筒形件强力旋压三维刚塑性有限元模拟中几个关键问题的研究

本文对筒形件强旋三维刚塑性有限元模拟中的关键技术问题进行了研究。精确计算了旋轮和坯料的接触轮廓, 建立了有限元网格离散模型, 给出了旋轮与坯料接触区空间约束及速度边界条件的处理方法。文中对筒形件反旋模拟的结果表明, 所提出的处理方法是可靠的。     

筒形件强力旋压三维刚塑性有限元中几个关键问题的研究

本文对筒形件强旋三维刚塑性有限元模拟中的关键技术问题进行了研究。精确计算了旋转和坯料的接触轮廓,建立了有限元网络格离散模型,给出了旋轮与坯料接触区空间约束及速度边界条件的处理方法,文中对筒形件反旋模拟的结果表明,所提出的处理方法是可靠的。     

环形件摆动辗压过程中接触区域轮廓的数值计算方法

摆动辗压过程中锥形摆头与坯料接触面积是一个十分重要的参数，此文从辗压过程中坯料螺旋式送进的事实出发，首次给出了环形坯料接触区域轮廓坐标的数值求解过程，为正确计算接触面积提供了精确的计算方法。     

镍基高温合金锥筒形件拉深旋压成形机理研究

针对镍基高温合金因加工硬化严重成形时极易产生破裂和起皱等典型缺陷的问题,以锥筒形壳体类零件为对象,提出了一种由锥形预制坯经过真空固溶处理后拉深旋压成形锥筒形件的方法,并对其成形机理进行了研究。基于Abaqus/Explicit平台,建立了锥筒形件拉深旋压有限元模型,分析了成形过程中的瞬态等效应力、等效塑性应变、切向应力、壁厚及三向应变分布规律。结果表明:在旋压成形过程中,最大瞬态等效应力位于旋轮接触区及附近区域、最大瞬态等效塑性应变位于坯料口部;瞬态切向压应力最大值位于旋轮接触区,而瞬态切向拉应力最大值位于旋轮接触区附近的两侧区域。筒形段中部壁厚减薄,而坯料口部壁厚增厚。旋压成形试验表明,锥形预制坯经拉深旋压后可获得壁厚均匀的锥筒形件。     

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。     

筒形件反旋的三维刚塑性有限元分析

采用三维刚塑性有限元对筒形件反旋进行了分析。建立了筒形件反旋的三维分析模型，获得了旋轮作用区域和其周转区域的应变速率和应力的分布，较好地解释了工艺的变形规律，计算得到了旋轮前锥角对旋压三分力的影响关系以及使总旋压力最小的旋轮前锥角。有限元分析获得的变形区的分布与试验结果相符。     

两柱三梁四旋轮立式数控强力旋压机

强力旋压是一种通过旋轮对套在芯模上旋转着的圆筒形坯料施加径向压力,并且旋轮也沿着坯料的轴向方向运动．从而使圆筒形坯料壁厚变薄、长度延伸的金属塑性成形方法。强力旋压作为近代金属压力加工中新兴的一种少无切削的加工方法,同其他加工方法相比,其生产的旋压件具有产品精度高、综合性能好、材料利用率高等优点。强力旋压是薄壁高精度筒形件最为有效的加工方法。     

卧式数控旋压机床用多工序自动旋轮库的研制

根据大型筒形件成形时多工序加工要求和旋压机床的结构特点,设计了一种卧式数控旋压机床用多工序自动旋轮库,重点介绍了自动旋轮更换装置的设计、旋压力的计算、旋轮头轴承配置、旋轮座结构以及直线导轨副的选择.该旋轮库采用了旋轮头与旋轮座分离的更换装置及由基座、纵向滑架与纵向横向滑架组成的旋轮座,可实现筒形件加工所需要的多道次拉深旋压、变薄旋压、切边、卷边等4工序成形所需旋轮、翻边轮及切边轮的自动装卡,极大地提高了生产效率、设备的利用率和自动化程度,从而降低了生产成本、减轻了工人的劳动强度.     

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。     

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.     

筒形件旋压有限元分析中芯模和旋轮相对运动的处理方法

以ABAQUS仿真软件为平台,建立芯模自转与旋轮公转的两种筒形件正旋有限元模型,介绍了2种不同模型分析边界条件的设定。采用Python语言开发子程序提取模拟结果的三维坐标值,然后导入逆向工程软件Geomagic中还原为云图的方法,分析了2种模型模拟结果的贴模性、壁厚均匀性、径向应力应变,并比较了2种模型的计算时间。结果表明：芯模自转模型的模拟计算时间明显小于旋轮公转模型,芯模自转模型的贴模性与壁厚均匀性较旋轮公转模型更均匀,因此芯模自转模型较旋轮公转模型更适合于筒形件流动旋压的模拟分析。     

大长细比带凹底筒形件旋压成形方法研究

针对大长细比带凹底筒形件采用拼焊成形时工艺复杂、成形精度低、产品质量差等缺陷,提出采用普通旋压与强力旋压相结合的复合旋压成形方法来实现其完整制造,通过理论分析获得了复合旋压成形过程中变形量的分配原则。采用普旋圆弧形与强旋直线形相结合的旋轮轨迹,旋压成形筒形件的凹底部分,在旋压系数大于极限旋压系数的条件下拉深旋压获得筒形坯料,采用圆弧形及双锥面旋轮分别将屏蔽罩圆弧段及直筒段旋压减薄到规定尺寸等工序,成功加工出高精度的长细比为2.01的带凹底筒形件,同时生产效率提高了50%左右,为此类零件的制造提供了一种全新的方法。     

基于Deform的筒形件冷挤压数值模拟分析

长径比大且壁厚较薄的筒形件,采用常规锻造一次成形无法满足其变形程度大的要求。基于此,本文提出了二次成形的锻造工艺,首先对坯料热锻获得预制坯,而后对预制坯料进行冷挤压,仅小部分变形。本文模拟了筒形件锻件的冷挤压变形规律,并优化了其工艺参数。结果表明,凸模与凹模间距最小处以及坯料与凹模初始接触部位容易产生应力集中,入模角11°～13°为最佳工艺参数。     

一种筒形件强旋三维有限元力学模型的提出

本文在参考了前人在旋压方面所提出的力学模型基础上,为更好地对筒形件强旋进行三维动态模拟,提出了一种新的力学模型。筒形件强旋的成形轨迹是一空间螺旋锥面,旋轮下的变形区为旋轮锥面和工件空间螺旋锥面的相贯区域。前人在研究时对变形区都作了较大的简化,这势必影响计算的精确性。本文所提出的力学模型较符合强旋的实际情况。     

两旋轮旋压首道次压下率对轮毂旋压成形的影响

针对低压铸造A356铝合金轮毂的两旋轮旋压成形特点,通过旋压成形数值模拟及实验分析了在两旋轮旋压工艺下首道次压下率对轮辋壁厚均匀性、 坯料隆起高度、 旋轮所受压力以及轮辋微观组织与力学性能的影响.结果表明,当首道次压下率为40％时,轮辋壁厚较均匀,成形质量较好,坯料隆起高度较小,材料贴模性较好,两个旋轮所受压力较稳定,...     

基于正交试验的筒形件旋压工艺优化设计

为了研究不同旋压工艺参数对筒形件成形精度和旋压力的影响,采用正交优化设计方法确定了试验方案,并利用Simufact有限元软件进行仿真。分析了进给比、轴向进给速度、旋轮工作角和工作圆弧半径对筒形件精度及旋压力的影响,并对影响旋压质量的工艺参数敏感度做了排序。确定了某Φ30mm不锈钢筒形件的最优化工艺参数组合,即进给比S为0.6mm.r-1,旋轮工作角αR为22°,工作圆弧半径ρ为6mm,旋轮直径DR50mm。     

工艺参数对筒形件强力旋压过程的影响

在分析筒形件强力旋压的变形特点基础上建立了计算机仿真模型,利用计算机模拟技术系统地对筒形件强力旋压过程进行了模拟,主要研究变薄率、旋轮进给量、旋轮成形角、旋轮圆角半径四个关键的工艺秘压成形过程及工件质量的影响,通过依次变化每一个参数得到一系列的塑性力学的分布效果图及相应的曲线图,并对成形缺陷进行了预测,实现了相应的参数优化。     

筒形件强力旋压锥形旋轮的最佳前锥角

筒形件强力旋压所用的锥形旋轮,其前锥角的大小,对旋轮前金属的隆起与堆积,旋压后内径的扩大与缩小,以及旋压诸分力都有重大影响。因此,正确地选用旋轮前锥角,具有明显的实际意义。本文试图从旋压力的角度来理解这一最佳前锥角,并以总旋压力最小为条件,得到前锥角与其它工艺参数间的超越方程,然后用牛顿法在计算机上求出结果。本文的计算结果与最佳前锥角的经验数据相合。通过与其它资料对照,可以认为当采用上述最佳前锥角进行筒形件强力旋压时,总旋压力最小,金属流动不会出现非稳态,工件的综合精度较高。     

筒形件强力旋压工艺参数对回弹量的影响

强力旋压成形中回弹严重影响筒形件的精度。本文采用单因素试验的方法,研究了减薄率、进给比、旋轮压下量对旋后筒形件的回弹量影响,获得了其影响规律及筒形件轴向回弹量的分布规律。结果表明:随着减薄率的增大,回弹量增大;随着进给比的增大,回弹量先减小后增大;随着旋轮压下量的增大,回弹量减小。     

塑性成形中的切向加载及其功率计算

论述了塑性成形时，作为切向载荷的摩擦力对坯料变形所作功率的计算方法。明确指出摩擦力提供给坯料的功率只与坯料接触表面的切向速度有关，与坯料和工、模具之间的相对速度无关。