基于数值模拟的无芯模旋压收口工艺

为深入研究旋压收口成形机理,并为实际工艺过程提供依据,文中建立了单旋轮无芯模旋压收口成形的大变形弹塑性有限元模型,使用有限元分析软件MARC,对旋压收口成形过程进行三维弹塑性有限元模拟.对旋压成形过程的变形机理及应力应变分布的分析结果表明,变形金属在旋轮与毛坯的接触区受三向压应力作用;从已变形区到未变形区,轴向拉应变逐渐过渡为压应变,径向压应变则过渡为拉应变.随着压下量的增加,等效应力增加,径向应力最大值均出现在口部直身以及过渡圆角内壁,最薄区域(拉裂危险截面)出现在过渡圆角位置.有限元模拟结果与实际旋压变形规律吻合良好,为收口旋压成形工艺的制定提供了理论依据.

锥形件无芯模旋压的静态有限元分析

采用有限元数值模拟方法研究了无芯模旋压的几种可能方案及各自优缺点 ,并以锥形件无芯模旋压为代表 ,依据静态隐式有限元法建立了用于分析无芯模旋压的简化模型 .通过有限元分析 ,得到了锥形件无芯模旋压时的位移场、壳体中面上的经向应力场、纬向应力场、等效应力场、塑性区分布和主应力场 .模拟结果与实验相符 ,表明所建立的有限元模型能够正确反映无芯模旋压的实际工艺 .

无芯模缩径旋压力的有限元数值模拟及试验研究

文章借助商用有限元分析软件MSC.MARC,对单旋轮无芯模旋压成形过程进行了三维弹塑性有限元模拟,对旋压过程中几个关键工艺参数与变形力之间的关系进行了研究;采用电测方法测定了旋压加工过程的旋压力,分析了旋压力曲线的变化特征及不同工艺参数对旋压力的影响。结果表明,在起旋时由于旋轮与工件接触时的冲击作用,旋压力曲线出现较大波动;在圆弧与直壁过渡部位出现旋压力最大值;在终旋段,旋压力曲线平稳下降。旋压力随压下量、进给比、旋轮圆角半径的增加而增加;3个旋压分力之间存在着如下关系:径向分力>轴向分力>切向分力。模拟结果与试验结果吻合良好。

基于环向应变的多道次无芯模旋压变进给比成形方法

为提高无芯模旋压成形质量,引入变速成形技术,提出变进给比旋压成形方法.该方法的关键为获取与旋轮轨迹相适应的进给比设计方案,使成形时间与成形量相匹配,从而保证坯料充分成形.针对道次进给比设计,根据各道次平均环向应变量进行成形时间道次间分配,提出有利于提高形状精度的"匀速变形原则"和"终道次充分成形原则".针对道次内进给比设计,根据终道次局部环向应变分布情况进行成形时间道次内优化分配,并提出有利于抑制形状误差的"大环向应变充分成形原则".实验结果显示,在总成形时间不变的条件下,采用变进给比方法进行无芯模旋压成形可以将平均形状误差降低约47%,同时更好地保持坯料壁厚,防止坯料过度减薄.

无芯模一步成形机的设计与研究

讨论了用于加工油罐两端的碟形、椭圆形盖板式封头的一种新型无芯膜一步成形机的设计与研究 ,首次在该机上成功地应用了力反馈原理 ,达到了任何瞬间啮合点同步效果 ,填补了国内空白。

金属无芯模的热旋压数值模拟研究

通过ABAQUS有限元分析软件模拟金属无芯模的热旋压成形过程,分析了在不同温度和进给比下的变形状态。结果表明:金属壁厚在不同区段出现程度不同的减薄和增大;随着旋压温度的提高,最大等效应力在减小,最大等效应变在增加;圆角过渡区域和口部直壁部分径向应变以拉应变为主,所以这两个区域的坯料厚度是增加的;等效应变随着进给比的减小而增大。

薄壁铜管无芯模钢球旋压缩径实验与有限元模拟

通过实验和有限元模拟的方法,研究了薄壁微小型铜管无芯模钢球旋压缩径过程中,铜管的成形特征和应力应变分布。结果表明,随着进给比的增加,已成形表面依次出现金属切向堆积和表面波纹等现象,缩径后铜管壁厚随之增加。旋压缩径后铜管金相组织呈现明显的分层现象,内层稀疏,外层致密,且外表面由于金属流动形成剧烈变形层。等效应力应变均大致呈层状分布,三向主应力均在钢球与铜管接触处达到压应力最大值。

超长圆锥管无芯模旋拉过程的三维数值模拟

在研究旋压和拉拔工艺的基础上,针对难加工的超长圆锥管,结合这两种工艺的各自优点,提出了一种新的冷加工工艺———旋拉工艺,并设计出旋拉联合成形设备。本文基于弹塑性有限元理论,利用大型有限元分析软件ANSYS,建立了旋拉过程的有限元模型,数值模拟结果表明:在旋压和拉拔共同作用下圆管沿径向缩小,轴向应力最大,变形明显且沿轴向伸长。

基于响应面法的无芯模成形精度研究

目的提高无芯模旋压零件的尺寸精度。方法利用双旋轮旋压机床,采用响应面实验优化设计方法,对铝合金零件分别从旋轮进给速度、芯模转速、锥形件的成形角度、坯料与成形件最大开口直径比等方面进行研究,建立其与尺寸精度的预测模型,采用Design-Expert软件对尺寸精度进行回归系数及方差分析,并对此工艺参数进行优化,得到最优化工艺参数。结果在选取的工艺参数范围内,直径比影响最大,成形角度、进给速度、芯模转速无明显影响。当进给速度为50 mm/min、转速为575 r/min、成形角度为30°、直径比为1.2时,尺寸精度偏差达到最小值0.5125 mm。结论旋轮进给速度、锥形件的成形角度和坯料与成形件最大开口直径比对零件的尺寸精度有非常显著的影响,均与尺寸精度偏差呈正相关。芯模转速对尺寸精度无明显影响。最大尺寸精度偏差出现在芯模过渡圆角处和法兰方面。

基于主辅旋轮的曲母线件无芯模旋压成形

无芯模旋压由于不受芯模限制,适合复杂曲母线工件的柔性旋压成形,但仍需一定的辅助支撑,以克服成形形状精度较差的问题。针对主辅旋轮的曲母线件无芯模旋压,运用仿真与实验相结合的方法分析其在有无端部辅助支撑、有无辅助旋轮支撑时的旋压效果,分别对仿真结果的应力、应变、轮廓形状和壁厚分布情况进行了探讨。结果表明,端部辅助支撑有助于提高整体弯折变形效果,辅助旋轮支撑有助于板料局部成形,复合辅助支撑则综合了两者的成形特性,可以得到满足成形质量的工件。另外,通过变进给和首道次预成形直线形状的两道次旋压成形方法,对成形质量进行改善,结果表明两种方法相结合可以明显提高最大减薄率,改善壁厚均匀度。

无芯模旋压旋轮轨迹曲线对其成形精度影响的仿真研究（英文）

研究目的:验证无芯模旋压工艺可行性,同时深入探究此新型工艺机理,研究并获取旋轮轨迹曲线参数化控制及其对于零件成形精度的影响趋势。创新要点:基于贝塞尔曲线实现对于无芯模旋压旋轮轨迹曲线的参数化控制;通过构建包括成形与回弹工艺过程的无芯模旋压仿真模型,研究参数化轨迹曲线对成形件壁厚及形状精度的影响趋势及关系,同时对成形过程变形区应力应变进行了深入探究分析。研究方法:1.基于三次贝塞尔曲线实现对于旋轮轨迹曲线的拟合以及参数化控制(图3);2.利用LS-DYNA软件实现对无芯模旋压成形及回弹工艺综合仿真及其过程、结果数据的提取;3.研究不同参数化轨迹曲线下成形件壁厚及形状精度变化趋势(图12和13),获取量化轨迹曲线对于零件成形精度影响关系(表3),并通过增加实验组验证所获关系模型;4.提取成形过程中及成形后板料变形区应力及应变数据(图14–19),深入探究上述变形机理。重要结论:凹轨迹曲线下,坯料中部出现最大减薄及变形程度,且降低曲线曲率,形状精度提高;凸轨迹曲线下,最大减薄及变形区域出现在坯料后部,且降低曲线曲率,壁厚及形状精度均提高。

跑步机底管无芯双面冲孔模

介绍了一种利用无芯冲模加工管材双面孔的方法，叙述了该类冲模的结构特点和设计时应注意的事项。

铝合金管形件外凹槽的双轮旋压成形工艺

通过双轮无芯模径向旋压方法对铝合金管形件的外表面进行挤压,得到一种带外凹槽的管类零件,并进行有限元数值模拟,研究旋压成形过程中坯料的成形特性及各工艺参数对成形的影响规律。在成形过程中,坯料外表面与旋轮接触区域的两侧会发生材料的堆积现象,形成隆起,坯料凹槽处的材料会向其他区域流动,导致凹槽区域壁厚减小。研究了应力屈服比ξ、进给壁厚比η和初始管状坯料壁厚t0对工件成形质量的影响。结果表明,适中的应力屈服比ξ、较大的进给壁厚比η和较小的坯料壁厚t0有利于工件的成形质量。