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管材滚珠旋压成形工艺研究

作　者: 张宁
导　师: 李永华
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 筒形件滚珠旋压数值模拟工艺参数优化缺陷研究
分类号: TG376
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着现代旋压技术的飞速发展,强力旋压已经成为航空、航天、军工等金属精密成形技术领域的先进塑性成形工艺。滚珠旋压作为一种采用滚珠作为变形工具的强力旋压工艺,成为加工制造高强度、高精度薄壁管的新型工艺,在航空航天工业、汽车工业和民用工业中有着举足轻重的地位。本文基于有限元理论和实际生产过程,采用数值模拟的方法,应用DEFORM-3D分析软件,建立了GH4169筒形件滚珠旋压反旋的三维弹塑性有限元模型,揭示了滚珠旋压反旋时金属的流动规律及工件上应力、应变分布规律。着重分析了不同的轴向进给比、减薄率和主轴转速等工艺参数对旋压加工成形结果中的等效应力应变及旋压力的影响,并解释说明了旋压过程中出现的一些常见的质量缺陷,如隆起、表面波纹、端口喇叭口等,重点定量分析了隆起缺陷,通过综合考虑合理匹配工艺参数来避免这些缺陷的产生,为旋压工艺参数的选择和优化提供了依据。根据有限元数值模拟结果,通过实验对模拟结果进行了验证。对于本文所描述的加工工艺条件下,由于采用了合理的旋压工艺参数,避免了旋压中缺陷的产生,成品表面质量良好。数值计算结果与实验结果吻合较好,达到了预期的目的。同时,本文还对直径为30mm,壁厚仅为0.2mm的不锈钢0Cr18Ni9管材的滚珠旋压工艺进行了研究,着重分析了滚珠直径、减薄率、轴向进给比及主轴转速对成形结果的影响。结果表明壁厚较小,极易产生质量缺陷,如表面起皮、断裂等。减薄率、轴向进给比等工艺参数都应当取较小值。

管材滚珠旋压成形工艺研究

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