錐形件雙旋輪強(qiáng)力旋壓的旋壓力算法建立

摘 要：針對(duì)錐形件雙旋輪強(qiáng)旋時(shí)由于傳統(tǒng)旋壓力計(jì)算方法忽略旋輪前金屬堆積而造成的較大誤差，該文提出了一種基于剪切與彎矩綜合變形的旋壓力計(jì)算方法，并進(jìn)行了相關(guān)旋壓工藝實(shí)驗(yàn)，利用電測(cè)法對(duì)旋壓力進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果表明該算法所得到的旋壓力均與電測(cè)法所測(cè)量得到的旋壓力基本一致。

關(guān)鍵詞：旋壓力 強(qiáng)力旋壓 直徑尺寸精度 表面粗糙度

中圖分類號(hào)：TH164 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）09（a）-0053-03

Abstract：For the computing method of conventional spinning force sometimes has a great error by neglecting deposit metal before roller， this essay proposed a spinning force calculation method based on cut and curving force， and it is analyzed an effective and accurate way by testing a set of craft experiments. Then setting up a model on the basis of this method and conducting the stimulation test about shifty force of the projectile two rollers power spinning. The experimental results demonstrate that this experimental method can effectively increase projectile in its diametric dimensional accuracy and decrease its surface roughness on condition.

Key Words：Spinning Force；Power Spinning；Diametric Dimensional Accuracy；Ssurface Roughness

旋壓是一種先進(jìn)的擠壓成形工藝。在錐形件的雙旋輪強(qiáng)力旋壓時(shí)，其旋壓制品的精度主要靠旋壓工藝參數(shù)的合理設(shè)定來保證。而設(shè)定合理工藝參數(shù)的依據(jù)就是旋輪所受旋壓力的大小。而目前旋壓力的計(jì)算往往只能靠著有經(jīng)驗(yàn)的科研人員在旋壓前進(jìn)行預(yù)估性的粗略計(jì)算，由于這種計(jì)算方法忽略旋輪前金屬堆積，因而容易造成較大的誤差，不能準(zhǔn)確計(jì)算數(shù)值，這樣就會(huì)造成旋壓制品的精度降低[1-6]。

該文提出了一種基于剪切與彎矩綜合變形的計(jì)算方法，為了驗(yàn)證該算法的準(zhǔn)確性，進(jìn)行了相關(guān)的旋壓工藝實(shí)驗(yàn)。通過電測(cè)法對(duì)旋輪所受徑向、軸向和切向旋壓力進(jìn)行了測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了該算法的準(zhǔn)確性。

1 旋壓力算法建立

在對(duì)錐形件的旋壓力計(jì)算前，首先要進(jìn)行假設(shè)：

（1）毛坯是均勻和各向同性的。

（2）變形前后材料不發(fā)生體積變化。

（3）旋輪與毛坯之間的摩擦力忽略不計(jì)。

（4）在旋輪下的毛坯材料進(jìn)行瞬間變形時(shí)，其它部分材料部變形。

（5）在變形過程中，設(shè)備和工具系統(tǒng)被認(rèn)為是絕對(duì)剛性的。

（6）認(rèn)為材料在變形區(qū)內(nèi)為平面變形狀態(tài)[6]。

如圖1所示為強(qiáng)力旋壓變形圖，在本方法中假定錐形件強(qiáng)力旋壓變形時(shí)以沿芯模轉(zhuǎn)軸線方向的剪切變形為主，但同時(shí)還存在著在RZ平面和繞R軸的彎曲與反彎曲變形。

2 工藝實(shí)驗(yàn)

為驗(yàn)證該算法的準(zhǔn)確性，XYQK30-500數(shù)控旋壓機(jī)對(duì)錐形工件進(jìn)行了兩次旋壓工藝實(shí)驗(yàn)，通過電測(cè)法對(duì)旋輪所受的旋壓力進(jìn)行測(cè)量，其實(shí)驗(yàn)參數(shù)如表1所示。

其實(shí)驗(yàn)結(jié)果切向力、徑向力、軸向力分別如圖2、圖3、圖4所示。其中紅線表示新算法的計(jì)算值，綠線表示第一次試驗(yàn)所測(cè)得的旋壓力數(shù)值，藍(lán)線表示第二次試驗(yàn)所測(cè)得的旋壓力數(shù)值，黃線表示原來科研人員常用的粗略算法的計(jì)算值。從工藝實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出基于剪切與彎矩綜合變形的旋壓力計(jì)算方法更趨近于實(shí)測(cè)值。

3 結(jié)語

該文提出了一種基于剪切和彎矩綜合變形的錐形件強(qiáng)力旋壓算法。經(jīng)電測(cè)法工藝實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該方法較原有算法更為趨近于實(shí)測(cè)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊羽，曹國華.筒形件旋壓力Thamasett算法參數(shù)修正及仿真[J].兵器材料科學(xué)與工程，2012，35（1）：84-87.

[2] 路平，張?jiān)崎_，陳波.汽車輪輻錯(cuò)距強(qiáng)力旋壓成形的有限元仿真[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，49（1）：56-61.

[3] 繆偉亮，劉大海，邵雪明.工藝參數(shù)對(duì)薄壁件多道次旋壓變形均勻性的影響[J].精密成形工程，2014，6（2）：18-23.

[4] 朱君力.薄壁錐形件加工工藝改進(jìn)[J].金屬加工，2014（7）：40-42.

[5] 劉勝京，張軍，雷海龍，等.TC4鈦合金錐形件疊層超塑成形工藝研究[J].熱加工工藝，2014，43（17）：155-159.

[6] 周六如.金屬板料數(shù)控漸進(jìn)成形機(jī)理及工藝的研究[D].武漢：華中科技大學(xué)，2004.