大型薄壁筒形件对轮旋压成形数值模拟及成形精度分析

为了研究对轮旋压成形机理,突破对轮旋压成形精度控制技术,采用有限元方法分析了道次减薄率、进给比、旋轮成形角以及内旋轮圆角半径等工艺参数对旋压件圆度、直线度及壁厚差的影响。结果显示:当道次减薄率Ψt=20%~30%、进给比f=1.5~2.0 mm·r-1、旋轮成形角αρ=25°、内旋轮圆角半径rρ内=10 mm时,旋压件成形精度最高。同时,分析了在总压下量为9 mm时,内、外旋轮在不同压下量下对成形精度的影响。结果表明:当外旋轮压下量为5 mm、内旋轮压下量为4 mm时,旋压件精度最高。最后,通过工艺实验验证了有限元仿真结果的准确性,结果显示两者偏差小于15%。     

筒形件反旋成形有限元数值模拟

使用数值模拟技术对旋压加工过程进行模拟能为生产提供合理的工艺参数、提高产品质量、减少试加工过程的消耗.基于弹塑性有限元理论,综合考虑旋压过程中金属3个方向的流动以及摩擦等实际情况,建立了筒形件旋压加工的三维弹塑性有限元力学模型,研究了各种工艺参数(包括旋轮圆角半径、旋轮直径、进给速度、每道次减薄率、成形角以及退出角等)对成形结果和回弹的影响规律.模拟结果显示,旋轮圆角半径、进给速度、减薄率等参数对成形结果和回弹量有较大影响.     

TB6钛合金筒形件强力旋压成形工艺模拟

建立了TB6钛合金筒形件旋压成形工艺模型，运用有限元软件对不同工艺参数下工件的变形过程进行了模拟，分析了工件在旋压过程中的受力和变形特性，并研究了减薄率(30%～45%)、变形温度(900～1050℃)、主轴转速(3～6 r·s^-1)和旋轮进给率(1.0～2.5 mm·s^-1)等工艺参数对旋压过程中等效应力、等效应变的影响规律。结果表明：变形温度和主轴转速对工件成形质量的影响较小，旋轮进给率和减薄率对成形质量的影响较大。随着旋轮进给率的增大，外径圆度精度呈V形分布；随着减薄率的增大，工件的最大等效应力和等效应变均随之增大。综合优选出的最佳的旋压工艺参数组合为：减薄率为30%、变形温度为1000℃、主轴转速为4 r·s^-1、旋轮进给率为2 mm·s^-1。     

金属筒形件强力反旋变形过程的数值模拟分析

为了确定更为符合实际的筒形件强力旋压工艺参数的选用原则,利用有限元软件Abaqus/Explicit准静态模块,对一次减薄成形的工艺,不同工艺参数下筒形件两旋轮反旋旋压过程进行了动态模拟、变形以及应力应变的分析.分析表明:强力旋压毛坯件的变形流动主要是轴向变形,影响成形质量的因素主要是成形过程中的径向变形和切向变形.当旋轮圆角半径r=15mm,旋轮工作角α=30°时,金属旋压件的径向变形和切向变形比较合理,既容易顺利进行旋压成形又不易引起失稳现象,为实际加工旋轮的参数选择提供了依据.     

基于灰色关联度的筒形件二道次强力旋压工艺参数优化

为使锡青铜筒形件具有更高的尺寸精度,对二道次强力旋压加工工艺参数进行优化。减薄率、道次分配比、第1道次进给比和第2道次进给比为主要影响筒形件成形质量的工艺参数,以筒形件的内径扩径量和壁厚偏差为优化目标。采用正交试验和灰色关联度分析法对Simufact仿真模拟软件得到的二道次仿真结果进行工艺参数优化,结果表明:各工艺参数对筒形件成形质量的影响程度依次为:减薄率>道次分配比>第1道次进给比>第2道次进给比。优化后的工艺参数组合为:减薄率为40%、道次分配比为5∶5、第1道次进给比为0.6 mm·r^-1、第2道次进给比为0.6 mm·r^-1,所获的筒形件尺寸精度最优。     

框架式三旋轮错距旋压成形装置的研制

采用分层错距进行旋压成形时，工件厚度逐渐减小，增大了道次减薄率，减少了加工道次，可显著提高旋压件的加工精度和生产效率。本文根据齿轮旋压成形工艺要求、旋压成形原理及三旋轮错距旋压工艺特点，设计了一种框架式三旋轮错距旋压成形装置，重点介绍了旋轮座、旋轮径向进给及轴向、径向错距量调整等结构的设计方案，并对蜗杆传动进行了强度设计。     

金属旋压成形中的创新与创造

本文对通过改变旋轮及坯料的运动方式而产生的三维非轴对称件及非圆截面件旋压成形技术，通过改变旋轮或芯模形状而产生的齿轮件旋压成形技术，通过将旋压成形工艺与热处理工艺进行有机结合用于制备具有纳米／超细晶结构简形件的旋压成形技术等进行了详细阐述。     

基于Simufact多道次变薄拉深筒形件尺寸精度研究

为了探究多道次变薄拉深冷成形加工工艺参数与筒形件尺寸精度之间的关系,采用Simufact. forming有限元仿真软件,选取C15-c低碳钢为试验材料进行多道次变薄拉深冷成形模拟试验,采用正交试验设计方案,探究了多道次变薄拉深冷成形过程中工艺参数(减薄率、凹模锥角与摩擦系数)对筒形件尺寸精度(内径扩径量、外圆度误差与壁厚偏差)的影响规律,并进行了试验验证。结果表明:在C15-c低碳钢材料筒形件的多道次变薄拉深冷成形工艺中,当减薄率为40%、凹模锥角为12°、摩擦系数为0. 10时,筒形件的尺寸精度较高。加工工艺参数对内径扩径量的影响顺序为:减薄率凹模锥角摩擦系数;对外圆度误差的影响顺序为:摩擦系数凹模锥角减薄率;对壁厚偏差的影响顺序为:减薄率凹模锥角摩擦系数。     

旋轮轨迹和工艺参数对多道次拉深旋压成形质量的影响研究

多道次拉深旋压成形工艺复杂,旋轮轨迹与工艺参数的选取及其之间的匹配直接影响旋压件的成形质量和尺寸精度。因此,研究不同的旋轮轨迹和工艺参数对多道次拉深旋压成形的影响具有重要的意义。以Al6061和SPCC材料为研究对象,通过试验对比研究了不同轨迹的道次曲线和工艺参数对多道次拉深旋压成形质量的影响。结果表明:在其它工艺参数相同的情况下,采用凸凹圆弧往返进给无道次贴模推进的旋轮轨迹时,所获得的旋压件壁厚最均匀;采用此种旋轮轨迹时,旋轮安装角和进给比越大工件越容易起皱。     

连杆铜衬套尺寸精度的强力旋压参数优化

强力旋压工艺参数的选择对于成形产品的尺寸精度具有直接影响。以强力旋压的连杆铜衬套为研究对象,选择减薄率、旋轮工作角、旋轮圆角半径和进给比作为优化性试验因素,以旋压后连杆衬套筒形件的壁厚差和扩径量作为评价指标,设计正交试验并对试验数据进行分析。通过田口算法对强力旋压参数进行优化,得到减薄率为30%、旋轮工作角为15°、旋轮圆角半径为10 mm、进给比为0.5 mm/r的优化参数组合。     

大型复杂薄壁壳体多道次旋压过程中的壁厚变化

基于ABAQUS/Explicit和Standard建立的包含回弹与退火的大型复杂薄壁壳体多道次旋压全过程模拟模型,分析了该过程中壁厚的分布与变化及工艺参数对壁厚的影响规律。结果表明,壁厚减薄经历了剪切减薄和拉薄两个阶段,壁厚剧烈减薄部位位于旋轮后方的环带并向工件口部移动,而且其值逐渐减小;壁厚沿工件母线方向分布不均匀,沿周向分布较均匀;回弹对壁厚的分布影响不大。摩擦系数在一定范围内的增大,可以有效地抑制第一道次旋压过程中壁厚过度减薄的发生,使壁厚分布更均匀;而旋轮进给比对工件壁厚的影响与摩擦系数的作用相反。在后续道次旋压过程中,工件壁厚差随着摩擦系数的增大先减小后增大,随着旋轮进给比的增大逐渐减小。这些结果可为大型复杂薄壁壳体多道次旋压成形参数的确定和优化设计提供理论依据。     

基于Vague集的强力旋压工艺参数优化

在ABAQUS有限元软件中进行30Cr3钢的强力旋压仿真试验,将Vague集引入正交试验进行工艺参数优化,选择旋轮工作角、旋轮直径、旋轮工作圆弧半径、进给比、轴向错距、芯模转速作为优化工艺参数,设计6水平5因素的正交试验,以旋压件的回弹量与最大残余应力作为评价指标,得到最优的工艺参数组合以及各工艺参数对评价指标的影响顺序。结果表明:旋轮工作角为25°、旋轮直径为Φ185 mm、旋轮工作圆弧半径为9.5 mm、进给比为0.5 mm·r^-1、轴向错距为2 mm、芯模转速为60 r·min^-1时,旋压件的成形质量较高;各工艺因素对旋压件成形质量的影响顺序为:进给比>旋轮工作角>旋轮直径>旋轮工作圆弧半径>轴向错距>芯模转速。对仿真结果进行试验验证,相对误差小于7%,证明仿真结果具有良好的可靠性,可对实际生产提供理论指导。     

旋轮参数对异型薄壁壳体强力旋压成形的影响

异型薄壁壳体强力旋压是一种复杂的塑性成形过程,研究旋轮参数对该过程的影响,可为相关成形参数的确定和优化设计提供理论依据.采用基于ABAQUS/Explicit平台建立的异型薄壁壳体强力旋压三维有限元模型,研究揭示了旋轮圆角半径、旋轮安装角、旋轮进给比对该成形过程中的切向和周向应力及壁厚的影响规律：减小旋轮圆角半径或进给率、增大其安装角,均可减弱甚至消除旋轮前方的金属堆积,从而使工件壁厚分布更均匀.     

钢制带轮热旋压成形工艺分析及有限元模拟

研究钢制三角带轮的成形工艺,通过对旋压成形原理分析和旋轮设计,提出钢制三角带轮热旋压成形的四步成形工艺,并运用Deform-3D有限元分析软件对旋压成形过程进行数值模拟.模拟分析了旋轮形状、旋压进给量和旋压进给比对旋压成形质量、等效应变、等效应力、成形载荷以及轴向压紧力的影响.结果表明:所设计的成形工艺、旋轮形状及工艺参数合理可行;锻件变形均匀,成形质量高,成形载荷较小;在各项工艺参数中,旋轮的形状和旋压进给比是锻件成形的主要影响因素.     

A novel spin-bonding process for manufacturing multilayered clad tubes

Utilizing the so-called tube spinning, a cold-bonding process entitled as “spin-bonding” is developed to produce seamless thin-walled clad tubes and cylinders. By this method, two layers of AA 1050 tubes were successfully bonded together to form a clad tube at room temperature. Based on mechanical aspects of the tube spinning process, the mechanism of spin-bonding is explained in two stages: surface preparation before occurrence of a stable bond and bond strengthening thereafter. The effects of process temperature, thickness reduction, feed rate and roller attack angle as the parameters of tube spinning on the bond strength are studied. It is shown that the bond strength increases by increasing the thickness reduction and process temperature. It is also observed that the bond strength is not considerably affected by the feed rate and roller attack angle, especially at high thickness reductions. The SEM micrographs of the peel surfaces illustrate that at high temperature, both of area fraction and number of bond spots increase and their inter-distances decrease.     

薄壁杯形件单道次拉深旋压成形质量试验研究

通过试验研究了拉深旋压工艺参数对工件壁厚、工件外径及成形性能的影响。试验结果表明,旋轮进给比f、旋轮与芯模间隙δ等对工件壁厚、名义拉深比K和拉深旋压成形性有很大的影响。在毛坯厚度较小的情况下,较大的进给比和名义拉深比都容易导致工件产生起皱和开裂,给出了使拉深旋压能顺利进行的工艺参数范围。     

大直径薄壁铝合金封头剪切旋压成形研究

应用ABAQUS/Explicit软件平台建立了大直径薄壁铝合金封头剪切旋压成形过程的有限元数值模型,通过数值模拟对大直径薄壁铝合金封头在剪切旋压过程中的应力应变分布进行了分析,获得了工艺参数对成形质量的影响规律为:随旋轮圆角半径R、旋轮进给比f及芯模转速n的增大,旋压件的不均匀变形度呈增大趋势;随旋轮圆角半径、旋轮进给比的增大,旋压件壁厚极小值逐渐减小;随芯模转速提高,壁厚极小值增大,旋压件壁厚极大值对工艺参数的变化不敏感。在此基础上确定了优化工艺参数为:R=12 mm,f=1 mm·r~(-1),n=40 r·min~(-1),并进行剪切旋压成形试验,获得了质量合格的Ф2600 mm大直径薄壁铝合金封头样件。     

基于正交优化的异型薄壁壳体强力旋压成形有限元分析

为了揭示工艺参数对异型薄壁壳体强力旋压成形过程的影响,采用正交试验优化设计方法安排模拟仿真方案,基于ABAQUS/Explict平台对不锈钢1Cr18Ni9Ti曲母线形件旋压成形过程进行了三维弹塑性有限元模拟研究。分析了旋轮进给比、旋轮圆角半径、旋轮安装角和旋轮与芯模之间的间隙对该成形过程壁厚差、切向拉应力和周向压应力的影响显著性次序以及影响规律,并获得了优化的工艺参数。结果表明,旋轮与坯料之间的间隙是决定工件壁厚均匀性的最重要因素;旋轮进给比和旋轮圆角半径分别对工件的起皱和拉裂倾向影响最显著。减小上述工艺参数的值均可使工件壁厚分布更均匀;随着进给比的增大,拉裂和起皱倾向逐渐减小;增大旋轮与坯料之间的间隙,起皱倾向增大,而拉裂倾向先增大后减小;旋轮圆角半径增大,拉裂和起皱倾向均增大;增大旋轮安装角,起皱倾向逐渐增大,拉裂倾向逐渐减小。     

气瓶旋压收口工艺及旋轮设计

通过对钢质无缝气瓶成形工艺进行分析,指出了各种成形工艺的特点,确定了钢管旋压法工艺方案。同时,对旋压道次和旋压工艺参数的确定做了介绍,详细阐述了旋轮设计及加工工艺。