旋壓成形旋輪工作狀態(tài)數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、旋壓是一種先進(jìn)的塑性加工成形技術(shù)，廣泛應(yīng)用于航空航天、軍工生產(chǎn)、機(jī)械工程以及日用品生產(chǎn)等行業(yè)中，具有變形力小、節(jié)約原材料、制品強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。近年來，國內(nèi)許多學(xué)者對旋壓技術(shù)進(jìn)行了研究，主要集中于工藝方法對旋壓制品質(zhì)量的影響，而對旋輪工作狀態(tài)的研究較少。因此，本文基于彈塑性力學(xué)理論，采用有限元方法研究了旋輪在旋壓過程中的力學(xué)行為和磨損機(jī)理，并對鋁合金錐形件旋壓進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
　　采用有限元分析軟件 DEFORM-3D，對鋁合金錐形件

2、的變薄旋壓工藝進(jìn)行了有限元模擬。利用二步法，先建立了錐形件旋壓過程有限元模型，對旋壓過程進(jìn)行了模擬，得到了旋輪的受力數(shù)據(jù)；然后建立了旋輪受力模型，將第一步所得的受力數(shù)據(jù)施加于旋輪上，分析旋壓過程中旋輪的受力狀態(tài)。并對比了不同減薄率和旋輪進(jìn)給速率下旋輪的應(yīng)力和變形量的變化規(guī)律；結(jié)果表明，減薄率對旋輪最大應(yīng)力和最大變形量的影響較為顯著且呈正相關(guān)性；旋輪進(jìn)給速率與旋輪最大應(yīng)力和最大變形量之間并非正相關(guān)關(guān)系。
　　建立了旋輪的磨損模型，對

3、旋輪在旋壓過程中的磨損情況進(jìn)行了模擬。分析了旋輪工作面上磨損帶的演化過程。對比了旋輪在不同初始硬度、摩擦系數(shù)以及旋輪進(jìn)給速率下的最大磨損量，分析了旋輪在不同工況下的磨損形式的變化規(guī)律；結(jié)果表明提高旋輪的初始硬度、降低摩擦系數(shù)可以顯著減小磨損量，在一定范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)整旋輪進(jìn)給速率也可以有效降低旋輪的最大磨損量。
　　采用數(shù)控旋壓實(shí)驗(yàn)平臺成功旋壓出了鋁合金錐形件，通過對比旋壓實(shí)驗(yàn)過程中采集的旋輪載荷數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值