不銹鋼管材滾珠旋壓數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、滾珠旋壓是一種連續(xù)的局部多點(diǎn)塑性成形工藝，成形區(qū)域相對(duì)較小，力學(xué)載荷較小，在封閉的工作模腔內(nèi)用多個(gè)滾珠代替了強(qiáng)力旋壓中的少數(shù)旋輪，滾珠的數(shù)目較多并分布均勻，有利于成形小直徑精密薄壁筒形件，主要應(yīng)用于航空航天、機(jī)械、軍工和民用工業(yè)。目前的實(shí)際生產(chǎn)中，滾珠旋壓工藝參數(shù)的選擇主要依靠經(jīng)驗(yàn)，缺乏系統(tǒng)深入的理論研究。本文針對(duì)滾珠旋壓工藝參數(shù)難于把握的現(xiàn)狀，以實(shí)驗(yàn)研究和有限元數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對(duì)該工藝進(jìn)行了研究，揭示了該工藝的基本成形規(guī)律，為工

2、程應(yīng)用提供可靠依據(jù)。 本文從理論上對(duì)于滾珠旋壓過程的力學(xué)分析作了研究，通過建立簡(jiǎn)化的力學(xué)模型和假設(shè)條件，得出滾珠旋壓時(shí)切向、軸向和徑向的作用力之間的關(guān)系式F<,θ><<。并根據(jù)滾珠旋壓所特有的剝皮效應(yīng)，結(jié)合減薄率力學(xué)模型分析了滾珠旋壓時(shí)滾珠直徑極限值，確定了滾珠直徑選取范圍公式D<,鋼球>≈(10～15)t<,管>，實(shí)現(xiàn)了可以根據(jù)鋼球直徑來選擇成形管件坯料尺寸或根據(jù)原始坯料尺寸來選擇鋼球類型。并將理論結(jié)果

3、與實(shí)驗(yàn)、有限元模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，得到了較好的吻合。 為了掌握滾珠反旋工藝中滾珠直徑、滾珠工作角、滾珠軸向進(jìn)給比、凹模轉(zhuǎn)速、減薄率的優(yōu)化選取規(guī)律以及對(duì)于旋壓后薄壁管件的脹徑量的影響，本文將理論分析與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、數(shù)值模擬相結(jié)合，得出以下結(jié)論：不銹鋼薄壁管形件在滾珠旋壓中較理想的滾珠工作角范圍是180°～20°，減薄率范圍是25％～35％，軸向進(jìn)給比是0.5mm/rev，凹模轉(zhuǎn)速是420r/min～450r/min；還得出脹徑量隨著滾