雙錐形件同時(shí)旋壓成形的工藝研究.pdf

1、錐形件是一種常見的薄壁回轉(zhuǎn)體零件，它被廣泛應(yīng)用于航空、軍工、車輛、建筑及日常生活等各個(gè)領(lǐng)域，其傳統(tǒng)的加工方式有拉深、擠壓以及剪切旋壓，但上述方法生產(chǎn)效率低、模具損耗大。研究人員在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上提出了雙錐形件同時(shí)旋壓成形的新工藝，該方法一次旋壓出兩個(gè)錐形件，將生產(chǎn)效率提高了一倍，且加工時(shí)平衡了旋輪所受的軸向力，提高了旋輪的使用壽命。本文采用數(shù)值模擬的手段，對(duì)新工藝展開了研究，制定并改進(jìn)了成形工藝，分析了成形機(jī)理，優(yōu)化了工藝參數(shù)，提高了產(chǎn)

2、品的成形質(zhì)量。
　　首先基于ABAQUS軟件平臺(tái)建立了雙錐形件同時(shí)旋壓成形的彈塑性實(shí)體單元模型，包括一至三道次的旋壓成形、道次間的退火和成形結(jié)束后的回彈過程。結(jié)合工藝特點(diǎn)展開實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了雙錐形件同時(shí)旋壓成形工藝的可行性。
　　然后研究了第一道次旋壓成形的應(yīng)力、應(yīng)變場(chǎng)分布與變化特點(diǎn)。分析了板坯厚度對(duì)成形質(zhì)量的影響，發(fā)現(xiàn)中等厚度(4mm左右)板坯在旋壓成形時(shí)出現(xiàn)各種缺陷的可能性較小，可旋性良好。采用正交試驗(yàn)研究了工藝參數(shù)對(duì)第一道

3、次旋壓成形質(zhì)量的影響，結(jié)果表明：旋輪成形面角度對(duì)成形質(zhì)量的綜合影響最顯著，其次是徑向進(jìn)給速度和主軸轉(zhuǎn)速，摩擦系數(shù)對(duì)其的影響最不顯著；較小的旋輪成形面角度和摩擦系數(shù)，中等的徑向進(jìn)給速度以及較大的主軸轉(zhuǎn)速有利于提高第一道次旋壓成形的質(zhì)量。
　　接著研究了旋輪形狀對(duì)各道次成形質(zhì)量的影響，發(fā)現(xiàn)第一道次采用直線+漸開線型旋輪，第二道次采用漸開線型旋輪，第三道次采用直線型旋輪可以提高錐形件的成形質(zhì)量，降低成形難度。針對(duì)后處理二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了錐

4、形件貼模性場(chǎng)變量的輸出，并計(jì)算出了錐形件回彈前后的貼模率，為評(píng)判錐形件的成形質(zhì)量提供了依據(jù)。采用單因素分析法研究了工藝參數(shù)對(duì)錐形件終成形質(zhì)量的影響規(guī)律，結(jié)果表明：延長(zhǎng)旋輪后續(xù)作用時(shí)間，適當(dāng)提高主軸轉(zhuǎn)速，采用較小的進(jìn)給速度及較大的摩擦系數(shù)能提高錐形件的成形質(zhì)量。
　　最后結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和多目標(biāo)遺傳算法，對(duì)旋輪后續(xù)作用時(shí)間、主軸轉(zhuǎn)速、旋輪徑向進(jìn)給速度及摩擦系數(shù)這四個(gè)工藝參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化，找到了滿意的工藝參數(shù)組合，提高了錐形件的尺寸精度，降