環(huán)件冷輾擴(kuò)變形規(guī)律和工藝模擬研究.pdf

1、環(huán)件冷輾擴(kuò)是在室溫下進(jìn)行的連續(xù)局部塑性回轉(zhuǎn)成形工藝，它具有省力、節(jié)能、節(jié)材、生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量好等顯著特點(diǎn)，是各類小型軸承套圈、齒圈、管接頭及其它環(huán)件精密制造新工藝。 本文通過ABAOUS/Explicit有限元模擬研究和實(shí)驗(yàn)研究，從靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)方面，深入分析了環(huán)件冷輾擴(kuò)變形基本規(guī)律，研究了殘余應(yīng)力分布規(guī)律，推導(dǎo)出了軋輥的運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)公式，建立了工藝參數(shù)設(shè)計(jì)和優(yōu)化模型，為環(huán)件冷輾擴(kuò)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展提供了理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

2、 基于高精度拉伸試驗(yàn)機(jī)上測得的軸承鋼GCr15的機(jī)械性能，建立了適合于有限元模擬分析的彈塑性本構(gòu)方程。根據(jù)D56G90型冷輾環(huán)機(jī)的結(jié)構(gòu)、軋輥及環(huán)件幾何尺寸、接觸條件、載荷加載、自適應(yīng)網(wǎng)格劃分要求，建立了環(huán)件冷輾擴(kuò)成形三維彈塑性動(dòng)力顯式有限元模型。 應(yīng)用塑性力學(xué)、塑性成形理論和有限元模擬方法，研究了環(huán)件冷輾擴(kuò)鍛透過程塑性區(qū)的分布規(guī)律，導(dǎo)出了基于有限元模擬的環(huán)件冷輾擴(kuò)鍛透條件。研究了環(huán)件冷輾擴(kuò)的咬入條件，得到了摩擦與咬入條件

3、之間的關(guān)系。研究了環(huán)件冷輾擴(kuò)過程中進(jìn)給速度、毛坯尺寸及摩擦對寬展的影響，通過數(shù)值擬合的方法得到了環(huán)件寬展的基本公式，在D56G90型冷輾環(huán)機(jī)上對矩形截面環(huán)件進(jìn)行了開式冷輾擴(kuò)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了寬展模擬研究結(jié)果。 基于有限元模擬和實(shí)驗(yàn)方法，首次進(jìn)行了環(huán)件冷輾擴(kuò)殘余應(yīng)力的研究，得到了深溝球截面環(huán)件冷輾擴(kuò)過程中殘余應(yīng)力變化規(guī)律。 從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度，通過解析計(jì)算和有限元模擬，建立了矩形截面環(huán)件和深溝球截面環(huán)件冷輾擴(kuò)軋輥的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，分析了

4、兩種環(huán)件的直徑變化規(guī)律，首次建立了根據(jù)冷輾擴(kuò)工藝來確定導(dǎo)向輥運(yùn)動(dòng)參數(shù)的一整套設(shè)計(jì)方法；基于不同的進(jìn)給控制模式，建立了相應(yīng)的進(jìn)給速度設(shè)計(jì)方法，分析了進(jìn)給速度對成形的影響，提出了在不同輾擴(kuò)階段采用不同進(jìn)給規(guī)范的設(shè)計(jì)思路。 基于環(huán)件冷輾擴(kuò)過程研究和有限元模擬，設(shè)計(jì)并優(yōu)化了深溝球截面環(huán)件冷輾擴(kuò)中的軋輥參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和毛坯參數(shù)，得到了環(huán)件冷輾擴(kuò)過程中環(huán)件內(nèi)外直徑增長規(guī)律和環(huán)件內(nèi)外圓圓度變化規(guī)律。在D56G90型冷輾環(huán)機(jī)上進(jìn)行了深溝球截面環(huán)