四边圆角形截面筒形件的旋压成形方法研究

基于导杆机构运动原理,提出了一种四边圆角形截面筒形件的旋压成形方法,运用高副低代的转化方法,建立了四边圆角形截面筒形件旋压成形过程中旋轮运动轨迹的数学模型,得到了旋轮及零件的机构运动关系;同时,对成形过程中旋轮运动轨迹进行仿真与计算,分析了旋轮个数与轮盘尺寸对旋压成形过程的影响;得出成形过程中有利于零件成形质量及改善轮盘速度波动情况的轮盘尺寸与旋轮数量,为四边圆角形截面筒形件的加工工艺研究提供了理论基础.     

椭圆薄壁件的旋压成形方法研究

基于机械摆动导杆运动原理提出了一种新的椭圆形截面薄壁零件的旋压成形方法。采用图形解析的方法建立了椭圆形截面薄壁零件的成形原理及成形轨迹的数学模型,并通过数值计算验证模型的准确性。基于此模型研究成形过程中轮盘与零件之间的运动关系,选取不同尺寸的轮盘回转半径,对椭圆形截面薄壁零件成形过程旋轮的运动轨迹进行仿真,发现当轮盘回转半径取值越接近于其下极限值l′_1时有利于椭圆形截面零件成形,为后续相关截面的通用工艺研究与应用及机床研发提供理论基础。     

数控风筒旋压机旋轮道次轨迹的计算方法与动态模拟

旋轮轨迹是风筒加工中的重要问题,对旋压成形的成败有重要的影响。就一种风筒旋压成形件进行分析,用旋轮架立柱中心的运动来表示旋轮的运动轨迹,采用直角坐标解析式,分析一道次和多道次翻边工艺过程中旋轮架立柱中心的轨迹方程。根据所得参数方程,利用MATLAB图形处理功能绘制轨迹曲线,从而可以验证所推导的轨迹方程的正确性。     

基于正多边形截面薄壁零件旋压成形质量研究

基于新型非圆旋压成形方法,讨论正多边形零件旋压成形的旋轮对零件轮廓的成形轨迹方程。以等边三角形截面以及正五边形截面的旋压为例,研究新型非圆旋压成形方法在旋压过程中的主轴转速、旋轮进给比和道次三项工艺参数对正多边形截面旋压件壁厚差的影响。应用有限元软件进行仿真分析,根据仿真结果分析正多边形旋压件的壁厚分布规律,即正多边形旋压件的壁厚呈周期性分布,最大壁厚发生在正多边形旋压件的圆角处。采用Box-Behnken实验设计方法设计仿真实验,根据仿真数据对零件的壁厚差进行方差分析,建立了关于壁厚差的预测模型并对其进行优化,最后进行多组仿真研究用来验证模型准确性。结果表明主轴转速、旋轮进给比、道次对正多边形零件壁厚差的影响显著,主轴转速与壁厚差呈正相关,而进给比壁厚差呈负相关,道次对壁厚差的影响先减小后增加。     

三维非轴对称零件旋压成形机理研究

提出采用旋压技术直接加工各部分轴线间相互平行或成一定夹角的三维非轴对称薄壁空心零件的工艺方法,探讨了该成形技术的工作原理、成形过程的特点及变形机理,并预测了其推广应用前景。提出的旋压成形装置可使旋轮在随机床主轴作回转运动的同时,沿垂直于机床轴线方向作径向进给运动。     

钽钨合金球面圆盘旋压仿真研究

本文主要针对钽钨合金球面圆盘零件进行旋压成形模拟仿真,采用有限元分析软件对旋压过程进行了模拟仿真,得到了旋压成形过程中应力应变云图,以旋压后的零件壁厚差为分析目标,得到了旋轮进给率、旋轮半径及旋轮工作角对壁厚差的影响规律,应用仿真所得的工艺参数进行了旋压实验,实验结果与仿真结果吻合,表明通过采用模拟仿真的方法和手段,能够对实际旋压加工起到指导作用。     

多V型皮带轮旋压成形过程的有限元分析

基于动力显式有限元软件,以电磁离合器皮带轮为侧,开展了两个工序的旋压成形工艺的数值模拟,研究了旋压成形过程中材料变形情况,对成形件的应力应变分布进行了分析。模拟结果表明：采用旋压成形工艺,通过设置合理的进给量、芯模转速等参数,成形出的零件不仅形状和尺寸满足要求,而且芯模和旋轮所受载荷不大,旋轮最大载荷为540kN,芯模最大载荷为19kN。该研究对旋压带轮的非线性有限元分析和实际生产中设备的选择具有一定的参考和实用价值。     

铝合金筒形件强力正旋的应力应变分析

为确定更为符合实际的铝合金筒形件三旋轮正旋工艺参数选用原则,以某厂某型号铝合金筒形旋压件为研究对象,利用大型非线性有限元软件ANSYS对其在不同工艺参数下的三旋轮正旋旋压过程进行了三维动态模拟和应力应变分析。分析结果表明:当旋轮进给量在0.66～1.58 mm/r时,其应力和应变变化不大,相对比较稳定;旋轮圆角半径大于0.6倍且小于1.25倍铝合金筒形件坯料厚度比较合适;旋轮成形角取22°～24°较佳;旋轮直径取220～240 mm较合适。研究结论对铝合金筒形件正旋的进一步研究和生产实际具有重要意义。     

异型薄壁壳体强力旋压三维有限元模型的建立

基于ABAQUS/Explicit平台,在解决建模过程中有关旋轮定位、旋轮运动轨迹确定、连续变壁厚坯料壁厚定义的实现等关键问题的基础上,建立了异型薄壁壳体强力旋压三维弹塑性动态显式有限元模型。基于该模型研究发现:在成形过程中后期,旋轮前方易于出现金属堆积,从而使后方材料拉薄,尤其是靠近工件口部的部位壁厚剧烈减薄。提出了通过控制坯料局部厚度和旋轮与芯模间间隙的方法来改善成形过程中金属堆积和壁厚过度减薄现象。     

三维非轴对称偏心类管件旋压成形时的变形力分析

采用主应力法建立了三维非轴对称偏心类薄壁管件旋压成形时的变形力的理论计算公式,并对旋轮公转角度γ、道次偏移量δ等成形工艺参数对旋压力变化的影响进行了理论分析。结果表明,在偏心类管件旋压过程中,旋压力随旋轮公转角度γ作周期性变化,其变化的幅度取决于道次偏移量δ的大小。对工件道次偏移量δ、旋轮进给比f和名义压下量Δ等主要成形工艺参数对最大旋压力的影响进行了理论分析和试验研究,理论计算结果与试验结果吻合较好。     

工艺参数对平板毛坯普旋成形的影响规律

基于ABAQUS/Explicit平台建立了符合实际的普旋三维仿真模型,利用此模型对平板毛坯普旋成形过程进行了模拟,研究了旋轮进给率、旋轮圆角半径、旋轮入旋角、板料厚度4个关键参数对平板毛坯普旋(第一道次)成形过程及旋压件质量的影响。结果表明:入旋角对板料的壁厚变化有较大的影响;旋轮圆角半径和板料厚度仅对板料的壁厚减薄率影响较大,对板料的壁厚增厚率影响很小;当旋轮进给率的值较小时,旋轮进给率对普旋成形过程影响不大。基于以上研究,最后得到了合理的工艺参数取值。     

超半球壳体多道次拉深旋压工艺研究

针对1060超半球壳体基于板坯多道次拉深旋压进行成形性分析,提出两模法和两轮法的旋压成形试验方案,并设计不同旋压试验方案的芯模和旋轮工装.通过MC2000型数控录返旋压机,分别采用R13、R20和R25、R8不同圆角半径的圆弧式旋轮对1060板坯进行两模法和两轮法的多道次拉深旋压成形试验.两模法旋压毛坯件的凸缘边减薄严重,成形效果差;两轮法旋压采用R25旋轮4道次快速进给,R8旋轮4道次中低速精整旋压的旋压工艺,其旋压件贴模度高,成形效果好.试验结果表明:两轮法旋压工艺能实现板坯经多道次拉深旋压成形为超半球壳体.通过降低芯模转速,调整进给比和降低道次减薄率,可以消除旋压成形过程中出现的反挤、波纹和起皮等缺陷.     

钛合金薄壁壳体强旋热力耦合有限元分析

钛合金薄壁壳体强力热旋是一个多因素耦合作用下的复杂成形过程.合理的有限元模型建立是获得该成形过程中温度场、应力场和应变场等信息的关键,从而为揭示其成形机理、合理选择工艺参数和提高成形质量提供依据.在合理地施加温度边界条件模拟外加热源,并考虑各种热效应的基础上,基于通用有限元软件ABAQUS的dynamic、temp-disp和explicit模块建立符合实际的钛合金薄壁壳体强旋热力耦合三维弹塑性有限元模型,分析TA15钛合金薄壁壳体热旋过程中温度场、应力场、应变场和壁厚的分布及旋轮圆角半径对贴模性能的影响.结果表明,摩擦生热和接触换热的作用使在旋压区沿厚度方向形成较大的温度梯度,产生明显的不均匀变形;等效应力最大值前期大多在圆角过渡区,后期大多在旋轮与板料接触区,且后期板料表面出现应力集中;越靠近零件口部,不贴模趋势越明显;随着旋轮圆角半径减小,贴模性能越好.     

AZ31B镁合金板材旋压成形工艺研究

采用摩擦旋压成形工艺,研究了AZ31B挤压板材供应态试样在不预热的条件下直接进行旋压成形的可行性。结果表明,摩擦升温效应能迅速将坯料温度提高到200～450℃,从而提高镁合金板料的塑性变形能力,可旋压成形出最小直径为31.5mm、高度为9.22mm的镁合金碟形件。实验发现旋压成形的旋轮轴向进给量、旋轮运动轨迹、坯料旋转速度和润滑剂等对镁合金板材的旋压成形有较大的影响。当旋轮采用梳形运动轨迹、轴向进给量为0.22mm、坯料转速ω=900r/min时,采用MoS2钙基脂润滑,可获得较好的旋压成形效果。     

基于ANSYS的筒形件强力反旋应力应变分析

为了确定更为符合实际的筒形件三旋轮强力反旋工艺参数的选用原则,利用大型非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA对不同工艺参数下筒形件三旋轮强力反旋旋压过程进行了动态模拟和应力应变分析。分析结果表明：减薄率为10%～20%时,旋压效率极低,减薄率应取30%～40%;旋轮进给量在1mm/r～2.5mm/r范围内变化时,其应力和应变变化不大,比较稳定;旋轮圆角半径在一倍至两倍毛坯厚度之间较为合适;旋轮成形角以取20°～25°为最佳;旋轮直径对应力影响较小;随着毛坯内径的增大,应力基本保持不变,应变基本呈减小趋势。     

带轮旋压成形原理及工艺分析

通过对钣制皮带轮旋压成形过程的运动及应力应变分析 ,指出预成形槽的形状、顶压座的轴向送进速度及旋轮的径向进给速度等是带轮正确成形的主要影响因素。     

筒形件强力反旋的数值模拟及旋压力分析

以大型非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA为分析平台,通过对18种几何尺寸和参数不同的筒形件三旋轮强力反旋旋压过程的三维动态模拟,得到了它们的旋压力以及旋压力随不同减薄率,旋轮进给量,旋轮圆角半径,旋轮成形角,旋轮直径和毛坯内径的变化曲线.分析结果表明:随着减薄率、旋轮进给量、旋轮圆角半径的增加,旋压力各分力基本呈上升趋势.随着旋轮成形角、旋轮直径和毛坯内径的增加,旋压力各分力均呈非线性变化,但变化均不大.总之,减薄率、旋轮进给量、旋轮圆角半径对旋压力的影响较明显,而旋轮成形角、旋轮直径和毛坯内径对旋压力的影响较小.另外,随着上述各影响因素的变化,旋压力的轴向分力、切向分力与径向分力的比值基本保持不变.     

薄壁筒形件错距强力旋压成形的工艺研究

通过双旋轮错距强力旋压成形薄壁筒形件的工艺研究,对错距旋压过程中旋轮轴向错距值的选择、进给比、冷却、润滑进行了讨论,对旋压缺陷进行了分析,解决了旋压过程中出现的问题,达到了工件质量要求。     

金属薄壁筒体对轮旋压技术进展及应用探析

对轮旋压是成形大型高强金属薄壁筒体的关键技术。分别从塑变机理、成形精度影响与控制、组织演变与缺陷、对轮旋压设备等四方面概述了金属薄壁筒体对轮旋压技术的最新研究进展,指出时变非线性特点导致塑性流动控制困难是对轮旋压技术工程化应用的瓶颈。剖析了对轮旋压技术难点,分析探讨了其发展趋势,揭示出多源混动的对轮主动强力柔性旋压工艺对超高强金属、大尺寸薄壁筒体精密旋压成形的借鉴意义。     

带轮旋压成形原理及工艺分析

通过对钣制皮带轮旋压成形过程的运动及应力应变分析，指出预成形槽的形状，顶压座的轴向送进速度及旋轮的径向进给速度等是带轮正确成形的主要影响因素。