非直壁外形筒体零件辊挤成形工艺设备研究

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1、精密成形工程第2卷第2期J()URNAIOFNETSHAPEFORMIN(ENGINEERING2010年3月非直壁外形筒体零件辊挤成形工艺设备研究刘健，张治民，张宝红(1．中北大学材料科学与工程学院，太原030051；2．山西省精密成形工程中心，太原030051)摘要：针对非直壁外形筒体零件的几何形状特点，在综合分析辊锻和挤压成形工艺的基础上，提出了集辊锻、挤压为一体的复合辊挤成形工艺。同时介绍了此工艺的设备设计，并进行了计算机辅助模拟验证。关键词：非直壁外形；辊挤；数值模拟中图分类号：TG306文

2、献标识码：A文章编号：1674—6457(2010)02—0076～04TheResearchofRollExtrusionFormingProcessandEquipmentofNon-straight--walledCylinderShapeWorkpieceLJian，ZHANGZki一zin。，ZHANGBao—hong(1．MaterialScienceandEngineeringInstitute，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China：2．E

3、ngineeringTechnologyResearchCenterforIntegratedPrecisionFormingofShanxiProvince，Taiyuan030051，China)Abstract：Accordingtothecharacteristicsofgeometricshapeofthenon—straightwalledcylindershapeworkpieee，thesetofrollforgingandextruingasoneofthecompoundrolle

4、xtrusionformingprocesswasproposedbasedonthecomprehensiveanalysisofrollforgingandextrusionprocessesinthispaper．Alsotheequipmentdesignwasintroducedforthisprocess，andcomputeraidedsimulationverificationwasconducted．Keywords：non—straightwalledshape；rollextru

5、ding；numericalsimulation非直壁外形简体零件传统上采用冲压一机加外立的成形工艺顺序结合，吸取两者的优点，避其缺形的生产方式，即一次冲压成形出筒体，然后再车削点，对于非直壁外形筒体零件的成形具有独特的优出简体零件的非直壁外形轮廓的工艺方法。这种工势。较传统生产工艺而言，非直壁外形简体零件通艺方法加工的工件硬度较高，使得冲头的寿命低，生过辊挤成形设备成形，可大幅提高生产效率、材料利产成本高，而且模具在几次挤压后易偏移，造成所加用率和降低生产成本。该设备将会被广泛的应用在工的工件不同轴

6、度大，后续机加困难，难于满足如图大长径比、大壁厚的非直壁外形简体零件压力加工1所示的复杂非直壁外形筒体零件的快速试制与生中，在国防中的应用尤为突出。产的需求。计算机数值模拟不仅克服了物理模拟费用消耗为了解决此类问题，文中提出了辊锻一挤压复合大、实验周期长等缺点，而且还能够定量地描述各阶成形工艺，同时结合该工艺特点阐述了相关设备的段金属的流动情况，预测变形过程中可能出现的缺研制。辊挤成形工艺将辊锻和挤压2种不同而又独陷，从而在保证工件质量，减少材料消耗，提高生产收稿日期：2010-01-07基金项目：太

7、原市大学生科技立项支持项目(09122015)作者简介：刘健(1982一)，男，山西榆次人，在读硕士，主要研究方向为精密塑性成形与数值模拟的研究。第2卷第2期刘健等：非直壁外形筒体零件辊挤成形工岂设备研究应力状态的金属产生塑性变形，通过凸模与凹模间，一西芈l的间隙或凹模出口，制造空心或断面比毛坯断面要习，小的零件的一种工艺方法。在挤压过程中金属按照西IIO需要在模具中成形成一定的形状，避免了在切削加7／工时形成的大量金属废屑，同时金属变形剧烈，产生／加工硬化，且金属纤维完整，大大提高了金属的强度／／西

8、f26／指标。／／／／1．2辊挤成形工艺及其设备机构原理)／西／．)；／／／非直壁外形简体零件的辊挤工艺是一道次回转＼＼‘压缩成形。工作时随着4个带有不同内弧曲线形状且不同径向半径的辊轮同步旋转，从而能够压缩成l-巨堡-I西’90一形出工件的不同壁厚。29一辊挤成形设备机构原理如图2所示。冲头通过图1零件上模板装在液压机的主滑块上，4个带有内弧曲线Fig．1Detaildrawing特殊形状的辊轮成十字形布置在座体上，并且依靠轴和斜齿轮连接构成一套可以由