双锥形件同时旋压成形的工艺研究

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1、双锥形件同时旋压成形的工艺研究ResearchontheFormingProcessofSimultaneouslySpinningforDoubleConicalParts研究方向塑性盛型皇槿县￡△旦缒△星2012年4月合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：委员：导师：雌知铺彬占磺台肥2，吵允纺．，一，毫纽积嘭却之再]珀影疋豳磺彳钟J．力从凿严独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所

2、知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金目曼工些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字目期：年月目学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金目巴兰些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金目巴王些太堂可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、

3、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)电话：邮编：℃％日目向-rZ：后名年业签毕者作：作：：文期文位址论日论单地位字位作讯学签学工通双锥形件同时旋压成形的工艺研究摘要锥形件是一种常见的薄壁回转体零件，它被广泛应用于航空、军工、车辆、建筑及日常生活等各个领域，其传统的加工方式有拉深、挤压以及剪切旋压，但上述方法生产效率低、模具损耗大。研究人员在传统工艺的基础上提出了双锥形件同时旋压成形的新工艺，该方法一次旋压出两个锥形件，将生产效率提高了一倍，且加工时平衡了旋轮所受的轴向力，提高了旋

4、轮的使用寿命。本文采用数值模拟的手段，对新工艺展开了研究，制定并改进了成形工艺，分析了成形机理，优化了工艺参数，提高了产品的成形质量。首先基于ABAQUS软件平台建立了双锥形件同时旋压成形的弹塑性实体单元模型，包括一至三道次的旋压成形、道次间的退火和成形结束后的回弹过程。结合工艺特点展开实验，验证了双锥形件同时旋压成形工艺的可行性。然后研究了第一道次旋压成形的应力、应变场分布与变化特点。分析了板坯厚度对成形质量的影响，发现中等厚度(4mm左右)板坯在旋压成形时出现各种缺陷的可能性较小，可旋性良好。采用正交试验研究了工艺参

5、数对第一道次旋压成形质量的影响，结果表明：旋轮成形面角度对成形质量的综合影响最显著，其次是径向进给速度和主轴转速，摩擦系数对其的影响最不显著；较小的旋轮成形面角度和摩擦系数，中等的径向进给速度以及较大的主轴转速有利于提高第一道次旋压成形的质量。接着研究了旋轮形状对各道次成形质量的影响，发现第一道次采用直线+渐开线型旋轮，第二道次采用渐开线型旋轮，第三道次采用直线型旋轮可以提高锥形件的成形质量，降低成形难度。针对后处理二次开发，实现了锥形件贴模性场变量的输出，并计算出了锥形件回弹前后的贴模率，为评判锥形件的成形质量提供了依

6、据。采用单因素分析法研究了工艺参数对锥形件终成形质量的影响规律，结果表明：延长旋轮后续作用时间，适当提高主轴转速，采用较小的进给速度及较大的摩擦系数能提高锥形件的成形质量。最后结合神经网络和多目标遗传算法，对旋轮后续作用时间、主轴转速、旋轮径向进给速度及摩擦系数这四个工艺参数进一步优化，找到了满意的工艺参数组合，提高了锥形件的尺寸精度，降低了缺陷产生的可能。双锥形件同时旋压成形的工艺研究结论对后续的进～步研究及实际生产具有指导作用。关键词：双锥形件；旋压；数值模拟；工艺参数；二次开发；多目标优化Researchonthe

7、FormingProcessofSimultaneouslySpinningforDoubleConicalPartsABSTRACTConicalpartsarecommonthin—walledrotaryparts，whichhavebeenwidelyusedinvariousfieldsofaviation，military，vehicles，constructionanddailylife．Theirtraditionalprocessingmethodsaredeepdrawing，extrusionand

8、shearspinning，however，theabovemethodshavelowproductivityandhugediewearandtear．Onthebasisoftraditionalprocesses，researchersproposedanewformingprocessofsimultane