多楔轮旋压成形工艺及旋轮失效分析

• 作 者: 梁卫抗
• 机 构: 合肥工业大学
• 出 处: 合肥工业大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 多楔轮 工艺参数 成形缺陷 旋轮失效 旋压成形

旋压是一种无切削加工的先进成形工艺,具有节材、节能、效率高和强度好的优点,广泛应用于机械、航空、电子、家用电器等金属精密加工技术领域。本文针对实际生产过程中存在的问题,以多楔轮产品和成形轮为研究对象,基于有限元模拟技术,实现工艺参数的优化和成形轮加工工艺的改进,提高了产品的成形质量,延长了成形轮的使用寿命。　　
针对多楔轮的结构特征,提出其成形工艺方案。采用DEFORM软件建立多楔轮旋压成形有限元模型,毛坯定义为塑性体,模具和旋轮定义为刚性体,并在旋轮上定义公转和径向进给运动,将毛坯的自转转化为旋轮的公转,使模型更符合实际生产过程。　　
研究工艺参数对多楔轮增厚成形的成形载荷和成形质量的影响,综合正交试验、神经网络、遗传算法等方法优化工艺参数,最大限度地降低成形载荷,提高多楔轮的成形质量,并对模拟结果进行试验验证。研究表明,较大的旋轮转速、较小的进给速度以及合理的旋轮直径和R弧半径有利于降低成形载荷,保证产品的成形质量,提高旋轮的使用寿命。　　
研究旋轮进给速度对压平、预成形、终成形等的影响,并提取金属流动规律和应力应变场进行分析。研究表明,不同进给速度下,多楔轮的成形质量相差不大,随着进给速度的增加,材料流动速度也变大,变形程度也越剧烈,应力应变值也越大。考虑到生产效率的因素,可以适当提高进给速度。　　
分析多楔轮在成形过程中出现的主要缺陷和产生的因为,并提出相应的改进措施,提高了产品的成形质量。　　
分析成形轮在成形过程中出现的主要失效形式和产生的因为,结合理化检验和有限元分析,提出成形轮改进的加工工艺,提高了成形轮的使用寿命。　　
设计旋压模具,根据有限元分析结果改进并设计旋轮结构,选用优化后的工艺参数在立式多工位数控旋压机CDC-S60上进行试验研究,并与模拟结果进行对比分析。结果表明所建立的多楔轮旋压有限元模型是正确的,对企业的实际生产具有一定的指导作用。