过程中的挤压温度和挤压扭矩，从而为实际加工提供理论指导。
型、工艺试验、振动信号及金属流动规律、抗疲劳

引言
高强度钢内螺纹冷挤压成形工艺是当今飞机起落架、高速列车等抗疲劳加工的一个发展趋势，其成形之后的螺纹不仅强度高、质量好，而且螺纹表面组织得到细化，在表面形成一定厚度的加工硬化层，并留有残余压应力场，因此，具有优良的抗疲劳性能。目前，高强度钢内螺纹冷挤压成形工艺］３５－，文献［的研究和探索已取得了一定进展［１２，６－－
ＨＵＡＮＧＸｉａｏｌｏｎＩＸｉａｎｆｅｎＵＯＤｕｎｅｎＩＡＮＧＹｕｘｕａｎＨＩＤａｂｉｎ－Ｌ－Ｚ－ｗＬ－Ｓ－ｇｇｇ（，Ｎ，Ｎ）ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅａｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｉｎ１００１６Ｃｈｉｎａ２ｇｇｊｇｙｊｇ：ＴＡｂｓｔｒａｃｔｈｅｆｏｒｍｉｎｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｔｈｒｅａｄｂｃｏｌｄｅｘｔｒｕｓｉｏｎｈａｓｂｅｃｏｍｅａｎｉｍｏｒｔａｎｔｔｒｅｎｄｉｎｔｈｅｔｈｒｅａｄｆｏｒａｉｒｒｏｃｅｓｓｒｏｃｅｓｓｉｎ－ｇｙｐｐｐｇ，ｈｃｒａｆｔｌａｎｄｉｎｉｈｓｅｅｄｔｒａｉｎａｎｄｏｔｈｅｒｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔａｎｔｉｆａｔｉｕｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎｅａｒｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｔｈｅ－－ｇｇｐｇｇｐｆｏｒｍｉｎｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｔｈｒｅａｄｂｃｏｌｄｅｘｔｒｕｓｉｏｎｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｕｓｉｎＤＥｒｏｃｅｓｓ－ｇｙｙｇｐＦＯＲＭ－３Ｄｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｆｏｒｍｉｎｒｏｃｅｓｓｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｔｈｒｅａｄｃｏｌｄｅｘｔｒｕｓｉｏｎｗａｓｔｒｕｌｒｅａｅａｒｅｄ．Ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｅｆｆｅｃｔｉｖｅｇｐｙｐｐ，ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｓｔｒａｉｎａｎｄｔｈｅｍｅｔａｌｆｌｏｗｖｅｌｏｃｉｔｆｉｅｌｄｄｕｒｉｎｔｈｅｆｏｒｍｉｎｗｅｒｅａｎａｌｚｅｄｔｏｆｕｒｔｈｅｒｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｔｈｅｆｏｒｍｉｎｒｏｃｅｓｓｓｔｒｅｓｓｙｇｇｙｇｐ，ａｒｉｎｃｉｌｅｒｏｃｅｓｓｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｃｏｌｄｅｘｔｒｕｓｉｏｎ．Ｔｈｅｅｘｔｒｕｓｉｏｎｔｏｒｕｅａｎｄｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｄｕｒｉｎｔｈｅｆｏｒｍｉｎｗｅｒｅｄｅｒｉｖｅｄｎｄｅｘｅｒｉ－ｐｐｐｑｐｇｇｐｍｅｎｔａｌｌｖｅｒｉｆｉｅｄ．ｙ：；ｃ；；ｎＫｅｗｏｒｄｓｉｎｔｅｒｎａｌｔｈｒｅａｄｏｌｄｅｘｔｒｕｓｉｏｎｆｏｒｍｉｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｇｙ
ＮｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎｃｏｌｄｅｘｔｒｕｓｉｏｎｒｏｃｅｓｓｐｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｔｈｒｅａｄｂａｓｅｄｏｎＤＥＦＯＲＭ
］对Ｑ９４６０高强钢内螺纹冷挤压成形的挤压力学模
十一五 ” 预研资助项目。＊空装 “ ：ｋ黄小龙Ｅ－ｍａｉｌｅｌｌｅ１３＠１６３．ｃｏｍｙ作者简介：黄小龙，男，１９８８年生，硕士研究生，从事内螺纹冷挤压数值模拟研究收稿日期：２０１１１２１４－－
＊ｉ＊ｉ
建模时不考虑丝锥变形，设置丝锥为刚体。采／用相对网格划分方式，并在距内表面１２螺距的变形集中区域进行局部网格细分，共划分节点４７７６６个，单元２１９６５５个。在ＣＡ６１４０机床开展内螺纹冷挤压试验，选取加工工艺参数为，机床主轴转速／，润滑液为Ｐ２５ｒｍｉｎＤＭＳ聚二甲基硅氧烷润滑液。，因此设定工件位置不动，并根据丝锥螺距、丝锥进给速度及机床主轴转速之间的关系，设定丝锥的／，丝锥转速２／。采用进给速度０．６２５ｍｍｓ．６１８ｒａｄｓ剪切摩擦模型，丝锥与工件之间摩擦系数设为０．１２。采用Ｎｅｗ－Ｒａｈｓｏｎ迭代算法，设置模拟强制ｐ停止条件为丝锥运动距离４５ｍｍ，设置运行５００步，步长０．１ｍｍ。
第１９卷第２期２０１２年４月
塑性工程学报
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＰＬＡＳＴＩＣＩＴＹＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
ｏ．２Ｖｏｌ．１９ＮＡｒ．２０１ｐ２
：／ｄｏｉ１０．３９６９ｉｓｓｎ．１００７２０１２．２０１２．０２．００３－ｊ．
］１０１２－，但对内螺纹冷挤压成形过程数值模拟方面题［
／的研究却较为匮乏。文献［利用ＡＮ１３］ＳＹＳＬＳＤＹ－ＮＡ对内螺纹成形过程进行数值模拟，分析了成形过程中应力应变的分布规律，但并未再现内螺纹冷挤压的三维成形过程，也未获得成形过程中的挤压温度和挤压扭矩；文献［利用刚塑性有限元软件１４］ＤＥＦＯＲＭ－３Ｄ模拟分析了１５钢挂钩轴内螺纹冷挤压成形规律，分析了挤压扭矩随工件底孔直径及挤压速度的变化规律，但并未对成形过程金属流动和等效应力应变分布规律进行分析，且数值模拟获得的挤压扭矩未得到试验验证。因此，亟需加强内螺
内螺纹冷挤压成形过程数值模拟＊
（）黄小龙黎向锋左敦稳梁瑜轩史大彬南京航空航天大学机电学院，南京２１００１６
摘要：基于ＤＥＦＯＲＭ－３Ｄ建立内螺纹冷挤压有限元模型，对其成形过程进行数值模拟。得到内螺纹冷挤压螺纹牙型，真实再现了内螺纹冷挤压三维成形过程；分析了内螺纹冷挤压成形过程中的等效应力应变及金属流动速度场的分布规律，说明了内螺纹冷挤压的成形机理；通过数值模拟得到了成形过程的挤压温度和挤压扭矩曲线，并进行了试验验证。关键词：内螺纹；冷挤压；成形；数值模拟）０中图分类号：ＴＧ３７６．３文献标识码：Ａ文章编号：１００７２０１２（２０１２２００１１０６－－－