多楔带轮旋压工艺参数优化研究

针对多楔带轮旋压过程中成形质量较差和旋轮寿命较低的问题,以东安513型发动机多楔带轮为研究对象,基于Deform平台对冷轧钢板08Al多楔带轮成形过程进行数值仿真,通过筛选旋压工艺参数,确定设计变量,并分析主轴转速、旋轮进给速度和旋轮半径对毛坯等效应力、旋轮成形载荷的影响;基于Design-Expert软件对旋压过程的各设计变量以多目标遗传优化算法进行优化设计,并通过试验验证了有限元仿真的可靠性。经过优化后,成形后的带轮等效应力减少了39 MPa,旋轮所受成形载荷减小了10.64%。     

发动机减震器带轮内筒的铲旋成形模拟及试验

针对发动机减震器带轮内筒成形,提出一种新的旋压工艺——铲旋技术。利用DEFORM建立三维刚塑性力学模型,以旋轮转速、进给速度、圆角半径和直径为优化参数,成形载荷为优化目标,设计正交试验,对发动机减震器带轮内筒的铲旋成形进行有限元模拟,并提取成形载荷曲线进行分析。在CDC-S400旋压机上进行试验,并对数值模拟结果加以验证。研究结果表明,旋轮进给速度对成形载荷影响最大,直径影响最小;工艺参数优化后,最大成形载荷明显下降。     

对轮旋压的正交试验数值模拟

为研究对轮旋压工艺参数对壁厚差及扩径量的影响,根据对轮旋压的工艺特点并结合有限元平台ANSYS软件,对筒形件旋压过程进行数值模拟,建立了三维有限元模型。采用正交试验法对对轮旋压成形工艺参数进行分析,获得了影响壁厚差和扩径量的因素主次顺序。研究结果表明,对轮旋压成形过程中,影响旋压件壁厚差因素的主次顺序为:减薄率进给比旋轮圆角半径;影响旋压件扩径量因素的主次顺序为:减薄率旋轮圆角半径进给比。     

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.     

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。     

基于田口方法的筒形件强力旋压参数优化

强力旋压工艺参数的选取对筒形件的成型精度和质量有着很大的影响。选择进给率、主轴转速、旋轮成形角为试验因素,以旋轮所受的最大三向力和壁厚均值为评价指标,设计正交试验并对试验数据进行分析。采用田口方法对筒形件强力旋压工艺参数进行优化。结果表明,影响轴向力和切向力的主次顺序都为:主轴转速>旋轮成形角>进给率;影响径向力的主次顺序为:主轴转速>进给率>旋轮成形角;影响壁厚精度的主次顺序为:进给率>主轴转速>旋轮成形角。得到的优化参数组合是进给率为0.3 mm/res,主轴转速为300 rpm,旋轮成形角为20°。     

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。     

基于Forge的皮带轮旋压成形仿真分析

分析了某型皮带轮的旋压成形原理,运用有限元软件Forge建立了皮带轮旋压成形仿真分析模型,对其在不同旋压时间下的成形形状、等效应力、等效塑性应变及材料分布特性进行了仿真。结果表明:随着旋压不断进行,高速旋轮不断对皮带轮毛坯进行挤压,皮带轮槽逐渐成形;等效应力及等效塑性应变逐渐增加,最大值基本分布在轮槽上,工艺参数对皮带轮旋压成形材料分布均匀性影响较大。     

锥形件柔性旋压成形质量的研究

柔性旋压是一种新型的无模、快速旋压成形工艺，本文分析了锥形件柔性旋压时出现质量问题的主要原因，并对内旋轮施加于毛坯上的夹紧力G、旋轮进给比f、外旋轮圆角半径γ0等工艺参数对成形质量的影响进行了理论分析和试验研究，给出了避免产生成形质量问题的优化成形工艺参数范围。     

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.     

旋轮参数对铝合金分形旋压的影响规律

铝合金分形旋压是一个复杂的多因素耦合影响的塑性成形过程,研究其旋轮参数对成形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。基于建立的可靠的铝合金分形旋压三维有限元模型,文章研究揭示了旋轮分形角、旋轮圆角半径、旋轮轴向进给比等旋轮参数对成形过程中的切向拉应力、周向压应力以及成形凸缘的不均匀变形程度和最终壁厚偏差的影响规律。结果表明,增大旋轮分形角,可以消除旋轮前方的金属堆积和降低成形过程中坯料开裂失效的可能性,可以使得成形凸缘的不均匀变形程度减小和成形精度降低;旋轮圆角半径的改变,对消除旋轮前方的金属堆积和降低成形过程中坯料开裂失效的可能性影响并不明显,但增大旋轮圆角半径,可以使得成形凸缘的不均匀变形程度增大和成形精度升高;旋轮轴向进给比的改变,对消除旋轮前方的金属堆积和成形凸缘的成形精度的影响并不明显,但增大旋轮轴向进给比,可以降低成形过程中坯料开裂失效的可能性,可以使得成形凸缘的不均匀变形程度减小。     

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.     

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。     

Plastic deformation behaviors and their application in power spinning process of conical parts with transverse inner rib

By using FE method combined with experimental method, the power spinning processes of conical parts with transverse inner rib under different processing parameters are investigated. It is found that three kinds of typical plastic deformation behaviors, namely, under-filled, full-filled and unstable plastic deformation behavior occur in the forming process; the under-filled plastic deformation behavior has two different deformation modes; clearance between forming roller and mandrel and feed rate of forming roller are the two decisive factors influencing the plastic deformation behavior. Based on the study of plastic deformation behaviors, reasonable range of processing parameters for obtaining desired transverse inner rib is determined. Further, combining with the effects of processing parameters on the degree of inhomogeneous deformation and surface quality of finished spun parts, the rules for selecting reasonable processing parameters in power spinning process of conical parts with transverse inner rib are established for the first time. Then, reasonable values of processing parameters for a given process are determined, and desired spun parts with transverse inner rib are successfully obtained in experiment.     

成形工艺参数对杯形件单道次拉深旋压力的影响

分析了成形工艺参数对杯形件单道次拉深旋压力的影响，试验中所采取的成形工艺参数为：芯模转速n，材料性质、旋轮进给比f、名义拉深系数m以及旋轮与芯模之间的相对间隙C等。研究结果表明，除芯模转速外，其它成形工艺参数都不同程度地对旋压变形力产生影响，而且工件在成形过程中是否产生缩颈，将会影响到旋压力的变化特征。     

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。     

泵轮壳体铲旋变形损伤影响因素分析与工艺优化

针对某泵轮壳体使用过程中的断裂问题,对其铲旋过程进行数值模拟,得到了成形过程中的应力应变场和损伤分布特征,并探讨了裂纹产生的原因。通过对比旋轮的进给速度、下模转速和旋轮切入高度对成形质量的影响,结合圆角处应变、内筒平均应变和成形能量曲线进行分析,得到优化的铲旋工艺参数为旋轮进给速度4.6 mm/s、下模转速300 r/min、旋轮切入高度6.24 mm,泵轮壳体铲旋成形损伤得到改善。     

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。     

成形复杂盘件时辗压工具运动轨迹的研究

在辗压成形中,工具的加工轨迹和姿态决定了工件的最终形状和组织性能.为确定工具加工轨迹的一般设计方法,基于体积不变原理,建立了一个简化分析模型,当盘型件与毛坯尺寸确定以后,利用该模型可以对各辗压遍次的工件过渡尺寸以及盘型件的变形情况进行分析和预测.以某个盘型件的辗压成形为例,计算了辗压过程中辗压工具的进给数据,并据此进行了辗压试验,成形后的盘件尺寸与盘型件的设计尺寸基本吻合,证明了所给出的计算辗压工具进给的方法是可行的.     

Hot shear spinning of cast aluminium alloy parts

A hot shear spinning process of cast aluminium alloy parts was developed to eliminate casting defects and to obtain a desired distribution of wall thickness. The forming load of the shear spinning is comparatively low even for large deformation requisite for eliminating the casting defects. Dendrites and shrinkage cavities in the cast aluminium alloys were successfully eliminated without occurrence of a fracture by the hot shear spinning. Surface cracks around the corner of the mandrel caused by large shear deformation were reduced by decreasing the feed rate of the roller and by increasing the tip radius of the roller. It was found that hot shear spinning is effective in improving the mechanical properties of cast aluminium alloys parts.