無內(nèi)胎鋼車輪旋壓成型工藝分析研究.pdf

1、國(guó)外的材料加工研究領(lǐng)域里，變截面無內(nèi)胎鋼車輪的旋壓技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，而我國(guó)在此方面的理論研究尚相對(duì)薄弱。本文以有限元理論為基礎(chǔ)，應(yīng)用三維建模軟件UG建立變截面無內(nèi)胎鋼車輪輪輞旋壓成形的三維有限元模型，并通過有限元分析軟件Deform進(jìn)行無內(nèi)胎變截面鋼車輪輪輞整個(gè)成形過程的數(shù)值模擬分析，最終得到了一些準(zhǔn)確且有價(jià)值的結(jié)果。
　　 在實(shí)驗(yàn)過程中，根據(jù)國(guó)內(nèi)外的研究經(jīng)驗(yàn)，建立了變截面無內(nèi)胎鋼車輪的制件圖。因毛坯的尺寸計(jì)算與拉伸工藝一樣，依

2、據(jù)變截面無內(nèi)胎鋼車輪的輪廓尺寸，按工件的體積不變?cè)瓌t，求出毛坯直徑，并計(jì)算出筒形坯的體積為2904630mm3，即形狀尺寸￠518mm*9mm*200m。并以此設(shè)計(jì)出的坯料尺寸可設(shè)計(jì)出成型模具的輪廓尺寸，如旋壓輪和芯模的模型。將在三維建模軟件UG中設(shè)計(jì)好的旋壓輪、芯模和坯料模型導(dǎo)入到有限元分析軟件Deform中進(jìn)行數(shù)值仿真模擬。加工過程中，芯軸帶動(dòng)毛坯旋轉(zhuǎn)，旋壓輪在自轉(zhuǎn)的同時(shí)，繞芯軸旋轉(zhuǎn)，且作徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，徑向進(jìn)給23.5mm，成形出變

3、截面無內(nèi)胎鋼車輪的輪廓。
　　 通過數(shù)值仿真模擬，分析變截面無內(nèi)胎鋼車輪輪輞成形時(shí)的坯料金屬流動(dòng)規(guī)律和應(yīng)力分布以及對(duì)材料性能的影響，反復(fù)試驗(yàn)獲以獲得合理的工藝參數(shù)，可得到如下實(shí)驗(yàn)結(jié)論。在芯模轉(zhuǎn)速為400r/min，旋壓輪轉(zhuǎn)速為1rad/sec，芯模和坯料間的摩擦系數(shù)為0.7，旋壓輪和坯料間的摩擦系數(shù)為0.1左右時(shí)的加工工藝條件下，冷璇出的變截面無內(nèi)胎鋼車輪輪輞成型制件的質(zhì)量好，無褶皺和端部參差不齊等缺陷出現(xiàn)。當(dāng)芯模轉(zhuǎn)速過高或過低