简形件强力旋压发展过程及其现状分析

通过对筒形件强力旋压发展过程的回顾和国内外技术现状的分析。进一步加深了对该加工工艺的了解并探寻新的发展方向。目前．普通简彤件强力旋压工艺已经相当成熟，而带有纵向内筋的筒形件强力旋压工艺还相对落后。因此，进一步深入开展带内筋筒形件强力旋压工艺成形机理和变形特点的研究，有着重要的理论意义和实际应用价值。     

筒形件强力旋压工艺数据库系统

通过分析筒形件强力旋压工艺的现状,构建了筒形件强力旋压工艺数据库的文件结构和数据库管理系统的结构,阐述了数据库的建立与实现方法,为以后设计强力旋压CAD系统奠定了基础.     

基于数值模拟的小应变差筒形件旋压成形方法研究

为了获得变形均匀的筒形件,提出采用有限元数值模拟方法对错距旋压、等距旋压和对轮旋压三种强力旋压成形工艺方案进行分析,介绍了三种强力旋压成形工艺方法及其原理,并制定了相应的成形工艺方案。以20钢筒形件为研究对象,采用MSC.MARC有限元软件,对三种不同的强力旋压成形过程进行了数值模拟。结果表明,旋压成形后工件的内外表面存在一定的应力及应变差;采用对轮旋压所获得筒形件内外表面应力应变差远小于错距旋压及等距旋压,采用等距旋压成形时筒形件内外表面应力应变差最大。     

筒形件强力旋压工艺模拟及实验研究

采用有限元与工艺实验相结合的方法,对筒形件强力旋压工艺进行了研究。对于旋压加工工艺,利用有限元模拟软件建立三维弹塑性模型并进行数值模拟,然后在此基础上分析进给比、减薄率2个工艺参数对筒形件强力旋压成形过程的影响规律。根据数值模拟结果,设计并制造了工装与模具,同时进行了工艺试验,成功试制了壁厚减薄效果良好的筒形件强力旋压样件。     

基于R-O模型的强力旋压成形本构关系研究

在试验结果的基础上,应用Ramberg-Osgood本构模型,建立了不同强力旋压工艺参数下锡磷青铜筒形件的静态本构方程,即变参数的Ramberg-Osgood模型。经检验,该模型能准确地预测强力旋压成形后筒形件的本构关系,为提高和定量描述强力旋压成形筒形件的力学性能提供理论基础。     

纵向内筋薄壁筒反向滚珠旋压有限元分析

反向滚珠旋压应用于成形带有纵向内筋的薄壁筒形件。以刚塑性有限元法为基础,应用商业有限元软件DE-FORM-3D V6.0分析了纵向内筋薄壁筒形件反向滚珠旋压成形金属塑性变形区的应力状态,研究了金属塑性变形时的流动规律。有限元模拟结果表明,纵向内筋薄壁筒形件反向滚珠旋压过程中,变形区金属处于三向压应力状态,而且沿着旋压件壁厚方向,从内向外等效应力值和等效应变值逐渐增加。     

基于Simufact的QSn7-0.2筒形件正、反旋数值模拟研究

为了得到成形质量高、变形均匀的QSn7-0.2连杆衬套筒形件,采用有限元数值模拟的方法对正、反旋两种筒形件强力旋压的旋压方式进行分析,介绍了两种筒形件强力旋压方式的工艺原理,并制定了相应的成形工艺方案。使用锡青铜作为研究对象,利用Simufact有限元仿真软件,对两种不同的筒形件强力旋压方式的成形过程进行了数值模拟。结果表明,正旋的成形质量好于反旋;正旋的瞬时最大等效应力应变值及径向和切向的最大应力分量的变化幅度均小于反旋;反旋的旋压时间小于正旋,在精度允许的范围内,反旋的生产效率高于正旋。     

带横向内筋锥形件旋压应力应变场的有限元分析

分析带横向内筋锥形件旋压的应力应变规律,是研究带横向内筋锥形件旋压的成形机理的基础和前提。文章基于有限元模拟软件ABAQUS建立了带横向内筋锥形件强力旋压的三维有限元模型,进而采用该模型研究获得了典型的带横向内筋锥形件旋压过程中应力场和应变场的分布特征。分析结果可为相关工艺参数的确定提供参考依据。     

筒形件正旋旋压力及位移分布规律的有限元分析

筒形件强力旋压时旋压力三个分量及其分布规律是确定设备功率及结构参数的重要依据。本文采用三维弹塑性有限元法对筒形件强力旋压工艺进行了分析 ,得到了正旋时变形区接触面上旋压力 3个分量的分布规律 ,计算结果与叶山实测结果吻合较好 ;同时得到毛坯内表面各节点的位移分布规律 ,为合理选择工艺参数 ,提高产品的尺寸精度提供了理论依据     

基于BP神经网络响应曲面的筒形件强力旋压工艺参数优化研究

以BP神经网络为基础构建响应曲面，建立材料参数、筒形件强力旋压工艺参数等和旋压力最大变化值之间的关系，并用粒子群优化算法求解，获得符合优化条件的最优解，从而实现筒形件强力旋压工艺参数的优化。经MARC模拟验证，取得了较好的效果。     

带内筋铝合金筒形件强力旋压成形工艺研究

通过试验和利用有限元软件ANSYS/LS-DANA进行数值模拟,探讨了带内筋铝合金筒形件强力旋压变形过程中应力、应变的分布规律,分析了各种因素及工艺参数对成形的影响,合理地描述了实际产品的生产过程。结果表明,该加工过程适于采用大减薄率的一道次成形。在坯料的自由端施加一定的阻力,在合理的范围内尽可能地选择较大的进给比,且在虑减薄率和进给比等各种工艺参数的综合影响的基础上,可以加工出较好的产品。     

纵向内筋薄壁筒反向滚珠旋压成形机理研究

作为一种连续局部塑性成形工艺,反向滚珠旋压被应用于成形带有纵向内筋的薄壁筒形件.反向滚珠旋压使变形区金属处于三向压应力状态,有利于内筋的形成.以塑性屈服准则、最小阻力定律和局部甥性成形理论为基础,将筒坯沿周向变形区分为接触区和前区,通过滚珠沿周向运动的4个阶段,给出了接触区和前区的应力应变状态,分析了内筋的成形过程,最后揭示了旋压件内筋的成形机理.     

基于感应加热的镁合金带内筋筒形件热强旋旋前温度场研究

对于镁合金带内筋筒形件的热强旋成形,旋前管坯的温度场分布对成形过程中的材料流动及旋压件的成形质量具有重要影响。基于多物理场耦合软件COMSOL,建立了ZK61镁合金带内筋筒形件热强旋旋前管坯电磁感应加热模型,模拟分析了不同感应加热参数条件下管坯温度场的分布情况,并通过实验验证了模型的可靠性。研究结果表明:相比电流强度,电流频率对管坯表心温差的影响更为显著,随着电流频率及电流强度的增加,管坯表心温差均逐渐增大;感应线圈的匝数及线圈与管坯的间距对管坯表心温差的影响较大,随着线圈匝数的增大,管坯表心温差近似呈指数形式增加,线圈与管坯的间距越大,管坯表心温差越小。     

带内筋筒形件强力旋压成形试验研究

通过选取不同的壁厚减薄率和旋轮进给比作为工艺参数，利用双旋轮强力旋压机对带内筋筒形件作旋压加工实验。根据实验结果分析了各种生产缺陷产生的原因，并提出了一定的解决办法，从而为减少大规模生产的经济损失，生产出合格的工件提供了理论和实践依据。     

Role of ball size in backward ball spinning of thin-walled tubular part with longitudinal inner ribs

As a successively and locally plastic deformation process, backward ball spinning is applied in order to manufacture thin-walled tubular part with longitudinal inner ribs. Based on the experiments and rigid-plastic finite element method (FEM), the influence of the ball size on deformability of thin-walled tubular part with longitudinal inner ribs during the backward ball spinning is investigated in the present study. The size of ball plays a significant role in backward ball spinning of thin-walled tubular part with longitudinal inner ribs. The size of the ball not only is a critical factor in determining the magnitude of the spinning force, but also has a great influence on the surface finish of the spun part, the steady flow of the metal material as well as the formability of the inner ribs. The results have shown that increasing the size of the balls contributes to the formability of the inner ribs as well as the steady flow of the metal material on the surface of the spun part, but too large ball size leads to poor dimensional accuracy and inferior surface quality of the spun part.     

基于有限元法纵向内筋薄壁筒反向滚珠旋压分析

作为一种连续局部塑性成形工艺,反向滚珠旋压被应用于成形带有纵向内筋的薄壁筒形件。以刚塑性有限元法为基础,采用商业有限元软件DEFORM-3DV6.0,分析了不同变形区的应变状态。并且采用DEFORM-3DV6.0的点追踪技术,研究了金属的流动规律,为纵向内筋薄壁筒形件反向滚珠旋压成形奠定了坚实的理论基础。     

Process factors influencing spinning deformation of thin-walled tubular part with longitudinal inner ribs

As a successively and locally plastic deformation process, ball backward spinning is applied for the purpose of producing thin-walled tubular parts with longitudinal inner ribs. By simplifying ball backward spinning as forward extrusion mechanics model, slab method is used in order to solve spinning force. Based on plastic mechanics, the influence of the process parameters involved on formability of inner ribs as well as the quality defects of spun parts is analyzed so as to present an approach to acquire the desired parts. The quality of inner ribs is one of the critical tasks in obtaining the desired spun workpieces and the height of inner rib depends greatly on spinning material,ball diameter, feed ratio, and wall thickness of tubular blank. The knowledge of the influence of process variables such as ball diameter, feed ratio, and wall thickness of tubular blank on the spinning process is essential to prevent the quality defects of the spun parts and obtain the desired spun parts.     

筒形件强力旋压工艺参数选取方式分析

强力旋压是制造薄壁简形件的一种高效加工方法，但在加工过程中会受到很多工艺参数的影响。为改善加工工艺和提高产品质量，对包括旋轮形状在内的几种影响较大的工艺参数进行了分析比较，论证了工艺参数的选取与产品生产缺陷之间的内在规律，提出了可行的选取方式。认为：旋轮形状参数要依据理论公式和经验在一定范围内选择；旋轮进给比要考虑壁厚减薄率、管坯厚度、旋轮直径以及圆角半径等因素的影响，通常在0．5mm／r～1．5mm／r之间选取；普通简形件采用多道次成形，道次减薄率应逐渐增大，道次减薄量由大到小递减；带内筋筒形件采用大减薄率一道次成形或采用不同的芯模实现预成形和终成形；旋压力的大小要综合考虑其它工艺参数的变化情况，合理施加。这样，经过一定的调整就可以加工出质量较好的产品，从而为该工艺提供了一定的技术支持和理论保证。     

Multi-pass spinning of thin-walled tubular part with longitudinal inner ribs

Based on the process experiments, micrography analysis was dedicated to advancing the understanding of plastic flow of the metal in backward ball spinning of thin-walled tubular part with longitudinal inner ribs. Micrography analysis reveals that severe plastic deformation leads to grain refinement, grain orientation and grain flow line of the spun part. Based on rigid-plastic finite element method, DEFORME3D finite element code was used to simulate and analyze multi-pass backward ball spinning of thin-walled tubular part with longitudinal inner ribs. Finite element simulation results involve the distributions of the strain, the shape variation of the inner ribs as well as the prediction of the spinning loading.