滚动直线导轨滑块拉拔成形工艺优化及有限元分析
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1.河北科技大学材料科学与工程学院;2.石家庄煜工精密科技有限公司

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中图分类号:

TG356.2

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河北省重点研发项目(23311004D);中央引导地方科技发展资金项目(246Z1020G)


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    摘要:

    针对河北某企业滚动直线导轨副中滑块五道次冷拉拔成形,拉拔道次过多导致生产成本增加的问题,研究入模锥角、定径带长度等对坯料变形的影响,确定最优参数组合以减少拉拔道次,降低生产成本。建立了滑块拉拔成形的有限元模型,以拉拔过程中坯料最小截面应力是否超过材料抗拉强度,作为正交试验的失效判据,以入模锥角、定径带长度、摩擦因数、拉拔速度四个工艺参数为影响因素进行正交试验分析,研究工艺参数对成形过程中坯料最小截面积处应力的影响,以及相互作用的主次关系,结合极差分析法(R值法)得到最优参数组合,最后通过理论计算优化拉拔道次,并重新设计模具定径带尺寸结构。结果表明,优化后的拉拔道次从五道次减少为三道次,各工艺参数对坯料最小截面所受应力的影响程度大小依次为:入模锥角、定径带长度、摩擦因数、拉拔速度。最优工艺参数为:入模锥角为5 °,定径带长度为10 mm,摩擦因数为0.06,拉拔速度为83 mm?s-1。模拟结果表明优化后三个道次拉拔时,坯料最小截面所受应力大小均低于材料抗拉强度(885 MPa),且安全系数大于1.25。理论计算表明,三道次拉拔的安全系数均满足要求,验证了优化方案的可行性。研究揭示了工艺及模具关键参数影响拉拔应力的主次关系,为滚动直线导轨滑块多道次拉拔成形工艺优化提供了一定理论参考。

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  • 收稿日期:2025-07-29
  • 最后修改日期:2025-11-06
  • 录用日期:2025-11-07
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