杯形件的单道次拉深旋压成形工艺研究

研究了杯形件单道次拉深旋压成形工艺的变形特点，试图替代传统的拉深成形工艺和多道次旋压成形工艺，以达到减少产品的加工工序、降低产品的生产成本。研究结果表明，在旋压成形的初期，轴向旋压分力大于径向旋压分力，而在旋压后期，轴向旋压分力则小于径向旋压分力。除了工件口部之外，其它部分的名义厚度应变ε的变化规律与普通拉深的情况相似。本文还给出了不同工艺参数条件下的成形极限图和使旋压顺利进行的成形工艺参数范围。     

盘形件两工步对称增厚旋压工艺

对称增厚旋压是一种针对薄辐板厚轮缘类盘形件的特种旋压技术，利用有限元模拟研究了两工步对称增厚旋压过程中坯料的变形规律、成形特点和缺陷的产生，以及各工艺参数对成形的影响。结果表明：摩擦因数μ、旋轮进给速度v以及坯料旋转速度ω对成形过程影响较小。在第1工步中，旋轮槽底宽度h、旋轮凹槽倾角α以及坯料长厚比γ对成形影响显著，随着旋轮槽底宽度h和旋轮凹槽倾角α的增大以及坯料长厚比γ越大，坯料越容易失稳形成缺陷；在第2工步中，旋轮槽底宽度h以及坯料的初始形状对成形影响显著，旋轮槽底圆角半径R能够改善坯料外边缘的应力状态，且R越大改善效果越明显。     

盘形件旋压对称增厚成形工艺

针对薄辐板厚轮缘盘形件的旋压对称增厚成形工艺进行了研究,分析了旋压对称增厚成形的原理。基于Simufact.forming软件设计了有限元模拟方案,分析了旋压对称增厚成形的变形过程、成形载荷和失效形式,研究了极限增厚时各工艺参数对型槽充型能力、坯料弯曲程度和成形形态的影响规律,给出了极限弯曲程度δ_(max)随倾角α及底部高度h的变化趋势,最后通过实验进行了验证。研究结果表明:成形过程分为均匀增厚、摆动增厚及最后充填3个成形阶段,在成形第2阶段可能出现挤出失效及折叠失效两种失效形式;极限成形时,倾角α及底部高度h值越大,型槽的充型能力越差,而γ_(max)值越大及型槽张口程度越大,极限弯曲程度δ_(max)越大,且可通过δ_(max)来判定坯料的成形形态。     

钛合金薄壁筒形件热旋成形技术研究

采用TA15钛合金开展钛合金薄壁筒形件热旋成形技术研究,针对钛合金热旋过程中出现的典型缺陷进行形成机理和控制方法研究,成功地旋制出了质量良好的BT20钛合金大型薄壁筒形件.研究表明,钛合金薄壁筒形件热旋成形的关键是保证金属旋压时变形流动的均匀性,其直接受到热旋加热方式、旋压工艺参数和成形模具等因素的影响.BT20钛合金合适的旋压温度范围为600～700℃,当坯料较厚时温度可稍高以防止裂纹,而坯料较薄时旋压温度可适当降低以防止坯料隆起;钛合金筒形件壁厚越薄,越容易产生鼓包和褶皱等成形缺陷,尤其是当厚径比(t/D)小于1%时,应采用较小的道次减薄率以防止局部失稳;采用较小的工作角和较大的旋轮圆角半径有利于促进旋压变形的均匀性.     

DP800高强钢筒形件流动旋压成形过程及旋压力分析

基于ABAQUS/Explicit平台,建立了双旋轮筒形件流动旋压成形有限元数值模拟模型,分析了DP800高强钢筒形件流动旋压成形过程的应力应变分布规律,并研究了旋轮成形角、旋轮圆角半径、旋轮进给比和壁厚减薄率4个关键工艺参数对DP800钢筒形件流动旋压力的影响。结果表明:等效应力和等效应变的最大值出现在旋轮与坯料接触区,已成形区域的应力均匀;工件外表面的等效应变均大于工件内表面等效应变,并沿着厚度方向逐渐减小;各旋压分力大小顺序为:径向旋压力轴向旋压力切向旋压力;随着圆角半径、旋轮进给比、壁厚减薄率的增大,各向旋压分力和总旋压力都呈增大趋势;随着成形角的增大,轴向旋压力和切向旋压力呈增大趋势,但径向旋压力和总旋压力呈先减小后增大趋势。     

基于有限元模拟的铸旋轮毂内轮缘部位旋压成形分析

针对A356铝合金铸旋轮毂旋压成形中出现的内轮缘部位力学性能不足的问题,基于有限元模拟的方法对内轮缘部位的旋压成形过程进行了研究分析。为了得到有限元模拟用的材料参数,在A356铝合金铸旋轮毂的铸坯上取样,在温度为360℃且应变速率为0.0001~0.1 s-1的条件下进行高温拉伸试验。使用Abaqus软件建立了轮毂旋压过程的模型,分两步分析了旋压过程中内轮缘部位的成形过程。研究了工艺参数中旋压进给量和摩擦系数对内轮缘部位等效应变的影响规律。模拟结果为优化力学性能、改善工艺参数提供了依据。     

无芯模缩径旋压力的有限元数值模拟及试验研究

文章借助商用有限元分析软件MSC.MARC,对单旋轮无芯模旋压成形过程进行了三维弹塑性有限元模拟,对旋压过程中几个关键工艺参数与变形力之间的关系进行了研究;采用电测方法测定了旋压加工过程的旋压力,分析了旋压力曲线的变化特征及不同工艺参数对旋压力的影响。结果表明,在起旋时由于旋轮与工件接触时的冲击作用,旋压力曲线出现较大波动;在圆弧与直壁过渡部位出现旋压力最大值;在终旋段,旋压力曲线平稳下降。旋压力随压下量、进给比、旋轮圆角半径的增加而增加;3个旋压分力之间存在着如下关系:径向分力>轴向分力>切向分力。模拟结果与试验结果吻合良好。     

基于正交试验的连杆衬套强力旋压成形分析

基于Simufact旋压平台和正交试验优化设计方法对连杆衬套的强力旋压成形过程进行了模拟,得出了参数(旋轮与芯模的间隙、旋轮成形角、圆角半径及进给比)对成形结果(壁厚差、轴向旋压分力、径向旋压分力)的影响显著性次序以及影响规律,获得了较优的工艺参数。验证试验表明,模拟及正交试验优化结果准确、可靠,能有效地提高衬套的壁厚均匀性,同时减小轴向和径向产生缺陷的倾向。     

厚轮缘盘形件多工步旋压增厚成形工艺

针对厚轮缘盘形件设计了多工步旋压工艺及每一步的旋轮尺寸。通过有限元模拟,分析了旋压增厚工艺的成形过程,试验验证了模拟结果。分析了旋轮圆角半径R和上倾角α对成形的影响规律,设计了5工步旋压增厚成形方案。研究结果表明,直径Φ326 mm,厚度3 mm的圆形板坯,经过5个工步,可以成形为轮缘厚度为9.1 mm,宽度为7.8 mm的盘形件。成形过程中,第1、2、3步可以分为3个阶段,第4、5步可分为2个阶段。每一工步最大的旋压力为80~120 kN,与试验值之间的误差小于7%。最后,研究了成形件横截面的硬度分布规律,探讨了硬度分布的原因。     

同步旋转模环旋压成形的数值模拟分析

针对大型超薄筒形件减薄旋压成形时易出现旋压失稳的缺陷,研究了一种全新的同步旋转模环旋压工艺,分析了其工作原理和旋压鼓形的形成机理,运用有限元软件Simufact Forming分析了两类变薄旋压成形在相同工艺参数下的等效应力、鼓形和能量情况。结果表明,相比强力旋压,同步旋转模环旋压不易引起鼓形失稳,稳定性更好,精度更高。     

高压气瓶翻板旋压收口成形机理的数值模拟研究

为深入研究高压气瓶翻板旋压收口成形机理,借助有限元分析软件Deform-3D,对翻板旋压收口成形过程进行了数值模拟研究。模拟分析结果表明:翻板与管坯接触区的金属受三向压应力作用,其塑性良好,在整个成形过程中,等效应力和等效应变速率变化基本一致,其规律是先增大后减小;等效应变基本沿轴向分层分布,且同一层圆周方向上的等效应变大小基本相等。3个旋压分力中,径向分力最大,切向分力稍大于轴向分力。气瓶增厚效果非常明显,最大壁厚值出现在瓶颈过渡处(此处内部易产生褶皱)。采用自行设计制造的610热旋压机进行了气瓶旋压收口试验,试验结果与模拟结果相吻合。     

铸旋轮毂内轮缘部位数值模拟及工艺优化

针对A356铝合金铸旋轮毂旋压成形中出现的内轮缘部位机械性能不足的问题,基于数值模拟方法对内轮缘部位旋压成形过程进行研究分析。通过温度为300~375℃,应变速率为0.0001~0.1 s~(-1)的高温拉伸实验,得到数值模拟中所需的材料参数。运用Abaqus软件建立不同芯模的轮毂旋压模型分析内轮缘部位的成形过程并进行了相应的实验验证。内轮缘部位的旋压成形数值模拟与成形件的微观组织形貌分析结果表明,几种不同的芯模旋压模型中,斜面模型的整体变形量和变形均匀性要远大于原始模型,圆弧模型次之。不同芯模结构和旋轮进给路径对内轮缘部位的影响规律的分析结果,为优化机械性能、改善工艺参数提供了依据。     

金属筒形件强力反旋变形过程的数值模拟分析

为了确定更为符合实际的筒形件强力旋压工艺参数的选用原则,利用有限元软件Abaqus/Explicit准静态模块,对一次减薄成形的工艺,不同工艺参数下筒形件两旋轮反旋旋压过程进行了动态模拟、变形以及应力应变的分析.分析表明:强力旋压毛坯件的变形流动主要是轴向变形,影响成形质量的因素主要是成形过程中的径向变形和切向变形.当旋轮圆角半径r=15mm,旋轮工作角α=30°时,金属旋压件的径向变形和切向变形比较合理,既容易顺利进行旋压成形又不易引起失稳现象,为实际加工旋轮的参数选择提供了依据.     

薄壁锥形件旋压成型中应力、应变场的有限元分析

应用大型有限元分析软件ANSYS10.0建立了薄壁锥形工件旋压成形的有限元模型,以显式动力学求解器LS-DYNA为基础模拟了其旋压成形过程,分析了工件成形过程中的变形和应力特点,研究了应力和应变等因素对工件成形质量的影响规律。结果表明:应力、应变图显示了成形过程中工件应变和应力的分布特点与规律,为解决工件旋压成形过程中的问题提供了依据;旋压数值模拟有助于发现旋压变形中存在的旋压成形中容易产生断裂、翻边、褶皱和失稳等缺陷问题及产生的原因;旋压力振荡和减薄率过大是工件旋压断裂的主要因素;在旋压工艺中可以通过优化减薄率、转速和进给量等工艺参数有效控制锥形工件旋压成形质量;分析结果对于旋压模具的优化设计和旋压工艺参数合理选择提供了可靠的理论基础。     

锥形件柔性旋压成形质量的研究

柔性旋压是一种新型的无模、快速旋压成形工艺，本文分析了锥形件柔性旋压时出现质量问题的主要原因，并对内旋轮施加于毛坯上的夹紧力G、旋轮进给比f、外旋轮圆角半径γ0等工艺参数对成形质量的影响进行了理论分析和试验研究，给出了避免产生成形质量问题的优化成形工艺参数范围。     

工艺参数对高温合金薄壁异型曲面件旋压成形质量的影响

研究了进给比、芯模转速、旋压温度和坯料直径对GH3128高温合金薄壁异型曲面构件热旋成形质量的影响。结果表明，在给定参数内，随着进给比的增大，壁厚减薄量减小，但起皱程度增大。随着芯模转速的增加，壁厚减薄量增大，但起皱程度减小。随着旋压温度的升高，壁厚减薄量呈现先增大后减小的趋势，而起皱程度呈现先减小后增大的趋势。随着坯料直径的增大，壁厚减薄量和起皱程度都呈现出逐渐增大的趋势。综上，在给定参数内，进给比、芯模转速和旋压温度3种参数对壁厚减薄量和起皱程度的影响规律均呈现相反的变化趋势，而坯料直径对起皱程度和壁厚减薄量的影响变化趋势一致，因此为了得到较小的壁厚减薄量和起皱程度，进给比、芯模转速和旋压温度应该取参数范围的中间值，而坯料直径可在满足成形要求的前提下取较小值，据此确定了最优的旋压参数组合。     

空调用过滤瓶数控旋压成形工艺研究

结合缩径成形和旋压过程，建立了薄壁管缩径旋压变形力的理论计算模型和旋压力的计算公式，并对旋压方式，道次压下量△及旋轮进给比f等形工艺参数对滚珠旋压成形的影响进行了试验研究。     

钢制带轮热旋压成形工艺分析及有限元模拟

研究钢制三角带轮的成形工艺,通过对旋压成形原理分析和旋轮设计,提出钢制三角带轮热旋压成形的四步成形工艺,并运用Deform-3D有限元分析软件对旋压成形过程进行数值模拟.模拟分析了旋轮形状、旋压进给量和旋压进给比对旋压成形质量、等效应变、等效应力、成形载荷以及轴向压紧力的影响.结果表明:所设计的成形工艺、旋轮形状及工艺参数合理可行;锻件变形均匀,成形质量高,成形载荷较小;在各项工艺参数中,旋轮的形状和旋压进给比是锻件成形的主要影响因素.     

成形工艺参数对杯形件单道次拉深旋压力的影响

分析了成形工艺参数对杯形件单道次拉深旋压力的影响，试验中所采取的成形工艺参数为：芯模转速n，材料性质、旋轮进给比f、名义拉深系数m以及旋轮与芯模之间的相对间隙C等。研究结果表明，除芯模转速外，其它成形工艺参数都不同程度地对旋压变形力产生影响，而且工件在成形过程中是否产生缩颈，将会影响到旋压力的变化特征。     

薄壁筒形件多道次滚珠旋压成形机理研究

为研究多道次成形条件下薄壁筒形件滚珠旋压的成形机理,采用实验和有限元法相结合对薄壁筒形件多道次滚珠旋压的应力应变、旋压力和成形性进行了分析。结果表明:各道次下的等效应力和等效应变都是由旋压件的内表面向外表面逐渐增大,且随着旋压道次数的增加,等效应力和等效应变也都是逐渐增大;每道次的轴向旋压力随着滚珠行程的增加而增大,且各道次的旋压力也逐渐增大;多道次滚珠旋压时,由于采用较小的壁厚减薄量和材料的加工硬化,金属易于稳定流动,能够保证管坯的轴向伸长。因此,通过多道次滚珠旋压可实现大减薄量薄壁筒形件的旋压成形。