纵向内筋筒形件滚珠旋压成形的工艺研究

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1、纵向内筋筒形件滚珠旋压成形的工艺研究摘要高精度、高强度的薄壁筒形件在工业生产特别是在航空、航天和兵器工业等尖端技术领域中有着广泛的应用，旋压工艺是获得薄壁筒形件的一种有效方法。随着航空、航天及国防工业的发展，迫切的需要一些精密复杂的旋压件。带纵向内筋的薄壁筒形件就是适应这一需要而出现的。滚珠反向旋压作为一种新型的旋压工艺，是带纵向内筋的薄壁筒形件强旋成形的首选工艺。实际生产过程中影响产品成形的因素很多，各参数之间的合理搭配由工艺人员在试生产中反复摸索调试的办法来解决，常常付出过高的经济代价。本文根

2、据有限元理论，在对带内筋的筒形件滚珠旋压工艺特点进行深入分析的基础上，有效地处理了滚珠加载和边界约束等条件，并对坯料和芯模、滚珠进行了模型化处理。建立了符合实际的筒形件滚珠旋压反旋的三维有限元模型。通过模拟，获得了滚珠旋压稳态下的金属的流动规律，与试验结果相吻合。利用这个规律指出传统模拟时把强力旋压当作二维来处理存在弊端。并获得了稳态变形时的应力和应变各分量的分布图，利用这些分布图解释了滚珠旋压时的变形机理和隆起、扩径、缩径等缺陷产生的原因。对不同工艺参数下的滚珠旋压过程进行了模拟。获得了成形角、

3、减薄率、进给比等工艺参数对等效应力、旋压力及内筋成形高度的影响规律，为旋压工艺参数的选择和优化提供了依据。在此基础上，进一步分析了带纵向内筋的筒形件旋压件时出现的几种质量缺陷，对椭圆形端口、表面鳞状剥离现象和隆起进行了解释说明。最后，通过对参数的调整，最终旋出了合格的零件，得到了一组合适的参数匹配。关键词：滚珠旋压纵向内筋有限元法工艺参数StudyonBallSpinningofTubularpartswithLongitudinalInnerRibABSTRACTHigh-precisionan

4、dhigh-intensioncylindricalworkr}iecesarewidelyappliedinindustrialproduction，especiallyinhighlytechnicalfields，suchasaeronautics，aerospaceandweaponindustries．Power-spinningisthemosteffectivemethodinobtainingthecylindricalworkpieces．Withrapiddevelopment

5、ofaeronautics，aerospaceandweaponindustries，somecomplicatedandsophisticatedspinnedpartsarerequiredurgently．Tflin．wailedtubularpartswithIongitudinalinnerribcallsatisfythedemand．Ballspinningplaysakeyroleinformingofthin-walledtubularpartsasanewspmnmgproce

6、ss-Inprocessotmanutacture，manyprocessparametersatfectthequalitiesofthespinnedparts，engineershavetoestablishprocessparametersbytrial·and—errorapproach，whichleadtopooreconomy．Basedonthedeepanalysisoffiniteelementmethod(FEM)andprocesscharacteristicsofbal

7、lspinningofthin—walledtubularpartswithlongitudinalinnerrib．theboundaryconditionandthedeterminationofloadtypearedisposedeffectively,andtheblankandmandrel．ballarediscretedrespectively．the3DFEMmodelofthetubepartsbackwardspinning，whichfitwellWiththeproces

8、softubespinning，isfoundedthroughFEAsoftware．Throughsimulation，theflowrulesofmetalareobtainedduringthesteadydeformationofballspinning，itcoincideswithresultsofexperiment．Usingtherules，drawbackswhichpowerspinningissimpledasplaneprobleminsimulatin