芯轴拔长过程中翻转组合对变形均匀性的影响

发布时间：2020-12-30 02:22

　　通过有限元数值模拟,分析了芯轴拔长单步下压时变形区域形状特征,给出了下压量对大变形区形态特征的影响规律,获得了单圈芯轴拔长过程中翻转角度及其下压量对整体截面变形分布的影响规律,分析给出了芯轴拔长过程中周向变形不均匀的成因。在上述研究基础上,研究了不同组合方式的圈次间翻转方案对变形分布的影响,模拟结果表明,圈次间对称翻转方案较其它方案的变形均匀性得到明显提高。进行了45°与60°翻转缩比铅试样芯轴拔长变形的实验研究,顺序翻转过程中的实际下压量与模拟获得的压下量无论从趋势上还是数值上都具有较高的一致性,验证了通过数值模拟给出的圈次间对称翻转方案可有效提高芯轴拔长变形均匀性结论的可信性。 

【文章来源】：塑性工程学报. 2020年08期 北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

芯轴拔长模拟结果

图2为45°和60°翻转两次相邻下压后的截面等效应变分布。可以看出，45°翻转下压时，两次下压大变形区域衔接良好(图2a);60°翻转下压时，两次下压变形区域之间存在小变形带(图2b)。继续翻转1周的模拟结果如图3所示，图3a和图3b分别示意了45°与60°翻转过程中各单步下压后的外轮廓形状与原坯料外圆的对比。从图中可见，坯料翻转变形1周后，并未出现理想的八方形状(45°翻转)或理想的六方形状(60°翻转)，模拟中上平砧下压到设置的变形高度时的实际压下量也存在着差别。标定平砧每步下压前与坯料接触时的高度，计算出每步下压结束时的下压量，结果如图4所示。从图4可以看出，45°翻转(8次下压)时，第2～第4步的实际压下量依次增大，超过初始下压量100 mm，第5步下压时的下压量也超过了初始下压量100 mm，但开始出现回落;在随后的第6～第8步下压时，实际下压量已低于初始下压量。上述下压量的变化情况与图3a所示的等效应变随下压步数先增大后减小的趋势相吻合。图4中60°翻转(6次下压)方案中压下量的变化规律与45°翻转方案一致。图3 顺序翻转各下压次数的下压量变化(a)45°顺序翻转8次(b)60°顺序翻转6次

图2 翻转组合相邻2次下压时变形区衔接图(a)45°翻转(b)60°翻转上述单步下压翻转1周横截面变形分布模拟结果表明了芯轴拔长翻转变形不均匀分布的成因，即下压量不同与下压量决定的大变形区角度与翻转角度匹配不合理所致。通过45°和60°两种翻转方式成形对比可以看出，采用45°翻转方案的变形区重合度较高，相比于60°翻转方案在两次变形区之间出现小变形带而影响了变形均匀性而言，芯轴拔长时采用45°翻转方式对提高变形均匀性及坯料的锻透效果等要优于采用60°的翻转方案。

【参考文献】：
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本文编号：2946788