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旋压属于无切削连续局部回转成形加工范畴。旋压成形具有瞬问的变形区小,所需总的变形力较小,成形精度高,材料利用率高及模具费用低等特点。三维非轴对称类零件旋压工艺突破了传统旋压技术的范畴,本论文研究课题属于国家自然科学基金项目“三维非轴对称零件旋压成形理论与方法研究”的一部分,主要研究非轴对称类管件旋压成形的数值模拟网格自适应与参数优化技术。
本文在对有限元理论和非轴对称管件缩径旋压工艺进行深入分析的基础上,通过对有限元软件MARC的二次开发,建立了符合实际工艺的非轴对称类管件旋压的三维弹塑性有限元模型,该模型采用子程序实现网格自适应技术,提高了计算精度并保证了计算效率。采用往程旋压方式,利用网格自适应技术,通过非轴对称类旋压的数值模拟与正交试验的结合,研究了主要工艺参数(偏移量、倾斜角、名义压下量、进给比、旋轮圆角半径、旋轮直径)对成形尺寸精度(壁厚偏差、椭圆度和直线度)的影响显著的主次顺序;同时对各工艺参数对尺寸精度指标的影响规律进行了分析,并从金属塑性流动、受力分析、回弹及所受转矩等方面给予了解释;根据影响规律给出了几组较好的工艺参数组合,然后利用灰色决策理论进行了效果测度,分别得到了偏心类和倾斜类的最优参数组合。
在有限元数值模拟的基础上,利用华南理工大学机械工程学院自制的HGPX.WSM数控旋压机床进行了工艺试验。对比了试验结果与模拟结果的误差范围,结果表明,数值模拟的结果是可信的;对成形管件的壁厚偏差和椭圆度进行了研究,试验结果与模拟分析规律相同;总结了非轴对称类管件旋压时的工艺参数选取的一般原则和注意事项,为产品的质量保证提供了参考;最后对后续的研究工作进行了展望。
综上所述,通过本文的研究分析,实现了网格自适应技术的应用,分析了各工艺参数对尺寸精度的影响,达到了参数优化和理论指导实践的目的。本文研究具有较高的理论意义和实际应用价值。