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Δ及旋轮进给比f等成形工艺参数对滚珠旋压成形的影响进行了试验研究.     

小锥角零件多道次剪旋成形试验研究

针对小锥角零件(半锥角α=7°)的成形,以LF2,LF6,LF21铝板料为原料,采用先预制坯后多道次剪旋的成形方案,试验研究了材料塑性、工艺参数和壁厚减薄率对旋压件成形质量的影响,确定了成形小锥角零件的合理方案.研究表明:材料的塑性对可旋性有很大影响,为获得较高的成形极限,材料应同时具有较好的塑性和适当的加工硬化性;在每道次前均退火的条件下,合理的道次分配方案是前一道次在材料的成形极限范围尽量减薄,而最终道次减薄率需控制在一定的范围内(50%以内);旋压过程中保持一定的负偏离(3%左右),同时采用较大的进给比有利于提高旋压件精度.     

带横向内筋张紧轮旋压成形分析

目的解决某型号带横向内筋张紧轮旋压成形困难的问题。方法运用有限元模拟软件,建立了张紧轮的有限元模型,选取了不同的坯料壁厚和旋轮圆角半径,对张紧轮旋压成形过程进行了数值模拟。结果获得了旋压成形过程中坯料壁厚大小和旋轮圆角半径大小对旋压力和成形质量的影响,并对结果进行了总结。结论通过分析壁厚和预成形轮形状对张紧轮旋压成形质量的影响,得出了最优的工艺参数值,对实际生产具有指导意义。     

高温合金Ω截面密封环旋压成形规律研究

目的研究工艺参数对高温合金Ω截面密封环旋压成形过程的影响规律,解决该类构件旋压成形难题。方法基于ABAQUS/Explicit平台建立了高温合金Ω截面密封环普旋三维有限元模型,通过该模型研究了旋压成形过程中的主要工艺参数对其等效应力、等效塑性应变、壁厚变化的影响规律,进而揭示了各参数对环件成形质量的影响。结果芯模转速增大,不均匀变形程度增大,等效应力峰值先增大后减小,壁厚减薄基本不变;增大旋轮进给率与旋轮圆角半径,均有利于降低不均匀变形程度和等效应力峰值,改善壁厚减薄。结论当芯模转速为10～15rad/s,旋轮进给率为0.8～1.0mm/r,旋轮圆角半径为1.5～2.0 mm时,可以获得成形质量较高的Ω截面密封环。     

大直径薄壁钢筒变薄旋压成形工艺研究

论述大径比高精钢筒变薄旋压成形试验过程,通过确定合理工艺过程,选择最佳工艺参数,从而旋出了合格筒体.结果表明,D406A钢退火状态变薄旋压性能良好,旋压塑性变形稳定;有效控制扩径量和壁厚差是变薄旋压成形和获取高精钢筒的关键.     

变厚度轮辐强力旋压成形过程的分析

利用ABAQUS/Explicit模拟了变厚度轮辐双道次强力旋压过程,给出了建模和分析结果.轮辐旋压成形伴随板坯的剧烈减薄,收口区域较难成形,减薄率达50%,在计算中,轮辐有限元网格畸变严重,为此运用ALE技术改善网格质量,提高了计算精度.对模拟的旋压轮辐厚度与实验测量值进行了对比,二者吻合较好,验证了计算模型和结果的可靠性.通过ABAQUS/Standard计算了轮辐旋压成形后的回弹变形量和残余应力,分析成形后轮辐等效应变分布及回弹特征,研究发现,回弹变形量与旋压成形时壁厚变化量成正比.     

无缝气瓶热旋压收口成形工艺数值模拟研究

本文采用有限元分析软件ABAQUS对无缝气瓶热旋压收口成形工艺进行模拟研究,分析了不同工艺参数对气瓶热旋压成形的影响。模拟结果表明,无缝气瓶热旋压收口成形过程中,随着旋压温度的升高和进给比的增加,起旋点处最小壁厚减薄,瓶肩最大壁厚处壁厚增加;随着旋压温度的升高,最大等效应力不断减小,最大等效应变不断增加;随着进给比增加最大等效应力应变都略有增加;旋压力随着温度的升高和进给比的减小而降低。     

钛合金筒形件轧-旋成形研究进展

钛合金筒形件具有轻质、高强、耐腐蚀等优点,在航空、航天和兵器领域有着广泛的应用与需求。针对目前的钛合金筒形件成形制造工艺难以满足大直径薄壁长筒形件的高效、低成本制造要求,提出了一种环轧-旋压(轧-旋)成形工艺制造钛合金筒形件的方法。在轧-旋成形工艺中,坯料历经环轧线接触与旋压点接触下的连续局部加载增量成形和显著的不均匀变形,其变形过程复杂,微观组织不均匀,容易发生破裂,影响筒形件的成形质量。为此,基于两相钛合金自洽模型和Oyane韧性准则,建立了耦合损伤的轧-旋宏微观仿真模型,研究了TA15钛合金筒形件轧-旋过程中的宏观变形行为、微观组织和损伤破裂演化规律。发现工件经轧-旋成形后,外层应变较大,中间层和内层基本相同;工件温度沿壁厚由内到外逐渐降低;α晶粒尺寸外层最小,内层和中间层相差不大;α相体积分数沿壁厚由内到外逐渐降低;工件内表面在环轧后的旋压过程中,由于正应力三轴度以及高应变速率的共同作用,最易发生破裂。     

工艺参数对剪切旋压旋压力和壁厚差的影响

在锥形件剪切(变薄)旋压过程中,旋压力分析对于确定工艺参数及设备选型都具有重要意义,而壁厚差是衡量旋压件成形质量的关键指标之一.基于ABAQUS/Explicit平台建立了锥形件剪切旋压的三维有限元模型,进而获得了偏离率、旋轮圆角半径、旋轮进给量、芯模转速及旋轮直径对LY12M锥形件剪切旋压旋压力和壁厚差的影响规律.研究表明:旋压力随偏离率增加而减小,随旋轮圆角半径、旋轮进给量、芯模转速的增加均呈上升变化趋势;偏离正弦律的程度越大,壁厚差越大;旋轮圆角半径为毛坯厚度的1～2倍,壁厚差较小;较大的旋轮进给量和芯模转速有利于减小壁厚差.旋轮直径对旋压力和壁厚差的影响不显著.     

气瓶多道次热旋压收口成形工艺的数值模拟研究

本文基于MSC.Marc有限元软件,对首道次从夹具端起旋,随后道次起旋点沿管轴向逐渐远离夹具端的旋压收口工艺路线进行了数值模拟研究。数值分析表明,所建立的旋压模型符合旋压收口工艺的金属塑性变形规律。旋压温度在1,200℃,管口出现局部变形失稳。壁厚在管端部增厚,在过渡圆角处减薄,且随着旋压温度的升高,管端的增厚和圆角的减薄都增大。最大等效应力应变分布在靠近收口管端的圆周外表面处,且随着旋压温度的增加都相应减小。     

双辊夹持板料旋压成形过程塑性变形行为的研究

双辊夹持式板料旋压成形是用来加工薄壁回转体法兰零件的新工艺。为了研究其旋压成形过程中的塑性变形行为,利用ABAQUS软件建立了双辊夹持旋压成形过程的三维有限元模型,并进行了薄壁回转体法兰零件的旋压成形过程的数值模拟,获得了成形过程中等效应力、应变及壁厚的分布。研究了翻边长度对成形件应力应变及壁厚减薄率的影响规律。结果表明等效应力、应变及最大壁厚减薄率均随着翻边长度的增大而增大,由此根据不同的毛坯材料可以确定相应的最大翻边长度。     

变壁厚薄壁筒形件旋压工艺设计和试验研究

选用合适的旋压设备,设计合理的工艺装备和旋压毛坯,通过实践加工验证,完善了变壁厚薄壁筒形件的旋压工艺参数(道次压下量、进给比、旋压方式等),得出了既能保证产品力学性能,又能保证产品质量和精度的旋压加工工艺方案。     

薄壁管壳体环矢挤压缩径工艺仿真分析与研究

目的 针对空心薄壁件在缩径成形工序中力学性质难以观测且缩径成形加工效率较低的问题,提出一种使用18瓣环矢挤压模具进行环矢挤压一次性成形的缩径工艺,并研究了该工艺下薄壁管壳体的弹塑性变形规律。方法 以外径6.3 mm、壁厚2 mm、颈缩宽度1 mm的小尺寸薄壁管壳体（Q255材料）为研究对象,基于Barlat’96屈服准则和M–K沟槽理论,结合L.H.Donnell理论,建立管壳体环矢挤压缩径的塑性微元应力模型,通过ANSYS软件建立环矢挤压缩径工艺有限元模型,并进行数值模拟分析,获得管壳体环矢挤压过程中内壁面和颈缩区厚度方向的应力分布规律;最后进行实验验证,利用千分尺测量外径,采用应力测定仪测量中心位点应力,验证了该工艺下仿真结果的准确性。结论 颈缩区域宽径比越大,缩径成形越远离弹性区;内壁面的应力整体呈凸状分布;卸载后,壁厚方向的残余应力呈从外壁到内壁逐渐增大的线性分布趋势,缩径区中心点最大残余等效应力为319.76MPa,分布在挤压部位的内表面;经实验验证,内壁面中心位点的最大残余应力为183MPa,其与仿真分析结果（202.5MPa）的吻合度高达91.5%,验证了仿真结果的准确性...     

Investigation of effective parameters on surface roughness in thermomechanical tube spinning process

Tube spinning process is recognized as an effective process for fabricating of thin wall cylindrical parts, with precision tolerances, high surface quality and desired mechanical property. In this research, the influences of major parameters of thermomechanical tube spinning process such as preform thickness, percentage of thickness reduction, mandrel rotational speed, feed rate of rollers, solution treatment time and aging treatment time on surface roughness for fabricating of 2024 aluminum spun tubes using design of experiments are studied. Experimental data are analyzed by analysis of variance (Anova) and empirical models of surface roughnesses are developed. It is found that deeper percentage of thickness reduction with thicker preform thickness, slower feed rate of rollers and mandrel rotational speed and higher solution treatment time and aging treatment time are advantageous for obtaining smoother surface.     

厚壁管温热缩口与管壁增厚的数值模拟研究

目的主要研究厚壁管两端同时温、热锥形缩口工艺的特点,以及缩口过程不同工艺参数对壁厚增厚的影响。方法通过选择合理的材料模型与热力耦合等温度场模拟参数,建立了有限元模型,使用DEFORM体积成形软件对厚壁管两端同时温热缩口工艺进行了分析,探究了温、热缩口两种条件下应力应变分布特点。结果模拟实验获得了管材缩口系数、模具半锥角、t/d0值、摩擦因子、成形温度等工艺参数,在温、热两种条件下对壁厚增厚量的影响曲线。结论管材缩口过程具有典型的变形阶段:入锥弯曲阶段、反弯曲阶段和缩口稳定阶段;管材高温下缩口变形特点为周向、轴向的压缩变形和径向的增厚变形;厚壁管缩口的增厚变形量随着模具半锥角的增大和缩口系数的减小而增大,同时受摩擦因子、成形温度、管材壁厚的影响较大。研究结果为管材缩口壁厚增厚工艺提供了基础技术数据。     

芯轴摩擦系数对推压-拉拔复合缩径的影响

推压-拉拔复合缩径工艺是管坯减径的新方法,芯轴外表面与管坯内表面之间摩擦系数对工艺有重要的影响。通过建立推压-拉拔复合缩径变形过程中变形管坯的力学模型,分析了芯轴外表面与管坯内表面之间摩擦系数对成形的影响规律。针对某载重6.5 t胀压成形汽车桥壳管件的第一道次推压-拉拔复合缩径,设定不同的芯轴摩擦系数,进行了有限元仿真,得到了芯轴摩擦系数对管坯变形的影响规律,并基于管坯传力区不失稳以及变形所需凹模推力和芯轴拉拔力较小,给出了芯轴摩擦系数的设定范围。进行了缩径实验,实验和有限元模拟的结果接近。较小的芯轴摩擦系数可能造成管坯起皱失稳,而较大的芯轴摩擦系数,有利于降低管坯轴向压应力、凹模推力和芯轴拉拔力,但可能造成管坯表面划伤。     

Cu/Al双金属复合管旋压复合成形规律研究

目的 探究双金属管材在复合过程中的受力变化以及关键工艺参数对覆管和基管壁厚分布的影响。 方法 通过有限元仿真技术和实验相结合,对铜和铝两种材料的双金属管进行旋压复合成形过程受力情况以及壁厚变化进行研究。结果 覆管由于受力面积小于基管,导致各自承受的应力具有明显差异。另外,在双金属管旋压复合时,覆管屈服强度需大于基管,否则基管不会发生减薄塑性变形。在Cu/Al双金属管旋压过程中,随着压下量的减少,双金属管的减薄以覆管为主;随着旋轮安装角的减小,双金属管的减薄以基管为主。结论 通过对压下量和旋轮安装角的优化,可实现对覆管和基管壁厚分布的良好控制。     

滚轴式金属屈服耗能阻尼器数值模拟研究

桥梁用阻尼器通常吨位和变形需求巨大, 普通金属屈服耗能阻尼器难以满足其性能要求. 为此该文提出一种新型的滚轴式金属屈服耗能阻尼器, 并对其进行数值模拟研究. 该阻尼器由一块平直耗能钢板及一组可转动辊轴组成, 耗能钢板在辊轴之间穿过, 受辊轴挤压产生塑性变形, 从而耗散地震能量. 该文采用在大型通用有限元软件ABAQUS建立了滚轴阻尼器的模型, 通过该模型研究了辊轴个数以及辊轴间隙对阻尼器耗能性能的影响. 分析结果表明:该阻尼器耗能性能受辊轴间隙和辊轴个数控制, 通过合理的设计可以保证滚轴式金属屈服耗能阻尼器具备优良的变形能力和耗能能力. 该文还提出了该阻尼器的恢复力计算公式, 结合有限元仿真结果对计算公式进行了修正.     

Key Problems of Cold Power Spinning of Ti-15-3 Alloy

［1］Stan R Seagle: Mater. Sci. Eng., 1996, 1, A213. ［2］R.R.Boyer: Mater. Sci. Eng., 1996, 103, A213. ［3］B.M.Rabech: JOM, 1994, 14, 6. ［4］R.P. Singhal: J. Mater. Process. Technol., 1990, 29,23.