托辊套筒旋压成型中旋轮的选材及制造工艺研究

在整体旋压式无心轴托辊的制造过程中,托辊套筒的旋压制造是一个关键工序,它是将薄壁空心套筒装在旋压机上,用旋轮强力旋压使工件产生局部变形而达到成型的目的.对旋轮进行合理的选材和制定合理的制造工艺不仅可以满足托辊套筒的旋压成型要求,而且可以延长旋轮的使用寿命,进而降低托辊的制造成本.分析了目前胶带输送机使用的有心轴托辊的缺陷以及旋压式无心轴托辊的结构特点和制造过程,对旋轮的选材和制造工艺进行了研究.     

无心轴托辊缩径旋压成形装置研究

在薄壁管体的缩径旋压成形过程中,旋压工艺方法和旋轮的选择对缩旋成形有着重要作用。旋压力的作用、旋轮的结构对于旋压装置的设计有着直接影响,根据无心轴托辊管体缩径旋压的特点,比较分析不同的旋轮对于旋压成形的影响,通过试验,总结出能够满足工艺要求并提高加工效率的方法。     

薄壁曲母线TC4钛合金构件热旋模拟与试验研究

采用有限元法对大尺寸薄壁曲母线TC4钛合金构件旋压成形进行模拟计算,分析旋压不同阶段坯料应力应变状态和缺陷产生的原因,并初步优化了工艺参数.结果表明,旋压不同阶段、不同部位坯料的应力应变状态和变形方式不同,模拟工艺参数进给比f=1.0m/r、旋轮攻角 a=20°、旋轮轨迹为凹圆弧、旋轮圆角半径R=20 mm、芯轴转速ω1=60r/min 时易成形.在有限元数值模拟基础上,成功旋制高精度试验件,证实有限元模拟对旋压具有指导意义.     

皮带轮旋压工艺设计与数值模拟

以汽车电磁离合器皮带轮为研究对象,设计皮带轮热预成形和室温终成形的分步旋压成形工艺,采用UG三维软件创建皮带轮有限元仿真简化模型,采用DEFORM-3D有限元分析软件仿真分析皮带轮分步旋压成形过程,探究皮带轮在旋压变形过程中的金属流动与应力状态。结果表明:随着预旋轮进给,旋压坯料金属沿旋轮侧壁向上流动,预旋轮进给量为0.8 mm时,环形平面槽侧壁接近目标尺寸,终旋轮进给0.6 mm,带轮齿形充盈;旋压初始,坯料的最大等效应力随旋轮进给而增大,坯料逐步成形后应力趋于稳定,相较于预旋过程,室温终旋时的等效应力增量较大;带轮旋压仿真计算结果满足零件的形状和尺寸要求,旋轮转速与进给速率等主要工艺参数设置合理,设计的旋压工艺适用于电磁带轮的近净成形过程。     

带横向外凸筋多楔轮旋压成形规律及工艺研究

为解决带较高横向外凸筋的多楔轮需整体成形三凸筋且凸筋部位难成形的问题,采用多道次旋压成形工艺方案并采用基于SIMUFACT的有限元模拟和实验相结合的方法对其成形过程进行研究.基于旋压成形工艺理论分析,建立了旋压成形有限元模型.模拟分析了圆形板坯成形过程中应力、应变场分布,分析了第1至4道次旋压成形过程中材料塑性流动规律.总结了不同旋压设备工艺参数下零件成形效果,分析表明不同旋轮进给速度与摩擦系数对多楔轮凸筋充填效果和成形载荷存在较大影响.并以旋轮进给速度、摩擦系数、芯模转速为自变量,建立3因素3水平正交试验,获得每种工艺方案下最大成形载荷、凸筋充填程度数据.结合灰色理论对带横向外凸筋多楔轮旋压成形工艺参数进行了优化,证明了在较小的旋轮进给速度与摩擦系数下能够保证凸筋的充填质量和零件整体的成形效果,在CDC-S100E/R4旋压机上进行了试验,成功将初始板坯由3.0 mm整体增厚到3.4 mm,凸筋部位增厚到6.9 mm,验证了该成形方案与灰色系统理论优化的可行性.     

封头制造工艺的选择

本文介绍了冲压成型和旋压成型两种主要制造封头方法,并对两种方法进行了对比,指出了冲压成型法存在的缺点和问题。旋压成型法的优点。旋压成型法能制造直径6～8m大型封头,适应石油化工设备大型化之需要,是封头制造工艺的发展趋势,所以封头制造应尽量选择旋压成型法。     

普通旋压工艺及旋轮轨迹研究现状与发展

整理了普通旋压工艺及旋轮轨迹方面的现有主要研究成果.在普通旋压工艺方面,旋压机理在模型构建及工艺分析方面已有较好的研究基础与成果,不足在于仅能实现特定工况下特定成形缺陷的控制与预测,因而尚无法实现有效的整体工艺优化.在旋轮轨迹方面,单道次轨迹研究多为定性影响研究,对于普通旋压适用的复杂曲母线类零件研究较少;多道次轨迹规划研究多集中于利用纯几何方法进行曲线设计与规划,成形精度受到限制,无法实现对工业生产的指导.提高仿真效率、实现仿真方法在旋压工艺机理与失效研究以及旋轮轨迹曲线定量设计中的应用,将几何设计方法与旋压成形特性结合以实现多道次轨迹规划是后续研究的难点与重点.     

数控旋压机床旋轮架广义空间位置维动态特性分析

数控旋压机床是集旋压、自动化机械、液压伺服控制等多项先进技术为一体的高科技机床产品。数控旋压机床进行旋压件加工时的精度取决于加工过程中旋轮与芯模的相对间隙。随着数控旋压机床在加工过程中旋轮空间位置姿态的不断变化,旋轮架结构构形及轴间耦合作用也随之发生改变,导致旋压机机床动态特性预测具有复杂性和不确定性。针对企业提升大型双轮数控旋压机床动态性能的需求,基于虚拟样机技术,构建了考虑机床结合部动态特性参数的旋轮架系统动力学有限元模型,并基于实际加工工况进行模型边界条件设置。以一阶固有频率为主要参考指标,基于有限元分析模型修正法对旋轮架在广义加工空间中的不同位置进行了模拟模态分析和实验模态分析,研究了旋轮架的动态特性与广义加工空间位置姿态变化之间的关系。数字仿真分析和实验结果表明：对旋轮架一阶固有频率来说,不同位置点的模拟模态值与实验模态值总体吻合较好,平均误差率为2.21%;系统的一阶固有频率、振型及阻尼比随位置姿态的改变而变化;不同位置之间的最低与最高固有频率相差26%左右;X轴坐标越居中,Z轴坐标越大,旋轮架固有频率越低,旋轮振幅越大。证明旋轮架的不同空间位置姿态对旋压机床的动态特性影响较大。得到的结论可以用于研制新型旋压机床、优化加工路线和设计最优加工位置。     

汽车轮毂多道次旋压成形工艺分析及数值模拟

针对A356铝合金轮毂多道次旋压成形,运用Abaqus软件建立了轮毂多道次旋压有限元模型。通过对汽车轮毂多道次旋压成形过程进行数值模拟,得到其坯料的应力应变分布云图,并分析了轮毂各道次下减薄率、进给比、旋轮圆角半径等工艺参数对旋压力的影响。从分析中发现轮毂各道次下减薄率是影响旋压工艺的主要因素。     

筒形件强力旋压时金属切向变形分析

旋压工艺在工业生产中得到了广泛的应用,但筒形件强力旋压加工过程中,工件经常会出现扩径和尺寸超差等缺陷,由于缺乏理论性指导,生产中不得不用尝试法确定工艺参数。本文用弹塑性有限元法对筒形件强力旋压时工艺参数（减薄率、进给比、旋轮工作角）对金属切向变形的影响规律进行了模拟计算,首次分析了工艺参数对旋压件内径尺寸精度的影响,计算结果与实验结果吻合。该研究对旋压工艺的推广和应用具有重要意义。     

工艺参数对机匣冷态强力旋压力学行为影响规律研究

针对航空钣金机匣材料难于成形,且成形后的产品精度难以控制等问题,本文以高温合金GH3030为材料,在阐明钣金机匣冷态强旋成形回弹理论与载荷作用机制基础上,使用SIMUFACT.FORMING有限元软件,导入实验室之前所得到的GH3030的本构方程,在软件中建立了航空机匣锥形件冷强旋的仿真模型,分析了旋轮间隙,旋轮进给比以及芯模半锥角对钣金机匣冷态强旋成形回弹与载荷影响规律;采用正交试验得到了各工艺参数对回弹角度影响的主次规律,并得到最优工艺参数组合;采用BBD试验方法,得到旋压最大成形力与旋压参数的量化回归模型,对回归方程进行方差分析,计算它的多元相关系数、可信度、精确度,结果表明该模型的可信度和精准度较高,并取点验证,发现误差在10%以内,回归模型较为精准。最后进行了旋压实验,对比分析了仿真结果与旋压实验实测结果的回弹角度,其平均误差在6.2%以内,验证了仿真结果的可靠性。本文的研究结果为实现高温合金钣金机匣锥形件冷强旋的精确成形提供了理论指导和技术支持。     

双质量飞轮驱动齿盘旋压增厚成形工艺研究

针对汽车双质量飞轮驱动齿盘外缘为原始板厚的3~5倍的特点,以SIMUFACT软件分析为手段,对双质量飞轮驱动齿盘多道次旋压增厚成形工艺进行研究.基于旋压增厚成形工艺的理论分析,设计出多道次旋压增厚模具并建立了旋压增厚成形有限元模型.以第1道次旋压增厚成形为例,分析了成形过程中应力场分布及板坯的变形情况.同时在板坯表面设置4个测量点分析第1道次旋压增厚成形过程中金属的流动规律,从而总结出第2至5道次的旋压增厚成形规律.以旋轮进给速度、摩擦系数、芯模转速为自变量,进行三因素三水平正交试验,获得最大成形载荷、增厚程度数据.结合灰色理论对双质量飞轮驱动齿盘旋压增厚成形工艺参数进行了优化,在CDC-4S80旋压机上进行了试验,结果表明:在旋压增厚过程中板坯所受径向力最大、切向力次之、轴向力最小;较小的摩擦系数与旋轮进给速度有利于提高零件的成形质量;通过物理试验成功将板坯外缘由3 mm增厚到10.5 mm,验证了该成形方案与灰色系统理论优化的可行性.     

苎麻/棉转杯纺混纺纱性能的影响因素

以苎麻/棉75/25 58.3 tex转杯纺混纺纱为例,从分梳辊、阻捻盘、隔离盘和胶辊等几种关键纺纱器材以及纺杯速度、分梳辊速度、工艺风压等对苎麻/棉混纺纱的质量影响进行系统的研究.分别通过单因素实验和正交实验得出影响苎麻/棉混纺纱性能的各种因素.结果表明,分梳辊选用OK40,45o隔离盘,R7光滑金属阻捻盘,BYC851Ⅰ型胶辊成纱质量较好;纺杯速度对成纱性能影响显著,其次是分梳辊速度,工艺风压变化对成纱性能影响较小.     

Analysis of the Conventional Spinning Process by FEM

A nonlinear FEM program ADINA was employed for analyzing the conventional spinning process. Based on experiments, a calculation model for the initied deformation stage was established. The calculated results include the displacement of workpieces, stress and strain distributions, and the relationship between the spinning force and the axial feed of a spinning roller. Furthermore, a new explanation for the deformation mechanism of workpieces is given in this paper.     

产品设计中材料选择的新思路

通过对传统设计中产品材料选择的主要因素及其不足之处的分析 ,从环保角度提出了产品设计中材料选择的新思路 ,强调了材料在加工、制备、使用和废弃、回收过程中与环境的相容性和协调性 ,并提出了绿色材料选择的准则