曲面构件外环约束无模旋压新工艺

为了有效解决大径厚比曲面构件在传统旋压过程中出现的法兰起皱失稳缺陷以及减少生产模具带来的高昂成本,提出了外环约束无模旋压新工艺,并分析了该工艺成形的基本原理。运用合适的工艺窗口,采用多道次逐次逼近的旋压方式得到目标成形件,并对目标件的壁厚均匀性和轮廓精确性进行实验研究。分析表明:在加工过程中,不同的旋轮轨迹路径会导致成形件的中心下沉缺陷;而加载合适的旋轮轨迹得到的目标成形构件的壁厚遵循中心较厚,边缘较薄的分布规律,沿成形件母线上的各点的实际壁厚均位于理论壁厚上下限之内,壁厚均匀性良好且无明显缺陷。

薄壁曲面构件旋压成形工艺

由于薄壁大径厚比曲面构件法兰的弱刚性,旋压成形中极易出现法兰起皱失稳缺陷。运用能量守恒原理推导出薄壁曲面构件法兰起皱临界条件,提出了法兰结构强化旋压新工艺。利用MSC. Marc有限元分析软件,建立法兰结构强化旋压成形有限元模型,并通过仿真数据对比分析了有无施加法兰结构强化工艺之间的周向应力及径向应力,验证了法兰起皱临界条件的正确性。研究表明,采用法兰结构强化旋压新工艺,最大周向应力值明显降低,最大径向应力值无明显变化。旋压实验表明,曲面构件法兰强化旋压工艺能有效抑制曲面构件法兰起皱失稳。

2250mm薄壁封头外环约束无模旋压的壁厚精度

针对薄壁封头在传统中心约束旋压过程中出现的壁厚不均匀性问题,构建了2250mm大型薄壁封头外环约束无模旋压的1∶1三维有限元模型。研究了进给率和旋轮圆角半径对旋压件的壁厚精度影响规律。研究表明,在第一道次剪切旋压中,小的进给率和圆角半径对目标构件的壁厚精度有利,在后续扩径旋压中,进给率和圆角半径越大,壁厚均匀性越好。同时,采用通过模拟仿真得到的最优工艺参数,在外环约束无模旋压平台上成功旋制出了2250mm大型薄壁封头构件。采用超声波测厚仪测量成形件沿母线方向的壁厚,其壁厚波动规律与仿真结果基本一致,且壁厚均匀性良好。