异型薄壁壳体强力旋压三维有限元模型的建立

基于ABAQUS/Explicit平台,在解决建模过程中有关旋轮定位、旋轮运动轨迹确定、连续变壁厚坯料壁厚定义的实现等关键问题的基础上,建立了异型薄壁壳体强力旋压三维弹塑性动态显式有限元模型。基于该模型研究发现:在成形过程中后期,旋轮前方易于出现金属堆积,从而使后方材料拉薄,尤其是靠近工件口部的部位壁厚剧烈减薄。提出了通过控制坯料局部厚度和旋轮与芯模间间隙的方法来改善成形过程中金属堆积和壁厚过度减薄现象。     

基于正多边形截面薄壁零件旋压成形质量研究

基于新型非圆旋压成形方法,讨论正多边形零件旋压成形的旋轮对零件轮廓的成形轨迹方程。以等边三角形截面以及正五边形截面的旋压为例,研究新型非圆旋压成形方法在旋压过程中的主轴转速、旋轮进给比和道次三项工艺参数对正多边形截面旋压件壁厚差的影响。应用有限元软件进行仿真分析,根据仿真结果分析正多边形旋压件的壁厚分布规律,即正多边形旋压件的壁厚呈周期性分布,最大壁厚发生在正多边形旋压件的圆角处。采用Box-Behnken实验设计方法设计仿真实验,根据仿真数据对零件的壁厚差进行方差分析,建立了关于壁厚差的预测模型并对其进行优化,最后进行多组仿真研究用来验证模型准确性。结果表明主轴转速、旋轮进给比、道次对正多边形零件壁厚差的影响显著,主轴转速与壁厚差呈正相关,而进给比壁厚差呈负相关,道次对壁厚差的影响先减小后增加。     

浅析多楔带轮旋压成形工艺优化

多楔带轮在旋压成型工艺过程中，旋轮容易出现黏结、磨损、轮齿断裂、齿根和齿面开裂、R圆角塌陷等缺陷。上述缺陷的形成很大程度上是因为旋轮在成形过程中承受了较大的成形载荷，从而导致旋轮发生严重的磨损甚至破裂，不仅影响零件的成形质量，也降低了模具的使用寿命。尤其是齿形旋轮受损更严重。因此，有必要对多楔带轮旋压工艺中的齿形成形进行工艺优化，以达到降低齿形旋轮所受载荷、提高旋轮使用寿命的目的。本文采用正交试验方法，然后结合有限元软件对各组试验进行模拟，从而获得一组最优方案：主轴转速为500r/min，旋轮进给速度为0.5mm/s，旋轮直径为220mm，并用物理试验验证了最优方案的合理性与再现性。并将该最优方案在旋压机上进行试验验证，旋制出了满足产品质量要求的多楔带轮。     

超半球壳体多道次拉深旋压工艺研究

针对1060超半球壳体基于板坯多道次拉深旋压进行成形性分析,提出两模法和两轮法的旋压成形试验方案,并设计不同旋压试验方案的芯模和旋轮工装.通过MC2000型数控录返旋压机,分别采用R13、R20和R25、R8不同圆角半径的圆弧式旋轮对1060板坯进行两模法和两轮法的多道次拉深旋压成形试验.两模法旋压毛坯件的凸缘边减薄严重,成形效果差;两轮法旋压采用R25旋轮4道次快速进给,R8旋轮4道次中低速精整旋压的旋压工艺,其旋压件贴模度高,成形效果好.试验结果表明:两轮法旋压工艺能实现板坯经多道次拉深旋压成形为超半球壳体.通过降低芯模转速,调整进给比和降低道次减薄率,可以消除旋压成形过程中出现的反挤、波纹和起皮等缺陷.     

工艺参数对薄壁锥形旋压件凸缘平直度的影响

基于Simufact.Forming软件,建立了平板坯料强力旋压的有限元模型,对带平直凸缘的锥形薄壁旋压件的成形过程进行了模拟,并以基于最小二乘法的平面度误差作为凸缘平直度的评价指标,采用单因素试验设计方法,获得了芯模转速、旋轮进给速率、旋轮圆角半径以及旋轮安装角对锥形薄壁旋压件凸缘平直度的影响规律。研究表明:凸缘平直度随着芯模转速的增大而提高,但当芯模转速增大到一定值以后,凸缘平直度不再随其变化;增大旋轮进给速率,凸缘平直度呈降低趋势;旋轮圆角半径和旋轮安装角对凸缘平直度的影响较为复杂,凸缘平直度随其增大而呈现先提高后降低的趋势。依据仿真结果选取较优的工艺参数进一步进行仿真,相比其它各组仿真模拟,得到的凸缘平面度误差值最小。     

旋压件的成形质量及其控制参数

本文着重讨论了旋压件成形质量的影响因素,工艺选择以及控制方法。研究结果表明,为了得到质量良好的旋压件,除了要控制好减薄率、主轴转速、芯模和旋轮之间的间隙,迸给比、旋轮安装角、旋轮圆角半径等关键参数外,还必须要注意旋压湿度、毛坯厚度、旋压道次与热处理等问题。     

喇叭口支撑墩旋压成形加工

针对喇叭口支撑墩产品零件因变壁厚而导致用常规方法成形加工困难的状况,给出了一种用料省、投入少、产品美观、经济效益好的方法:旋压成形加工.阐述了旋压成形加工的工艺分析、工艺准备和工艺过程.从旋压设备、芯模、仿形板旋轮、毛坯材料、芯模间隙和润滑等方面做了相应讨论和描述.确认用旋压完成喇叭口支撑墩成形加工,企业可获得很高的经济效益,值得推广.     

多V型皮带轮旋压成形过程的有限元分析

基于动力显式有限元软件,以电磁离合器皮带轮为侧,开展了两个工序的旋压成形工艺的数值模拟,研究了旋压成形过程中材料变形情况,对成形件的应力应变分布进行了分析。模拟结果表明：采用旋压成形工艺,通过设置合理的进给量、芯模转速等参数,成形出的零件不仅形状和尺寸满足要求,而且芯模和旋轮所受载荷不大,旋轮最大载荷为540kN,芯模最大载荷为19kN。该研究对旋压带轮的非线性有限元分析和实际生产中设备的选择具有一定的参考和实用价值。     

钛合金薄壁壳体强旋热力耦合有限元分析

钛合金薄壁壳体强力热旋是一个多因素耦合作用下的复杂成形过程.合理的有限元模型建立是获得该成形过程中温度场、应力场和应变场等信息的关键,从而为揭示其成形机理、合理选择工艺参数和提高成形质量提供依据.在合理地施加温度边界条件模拟外加热源,并考虑各种热效应的基础上,基于通用有限元软件ABAQUS的dynamic、temp-disp和explicit模块建立符合实际的钛合金薄壁壳体强旋热力耦合三维弹塑性有限元模型,分析TA15钛合金薄壁壳体热旋过程中温度场、应力场、应变场和壁厚的分布及旋轮圆角半径对贴模性能的影响.结果表明,摩擦生热和接触换热的作用使在旋压区沿厚度方向形成较大的温度梯度,产生明显的不均匀变形;等效应力最大值前期大多在圆角过渡区,后期大多在旋轮与板料接触区,且后期板料表面出现应力集中;越靠近零件口部,不贴模趋势越明显;随着旋轮圆角半径减小,贴模性能越好.     

尾顶座工装对超半球壳体多道次拉深旋压的影响

设计了超半球壳体基于板坯多道次拉深旋压成形的芯模、旋轮和尾顶座等工装,并针对套轴式尾顶座和内孔定位式尾顶座进行了旋压工艺试验。结果表明,增大尾顶座型面顶部圆弧,增加平面过渡段和圆弧过渡段,可避免旋压工件顶部撕裂;降低芯模转速,调整进给比和降低道次减薄率,能够消除旋压成形过程中的旋压反挤和波纹缺陷。     

旋轮与芯模之间的间隙对锥形件强力旋压的影响

通过分析锥形件强力旋压时旋轮与芯模之间的间隙对旋压过程的影响。分析找出合适的偏离值以及减小不利影响的措施。     

工艺参数对平板毛坯普旋成形的影响规律

基于ABAQUS/Explicit平台建立了符合实际的普旋三维仿真模型,利用此模型对平板毛坯普旋成形过程进行了模拟,研究了旋轮进给率、旋轮圆角半径、旋轮入旋角、板料厚度4个关键参数对平板毛坯普旋(第一道次)成形过程及旋压件质量的影响。结果表明:入旋角对板料的壁厚变化有较大的影响;旋轮圆角半径和板料厚度仅对板料的壁厚减薄率影响较大,对板料的壁厚增厚率影响很小;当旋轮进给率的值较小时,旋轮进给率对普旋成形过程影响不大。基于以上研究,最后得到了合理的工艺参数取值。     

钽钨合金球面圆盘旋压仿真研究

本文主要针对钽钨合金球面圆盘零件进行旋压成形模拟仿真,采用有限元分析软件对旋压过程进行了模拟仿真,得到了旋压成形过程中应力应变云图,以旋压后的零件壁厚差为分析目标,得到了旋轮进给率、旋轮半径及旋轮工作角对壁厚差的影响规律,应用仿真所得的工艺参数进行了旋压实验,实验结果与仿真结果吻合,表明通过采用模拟仿真的方法和手段,能够对实际旋压加工起到指导作用。     

四边圆角形截面筒形件的旋压成形方法研究

基于导杆机构运动原理,提出了一种四边圆角形截面筒形件的旋压成形方法,运用高副低代的转化方法,建立了四边圆角形截面筒形件旋压成形过程中旋轮运动轨迹的数学模型,得到了旋轮及零件的机构运动关系;同时,对成形过程中旋轮运动轨迹进行仿真与计算,分析了旋轮个数与轮盘尺寸对旋压成形过程的影响;得出成形过程中有利于零件成形质量及改善轮盘速度波动情况的轮盘尺寸与旋轮数量,为四边圆角形截面筒形件的加工工艺研究提供了理论基础.     

强力旋压机的退让量

强力旋压机通常采用液压随动系统控制旋轮按样板作仿形运动,见图1。旋压开始前,工件毛坯尚未装上时就要调整机床:由样板控制旋轮作空负荷仿形运动,预调定旋轮与模胎之间的间隙为t′。然后,将厚度为t_0的毛坯送入,旋压成厚度为t的工件。实测工件壁厚得知,t>t′,即工件壁厚比预留的间隙增大了。其差值δ=t—t′即为旋轮受旋压力作     

筒形件强力旋压中胀径问题

在旋压加工中,影响筒形工件胀径和精度的因素很多,例如工艺参数的选择;旋压机的结构型式、精度和刚度;坯料的材质、壁厚差的大小以及它与芯模的配合间隙;芯模的精度和硬度及其安装精度;加工过程中的冷却状况等。筒形件强力旋压因工艺参数选择不佳而胀径、尺寸超差,是影响成品率的主要原因。     

旋压成形带内筋筒形件的工艺研究及数值模拟

针对旋压成形带内筋筒形件的工艺进行试验研究和数值模拟.依据实际试件的尺寸及成形情况对边界、接触、摩擦以及空间运动等条件进行确定.建立三维有限元数学模型,分析在不同壁厚减薄率和旋轮进给率等工艺参数下内筋的成形情况和应力、应变及旋压力的变化规律.对试件在成形试验时出现的表面剥离、裂纹等缺陷进行预测和初步分析,可提高工作效率并降低研发成本,为进一步深入研究带内筋筒形件旋压工艺的成形机理和变形特点打下了良好基础,为优化工艺参数提供了有效方法和可靠依据.     

筒形件强力反旋的数值模拟及旋压力分析

以大型非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA为分析平台,通过对18种几何尺寸和参数不同的筒形件三旋轮强力反旋旋压过程的三维动态模拟,得到了它们的旋压力以及旋压力随不同减薄率,旋轮进给量,旋轮圆角半径,旋轮成形角,旋轮直径和毛坯内径的变化曲线.分析结果表明:随着减薄率、旋轮进给量、旋轮圆角半径的增加,旋压力各分力基本呈上升趋势.随着旋轮成形角、旋轮直径和毛坯内径的增加,旋压力各分力均呈非线性变化,但变化均不大.总之,减薄率、旋轮进给量、旋轮圆角半径对旋压力的影响较明显,而旋轮成形角、旋轮直径和毛坯内径对旋压力的影响较小.另外,随着上述各影响因素的变化,旋压力的轴向分力、切向分力与径向分力的比值基本保持不变.     

基于Deform的椭圆筒形件旋压成形数值模拟

应用Deform 3D软件建立单旋轮椭圆筒形弹塑性有限元模型,通过设置旋轮绕旋轮轴自转、绕芯模主轴公转和沿芯模主轴方向偏移的运动,合成了椭圆筒形件运动轨迹。采用Dynaform软件反求毛坯尺寸,通过有限元模拟,获得了椭圆筒形件旋压过程中应力应变的分布规律,分析了毛坯形状对成形过程的影响。结果表明:旋压对已加工区的影响很小,并不易在后面即将加工的区域产生材料的堆积,最大等效应力变化不大;椭圆长径过渡到椭圆短径的区域内周向形状不均匀最显著,该区域内等效应变大;椭圆筒形件的旋压在实际生产过程中可以采用Dynaform反求出的毛坯为基础,根据具体情况进行修改和完善。     

TP2管材三维自由弯曲回弹及优化研究

回弹是金属管材在弯曲成形过程中无法避免的现象，它的存在降低了管材的成形质量。以外径12mm，壁厚1.5mm的TP2管材为研究对象，采用显式分析弯曲过程，隐式分析回弹过程。结合有限元数值模拟和实验，通过单因素分析法，探究弯曲模圆角半径和管材与导向机构间隙的变化对管材弯曲回弹的影响规律，分析参数的最优取值以优化管材弯曲成形过程。结果表明：回弹角在弯曲模圆角半径为2mm，管材与导向机构间隙值为0.3mm时最小。优化后的管材回弹角均小于2°，壁厚减薄率均小于2%，模拟结果与实验结果十分接近，优化后的管材成形质量较高。