花键冷滚打成形表层加工硬化研究

依据冷滚打成形原理,分析花键成形表层加工硬化机理,进行冷滚打成形的仿真和花键试件的扫描电镜实验、透射电镜实验和显微硬度实验,得到了花键成形过程中等效应变和温度分布情况;分析花键表层晶粒、位错和花键齿不同部位的硬度沿硬化层深的变化情况,阐明沿层深方向晶粒大小、位错密度和硬度三者之间的关系,揭示了冷滚打工艺参数对加工硬化程度的影响规律。结果表明：冷滚打成形花键表层加工硬化主要受到位错密度影响,分度圆硬化程度最大,齿廓不同部位硬化程度随着工件进给量的增大而上升,随着滚打轮转速的增大而下降。研究结果为揭示20号钢 冷滚打花键成形表层加工硬化行为提供了参考依据。     

连续分度冷滚打机床滚打头结构改进

采用连续分度方式冷滚打花键时滚打轮和工件间存在一个干涉运动,实际生产中将机床滚打头部分整体倾斜一个安装角以减小干涉量。在安装角作用下,滚打轮成形轮廓发生变化,带来新的成形误差。分析了干涉现象产生的原理,设计了改进的滚打头结构,利用斜铜套将滚打轮自转轴反向倾斜一个安装角,使滚打轮成形轮廓不变。建立了计算滚打轮在键槽截面上成形曲线的数学模型,利用键槽宽度误差对冷滚打成形误差进行了表征。当冷滚打机床采用现有滚打头结构时,设置安装角虽然提高了成形精度,仍存在较大的成形误差;采用改进的滚打头结构时,安装角在一定范围内取值,干涉量和滚打头倾斜带来的成形误差均减小为0 mm. 改造机床滚打头部分进行冷滚打实验,精确测量了试样键槽轮廓,结果表明：不设置安装角时,键槽宽度误差的实测值与理论计算相符;设置安装角时,键槽宽度误差的实测值及其相对变化量都很小。实验验证了改进的滚打头结构的合理性。     

单点增量成形件残余应力对精度的影响

为研究单点增量成形件残余应力分布情况以及不同工艺参数对残余应力和轴向精度的影响,对成形材料1050铝进行性能分析。用ABAQUS有限元软件建立单点增量成形圆锥台件三维实体有限元模型,根据模拟结果分析工具头直径D、层间距ΔZ、主轴转速W和进给速度F对残余应力分布规律的影响,进而分析对轴向精度的影响,并通过实验验证仿真结果的有效性。研究表明:在较小的工具头直径和层间距、合适的主轴转速和较高的进给速度的条件下,可以获得较好的残余应力分布状态和较高的成形件轴向精度。     

花键冷滚打成形表层残余应力分布规律研究

为提高冷滚打成形花键的表层性能,以渐开线花键为研究对象,采用轮廓法进行冷滚打花键残余应力空间分布测量。对实验结果进行分析,研究冷滚打成形参数对花键齿廓齿根、分度圆和齿顶处残余应力分布规律以及残余压应力层深度分布规律的影响。结果表明：冷滚打花键的齿廓表层是残余压应力,分度圆处表层深度为0.35～0.45 mm的残余压应力较大;齿根处形成的残余压应力高于分度圆处和齿顶处的残余压应力,齿顶处形成的残余压应力值最小;冷滚打转速增大引起冷滚打花键齿廓表层残余压应力峰值的增加和残余压应力层深的下降,花键进给量增加使得花键齿廓表层残余压应力峰值和残余压应力层深增加;分度圆处残余压应力层深度达到0.68～ 0.98 mm,残 余压应力峰值达到67.4～80.8 MPa.     

20CrMnTi渗碳钢齿轮成形磨削工艺优化试验研究

为优化20CrMnTi渗碳钢齿轮高效精密成形磨削工艺,对砂轮线速度、工作台进给速度、磨削深度和V型槽深度4个磨削参数进行粗、精磨正交试验分析。基于灰色关联分析法分析不同砂轮线速度、工作台进给速度和磨削深度对粗磨磨削力及磨削温度的影响规律;基于极差分析法分析不同磨削深度、V型槽深度对精磨表面质量的影响规律;通过细化试验,获得最优成形磨削工艺参数。结果表明,运用优化后的工艺参数,齿轮表面粗糙度可达到精密级,且不会产生磨削烧伤。     

滚珠丝杠冷滚打的齿形理论误差研究

丝杠冷滚打加工打破了传统的材料"去除"式加工方法存在的局限,具有高效,节能、节材及产品耐磨性好、使用寿命长等优点。依据微分几何和啮合原理,建立了滚珠丝杠冷滚打过程中齿面啮合模型和理论误差模型,给出了啮合面的接触线函数,揭示了滚珠丝杠冷滚打过程中滚打轮和工件的相对运动关系,为滚打轮的正确设计奠定了基础。通过理论计算与仿真分析,对滚珠丝杠冷滚打的齿形误差和滚珠中心轨迹螺旋线误差进行研究,分析了误差产生的原因并给出了相应的解决方法。利用自行设计的滚打装置进行丝杠冷滚打试验,试验得到的实际加工轮廓线和理论接触线基本重合,对丝杠冷滚打精确成形提供了参考依据。     

静压支撑单点增量成形精度研究

在单点增量成形过程中,无模成形的固有特点易导致成形精度不足,制约了单点增量成形技术工业化应用。将静压支撑引入单点增量成形过程中,可为板料提供有效支撑,形成一种新型的静压支撑单点增量成形方法。以1060铝板圆锥台件为对象,分析静压参数对成形过程的影响规律。结果表明:静压支撑单点增量可以减小成形应力,在一定工况下,适当的静压可以降低弯曲过渡区和整体的回弹量;在工艺条件下,选择60 k Pa的静压参数可使单点增量成形精度达到最佳,同时改善零件成形质量。     

自适应精密盛开有工艺计算机仿真

金属成形数值仿真技术的关键是对模具有动态２变化的锻件构形进行数学描述和网格自动生成。本文采用非均匀有理Ｂ样条表达模具及锻件构形,精确表达模具上圆弧部分,生成了可随误差和模具曲率而变的自适应网格,提高了数值仿真的精度,从而满足精密成形工艺仿真的要求。实现了自适应必成形工艺计算机仿真系统,以兰中温精锻成形为例验证了系统的实用性和可靠性。     

盆形金属橡胶三向动态力学性能试验研究

为满足小型精密仪器的三向减振需求，制备一种盆形金属橡胶。对其轴向、径向进行动态加载试验。采用控制变量法分析不同加载方式及工艺参数对盆形金属橡胶承载能力及耗能特性的影响，运用正交试验法分析3种制备工艺参数对盆形金属橡胶轴向、径向损耗因子的影响。结果表明：影响试件轴向承载能力最显著的是相对密度；影响试件轴向、径向损耗因子及径向承载能力最显著的是成形角度。     

固体颗粒介质成形技术

介绍了传统软模成形工艺,为适应板料成形技术的进一步发展,提出了一种固体颗粒介质成形技术。介绍了其成形原理、成形特点、工艺参数对成形的影响、国内外的研究现状以及数值模拟方式等。     

1060铝板超声振动单点增量成形极限研究

板材成形性和成形质量方面的不足是制约单点增量成形技术工业化应用的主要原因。将超声振动引入单点增量成形过程中,通过改变材料的变形机理来提高板料的成形极限。以超声振动单点增量成形的1060铝板圆锥台件作为对象,分析了振幅和频率对材料本构关系的影响规律;使用圆锥台件的侧壁成形角作为衡量标准,通过数值模拟和实验研究超声振动参数对于成形性的影响规律。结果表明：施加超声振动能够显著改变1060铝板的成形性,提高其成形极限;功率120 W、 频率25 kHz的超声振动参数可以使得1060铝板圆锥台件的成形极限达到最大,并能改善零件成形质量。     

Zr基非晶合金药型罩射流的成型研究

射流成型情况关系到对目标的侵彻毁伤效果.非晶合金材料有着不同于金属材料的独特力学特性,其用于聚能装药中形成的射流形态十分特殊,可以在保证一定侵彻深度的同时提高开孔孔径.将数值模拟和试验验证相结合,对Zr基非晶合金药型罩射流成型特性展开研究.将Zr基非晶合金和Cu药型罩形成的射流进行对比分析,发现具有明显差异.这是由于非...     

超高强度钢薄壁深盲孔弹体的精密成形技术

通过变形工序的合理安排以及变形程度的合理分配,设计合理的原始坯料形状,采用适宜的冷、温锻模具结构,获得了一种能够用于大批量工业生产的超高强度钢制薄壁深盲孔弹体的精密成形工艺,从而解决了其制造过程中的关键技术,为宇航、兵器等行业普遍采用的这类零件的生产提供了一种实用、高效、经济、可靠的精密成形工艺。     

精锻身管弹膛内壁成形圈纹缺陷机理研究

精锻身管弹膛成形是弹线膛同锻工艺中的重点和难点,弹膛内壁的成形质量直接关系到身管的精度和使用寿命,内壁产生圈纹是弹膛部位主要的成形缺陷。分析弹膛在锻造过程中身管内壁材料的受力特点和流动情况,结合有限元仿真和试验研究,通过圈纹产生的位置分析圈纹产生的原因,并建立相关的判断准则。对比弹膛内壁材料应力分析曲线和枪管锻打试验结果,发现环向圈纹的产生与内壁受压失稳有关,弹膛内壁在锻造过程中的切向应力分量超过临界值即出现失稳起皱现象。进一步研究发现,弹膛部位的锻造段锻造比达到临界值时,内壁产生的圈纹会在后续锻打过程中被重新压平,消除弹膛成形缺陷。结果表明：身管弹膛内壁在锻造过程中切向压应力超过约2 150 MPa即 发生失稳从而产生环向圈纹;压平弹膛内壁环向圈纹的锻造段锻造比阈值约为28.5%.     

Rapid Forming Process and Device of Small-size Booster Explosive Pellet

A rapid forming device for small-size booster explosive pellet is designed. The rationality of explosive processing is analyzed in theory and the realized process is presented. The experimental results show that the device can improve the internal quality of small-size explosive pellet and the obtained pellet has a good density distribution. The presented rapid forming process and device can provide a credible base for the precise testing and application of booster explosive to general weapons, aerospace and aeronautic weapons and nukes.