薄辐板厚轮缘盘形件单工步旋压成形工艺研究

发布时间：2017-09-21 06:19

  本文关键词：薄辐板厚轮缘盘形件单工步旋压成形工艺研究

  更多相关文章： 板料成形 旋压 轮缘增厚 有限元模拟 正交试验 流线 硬度

【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°,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
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG306
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 课题研究的目的和意义8-10
• 1.2 板冲锻成形工艺研究现状及发展动态分析10-12
• 1.3 旋压成形工艺研究现状及发展动态分析12-14
• 1.4 本文主要研究内容14-15
• 2 旋压增厚成形过程研究15-25
• 2.1 前言15
• 2.2 旋压增厚有限元模型的建立15-18
• 2.3 有限元模拟结果与讨论18-22
• 2.4 工艺实验22-23
• 2.5 有限元模拟可行性验证23
• 2.6 本章小结23-25
• 3 正交试验设计25-31
• 3.1 前言25
• 3.2 正交试验设计理论基础25-27
• 3.3 量化指标的选取27-28
• 3.4 因素和水平值的选取28
• 3.5 正交表的选取和表头设计28-30
• 3.6 本章小结30-31
• 4 正交试验结果及其分析31-42
• 4.1 前言31
• 4.2 正交试验结果31-32
• 4.3 极差分析32-33
• 4.4 方差分析33-35
• 4.5 最优工艺参数的确定及其验证35-36
• 4.6 工艺参数对成形过程的影响36-40
• 4.7 本章小结40-42
• 5 成形件的流线和硬度分布42-52
• 5.1 流线分布42-47
• 5.2 硬度分布47-50
• 5.3 本章小结50-52
• 6 全文总结与展望52-54
• 6.1 全文总结52-53
• 6.2 展望53-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-59
• 附录 攻读硕士学位期间发表论文59

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本文编号：892863