薄辐板厚轮缘盘形件单工步旋压成形工艺研究

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1、分类号学号M201270768学校代码10487密级硕士学位论文薄辐板厚轮缘盘形件单工步旋压成形工艺研究学位申请人：李兰学科专业：材料加工工程指导教师：王新云教授答辩日期：2015年5月17日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStudyofasingle-stepspinningprocessfordisk-likepartswiththickenedrimsCandidate:LiLanMajor:MaterialProcessing

2、EngineeringSupervisor:Prof.WangXinyunHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留

3、、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随着当今社会对降低能耗和环境保护的要求正在提高，利用焊接和机加工结合的传统方法已不适于制造薄辐板厚轮缘大厚差盘形件，急需开发新的成形方法。板冲锻成形是板材制件轻量化的

4、重要途径，但是现有的板冲锻成形技术只适用于轮廓尺寸不大的零件，难以成形现在汽车、航空航天等领域应用的大直径薄辐板厚轮缘盘形零件。因此，本文针对较大直径的薄辐板厚轮缘盘形零件，提出一种板料冲锻成形新方法，即旋压增厚成形工艺，圆形板坯被上压盘和下压盘压紧并一起高速旋转，旋轮沿径向对板坯边缘旋压，使之产生压缩变形，直至与压盘相接触，该方法克服以上难点完成了零件的近净塑性成形。本文设计了一个正交试验方案，通过数值模拟探究了工艺参数对板材旋压增厚成形稳定性产生的影响。采用工艺实验验证了模拟结果的正确性，并通过金相实验，研究了坯料热轧加工带来的各向异性对成形后盘形件的径向截面和端面上

5、的流线和硬度分布产生的影响。成形过程研究结果表明：旋压增厚过程由三个成形阶段组成。第一个阶段金属主要产生弹性变形；第二个阶段金属产生塑性变形，逐渐充填旋轮槽，坯料轮缘被增厚；第三个阶段，挤出轴向飞边。在成形过程中，径向载荷大于切向载荷，切向载荷大于轴向载荷。当旋轮槽底部圆弧半径r值小于2.34mm时，不会出现“卷边”缺陷；旋轮槽上倾角取值小于94时，不会过早产生大飞边。正交试验结果表明：坯料的最大长宽比随着α和r值的增大而增大，随着v和值的增大而减小；还得到了工艺参数和交互作用对成形结果的影响程度排名；此外，根据这些结果选出了试验范围内的最优因素水平组合是α=93.5°，

6、v=0.72mm/r，r=2.2mm。零件的流线和硬度分布表明：热轧加工带来的坯料的各向异性对成形结果的流线分布的影响较大，而对成形结果的硬度分布的影响很小。关键词：板料成形；旋压；轮缘增厚；有限元模拟；正交试验；流线；硬度I华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththeincreasingdemandforreducingenergyconsumptionandprotectingenvironment,it‟sunfittomanufacturedisk-likepartswithboththinwebplatesandthickrimsviaweldinga

7、ndmachining.Thismotivatesnewformingmethods.Althoughsheetmetalstamping-forgingisanimportantlightweightmethodtomakesheetmetalparts,itisonlyappliedtoformingsmall-sizedpartsintheautomotiveandaviationindustry.Therefore,anewrotaryformingprocessforrimthickeningwasproposedi