基于Taguchi方法和PSO算法的强力旋压参数分析与优化

以强力旋压工艺加工的筒形件为研究对象,首先,利用Taguchi方法分析了旋轮成形角、减薄率、进给率、主轴转速和旋轮圆角半径对三向旋压力的影响,得到以下结果:对轴向旋压力的影响程度的大小顺序为主轴转速>旋轮成形角>进给率>旋轮圆角半径>减薄率;对径向旋压力的影响程度的大小顺序为主轴转速>进给率>旋轮成形角>减薄率>旋轮圆...     

薄壁筒形件多道次滚珠旋压成形机理研究

为研究多道次成形条件下薄壁筒形件滚珠旋压的成形机理,采用实验和有限元法相结合对薄壁筒形件多道次滚珠旋压的应力应变、旋压力和成形性进行了分析。结果表明:各道次下的等效应力和等效应变都是由旋压件的内表面向外表面逐渐增大,且随着旋压道次数的增加,等效应力和等效应变也都是逐渐增大;每道次的轴向旋压力随着滚珠行程的增加而增大,且各道次的旋压力也逐渐增大;多道次滚珠旋压时,由于采用较小的壁厚减薄量和材料的加工硬化,金属易于稳定流动,能够保证管坯的轴向伸长。因此,通过多道次滚珠旋压可实现大减薄量薄壁筒形件的旋压成形。     

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.     

GH4169高温合金锥形机匣冷旋成形规律

针对高温合金因室温加工硬化现象严重而导致旋压成形时易产生的破裂、表面波纹等缺陷,以锥形机匣构件为研究对象,探究其冷旋成形规律。基于Simufact平台建立了有限元模型,采用模拟与实验相结合的研究方法,模拟分析了多道次旋压过程中机匣构件等效应力和等效塑性应变的变化规律、壁厚的分布特征及工艺参数(道次间距p、旋轮进给比f、芯模转速n)对旋压件壁厚的影响,揭示了其成形规律。结果表明：工件顶部平板区Ⅰ区的等效应力、等效塑性应变沿径向突变,且边缘在中后期出现一定的应力集中和变形;斜壁区V区的等效应力、等效塑性应变沿轴向分层分布,沿周向分布均匀,且随着旋轮的进给和道次的增加而逐渐增大,最大值均位于工件端部Ⅳ区。斜壁区V区的壁厚总体呈先减小后增大的趋势,中部过度减薄,工件端部Ⅳ区壁厚达到最大值;壁厚均匀性随旋轮进给比和道次间距的增大呈上升趋势,芯模转速对壁厚影响不显著。实验结果与模拟分析一致,验证了模拟研究的可靠性。     

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。     

旋轮结构对高强钢筒形件流动旋压成形影响规律研究

基于ABAQUS/Explicit平台建立了DP600高强钢筒形件流动旋压有限元模型,获得了旋轮成形角、旋轮圆角半径对壁厚偏差和椭圆度的影响规律,并进行了试验验证。结果表明:壁厚偏差随旋轮成形角的增大而增大、随旋轮圆角半径的增大而减小;椭圆度随旋轮成形角和旋轮圆角半径的增大均呈先减小后增大趋势。最佳的旋轮型面参数组合为:旋轮成形角αρ=25°、旋轮圆角半径rρ=3mm,此时旋压件壁厚偏差为0.045mm、椭圆度为0.16mm。试验验证的结果表明,壁厚偏差的试验值与模拟值的误差仅0.003mm;椭圆度试验值与模拟值误差仅0.01mm。由此可见,所建立的有限元模型及模拟结果具有较高的可信度和准确性。     

强力旋压参数及退火温度对筒形件硬度的影响

为了提高强力旋压连杆衬套的产品质量、使用寿命及可靠性,减少由于机械磨损而产生连杆衬套失效问题,针对不同工艺参数条件下的旋后筒形件硬度,采用单因素试验方法进行分析,研究了减薄率、进给比、旋轮1减薄量及退火温度对旋后筒形件硬度的影响。结果表明:随着减薄率、进给比、旋轮1减薄量的增大,筒形件内外层表面硬度随之增大,但随着退火温度的升高其硬度呈逐渐降低趋势;筒形件轴向表面硬度由底部向口部逐渐增大,径向表面硬度从外向内逐渐递减。     

基于DEFORM-3D的铝合金筒形件旋压成形过程数值模拟

运用DEFORM-3D有限元软件对铝合金筒形件旋压成形过程进行了数值模拟。通过在不同参数下的模拟,得出了一组较优的工艺参数,即:旋压温度为20℃,主轴转速为400r/min,壁厚减薄率为50%,旋轮进给率为0.75mm/r。同时分析了最优化模拟条件下工件变形区的应力、应变状态,即在毛坯与旋轮的接触区,等效应力和等效应变达到最大值。径向方向受到的力是旋压力的主要表现形式。     

基于Simufact的连杆衬套旋压工艺参数的拟研究

以锡青铜连杆衬套为研究对象,利用Simufact软件对旋压过程工艺参数进行了数值模拟.通过对旋轮工作角、旋轮圆角半径、进给速度、减薄率对旋压力和材料流动影响的研究,分析了旋压成形过程中应力和材料变形特点,获得了连杆衬套旋压的成形规律.结果表明:当旋轮工作角选18°、进给速度为3mm/s、旋轮圆角半径为6mm、减薄率为32.7％时是合理的.模拟分析结果为旋压工艺设计和优化提供了指导.     

无缝气瓶收口热旋压成形过程的数值模拟及分析

通过MSC.Marc有限元分析软件模拟气瓶收口热旋压的成形过程,分析了在不同温度和进给率下管坯壁厚、等效应变速率、应力及旋压力的变化规律.结果表明:径向旋压力与总旋压力很接近,导致管坯周向受压,壁厚在不同区段出现程度不同的减薄和增大;随着旋压温度和旋轮进给率的增加,管坯起旋点处单元壁厚减薄增加,直壁和口部单元的壁厚增厚...     

旋压式无心轴托辊缩颈旋压力的试验研究

在整体旋压式无心轴托辊管体的缩颈旋压过程中 ,旋压变形力对旋压成形有着重要作用 ,本文采用变形材料均一、各向同性以及变形前后材料体积不变的原则 ,推导出旋压力的公式并给出了估测旋压力的简化公式。根据无心轴托辊管体缩颈旋压的特点 ,通过试验检测的旋压力值与估测值接近 ,证明此简化公式在工程应用上非常简单方便 ,并且能够满足要求。     

旋压技术现状

旋压是先进制造技术的重要组成部分,也是应用潜力很大的制造工艺方法。通过介绍旋压技术发展概况,简述旋压加工的基本特征,以及旋压产品、工艺、设备的发展水平,旨在推广应用旋压技术,促进国民经济和国防科技工业的发展。     

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.     

封头无胎冷旋压机的热旋改进设计及性能分析

针对厚壁封头冷成形工艺难以实施,废品率较高的实际状况,在一步法无胎冷旋压机上进行了研究和探索,通过将其改装成冷、热旋封头成形机,摸索出适宜的热旋工艺参数,分析了系统的动态性能,拓宽了旋压机的生产能力,提高了成形效率.改进具有投资少,制造周期短的特点,并可实现一机多用的经济效果.     

成形工艺参数对倾斜类管件正旋时旋压力的影响规律研究

采用有限元分析软件MARC,基于三维弹塑性有限元理论建立有限元模型,实现了对倾斜类管件旋压成形过程的数值模拟,阐述了倾斜管件正旋时旋压力的变化特征,探讨了工艺参数对旋压力的影响规律,研究结果为工艺参数的确定及优化提供了依据。在理论分析的同时,进行了倾斜类管件旋压成形工艺试验,模拟结果与工艺试验吻合较好。     

筒形件强力旋压新技术--浮动芯模法

提出了一种新的旋压方法－浮动芯模法。该方法采用的芯模长度尺寸较小,两端不固定加工,制造和安装非常容易。由于该方法是采用旋轮不动,工件做轴向运动,故解决了正旋所带来的工件扭曲的问题。此法用于加工长管类件,更显示出它的优越性,对改善管类件的加工具有重要的意义。     

旋压技术基本原理的研究现状与发展趋势

本文从普通旋压和强力旋压两方面综合阐述了旋压加工技术的研究进展 ,并对其今后的研究方向与研究重点进行了探讨     

薄壁内外齿杯形件多轮行星旋压成形

针对内外齿结构杯形件现行工艺中存在的材料利用率低、力学性能低等问题,提出了一种新型的成形工艺方法。利用有限元与试验相结合的方法,对这种新型成形工艺的机理进行研究,分析了内外齿杯形件的旋压成形特点,研究了内齿、外齿以及侧壁区域的残余应力、等效应变分布规律,预测了缺陷最易出现的区域,利用有限元仿真确定工艺参数,并进行了工艺试验。结果表明:在成形的起始位置处,坯料的外齿区域因受拉而最容易产生断裂缺陷,内齿区域的外侧金属受三向拉应力而发生变形,是产生裂纹缺陷的另一个主要位置;内、外齿旋压件的变形在圆周方向上呈现周期性。     

Process factors influencing spinning deformation of thin-walled tubular part with longitudinal inner ribs

As a successively and locally plastic deformation process, ball backward spinning is applied for the purpose of producing thin-walled tubular parts with longitudinal inner ribs. By simplifying ball backward spinning as forward extrusion mechanics model, slab method is used in order to solve spinning force. Based on plastic mechanics, the influence of the process parameters involved on formability of inner ribs as well as the quality defects of spun parts is analyzed so as to present an approach to acquire the desired parts. The quality of inner ribs is one of the critical tasks in obtaining the desired spun workpieces and the height of inner rib depends greatly on spinning material,ball diameter, feed ratio, and wall thickness of tubular blank. The knowledge of the influence of process variables such as ball diameter, feed ratio, and wall thickness of tubular blank on the spinning process is essential to prevent the quality defects of the spun parts and obtain the desired spun parts.     

旋压成形技术和设备的典型应用与发展

阐述了金属旋压成形技术和设备在各个主要领域的应用与发展.详细介绍了筒形件、锥形件、封头、车轮毂、无缝整体气瓶、各式带轮、带内外纵向齿筒体、波纹管、异型件等的旋压工艺技术方案.对旋压设备的关键装置动力系统、导轨、旋轮及旋轮架等进行了介绍,并对专用轮毂旋压机、带轮旋压机、气瓶热收口旋压机、封头旋压机等先进旋压设备的应用进行了阐述.提出了旋压技术中值得探讨的表面粗糙度、高转速旋压等问题.对目前国内外旋压技术和设备的技术水平进行了对比,对今后旋压技术和设备的发展进行了展望.