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旋压成形工艺_罗茨风机

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  金属成形工艺数值模拟

  什麽是金属成形工艺数值模拟?

  材料成形工艺数值模拟是这样的一个过程,在这个过程中人们使用专用的计算机软件让计算机对整个成形过程的各种物理量的变化进行数值计算,预测出成形过程中工程师们所关心的各种有用的技术信息,并将最终的计算结果以各种图形或动画的形式直观生动地显示在计算机的屏幕上。从屏幕上人们可以看到工件的详细变形过程,以及各种物理量随空间和时间的变化。如果您的工艺、模具或坯料设计不当,还可以看到由此所产生的各种成形缺陷,如开裂、折叠、过烧与回弹等等。做一次工艺数值模拟,就相当于在计算机上做了一次虚拟的工艺试验。与实际工艺试验相比,它的优势是成本低、周期短,所得到的技术信息更多更全、而且全是定量化的数据。如果您发现模拟出的工件具有某些缺陷,可以根据自己的经验找出产生缺陷的原因,然后对工艺、模具和坯料进行修改。将修改后的数据进行第二次工艺模拟。如此反复直到工艺成功。目前金属成形工艺数值模拟技术已经基本成熟,并在工业中发挥了巨大的作用,给公司带来了丰厚的利润。在世界上很多著名的公司中,金属成形工艺数值模拟已经成为生产中一个不可缺少的的工序。

  数值模拟的基本原理是什麽?

  金属成形过程是工件的一个弹(粘)塑性变形过程,有时在这个过程中还伴有明显的温度和微观组织变化。从物理的角度看,无论这个过程多麽复杂,这个过程总可以通过一组微分方程以及相应的边界条件和初始条件表示出来。这组微分方程以及边界条件和初始条件可以根据固体力学、热力学和材料科学的基础理论建立起来。通常,这组微分方程的基本未知量是工件各点的位移、温度和一些用于描述微观组织的物理量。例如,对于普通的冲压过程,由于温度的影响和微观组织的变化可以忽略,因此基本的未知量只是工件各点的位移;而对于热锻过程,温度也应该作为基本的未知量。如果我们可以得到这组微分方程的解,那麽,我们可以根据相关学科的基础理论和基本规律,由所得到的基本未知量计算出其他物理量(例如应力、应变、载荷等)随空间和时间的变化。由于金属成形过程的复杂性,这组微分方程具有极强的物理的和几何的非线性,因此得到这组微分方程的理论解是非常困难的。直到七十年代,随着计算机技术和数值计算方法特别是有限元方法的迅速发展,才使得有可能通过数值计算的方法来求解这组微分方程,从而逐步建立了金属成形工艺数值模拟技术。用计算机语言编写的求解这组微分方程并由基本未知量计算其他物理量全部计算过程的文件就是我们常说金属成形工艺数值模拟软件。

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  参考词条

  热成形工艺

  预成形工艺

  旋压成形轮

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旋压成形工艺:旋压成形工艺

  第1章 概况 1.1 国内外旋压技术的发展 1.2 旋压工艺的特点 1.3 旋压技术的应用 1.3.1 旋压工艺的应用 1.3.2 旋压装备的发展 第2章 旋压成形的基本方式 2.1 普通旋压的基本方式 2.1.1 拉深旋压 2.1.2 缩径旋压 2.1.3 扩径旋压 2.1.4 普通旋压中的辅助成形 2.2 强力旋压的基本方式 2.2.1 剪切旋压 2.2.2 筒形变薄旋压 2.3 其他旋压法 2.3.1 内旋压法 2.3.2 斜轧式旋压法 2.3.3 张力旋压法 2.3.4 多旋轮的错距旋压法 2.3.5 劈开旋压法 2.3.6 钢球旋压法 2.3.7 加热旋压法 第3章 金属旋压工艺 3.1 旋压工艺方案的选择 3.1.1 旋压方式的选择 3.1.2 毛坯的处理 3.1.3 旋压设备的选用 3.2 毛坯的种类及要求 3.2.1 毛坯种类 3.2.2 对毛坯的要求 3.3 毛坯的设计计算 3.3.1 一般锥形件的毛坯计算 3.3.2 曲母线形件的毛坯计算 3.3.3 封头的毛坯计算 3.3.4 筒形件的毛坯计算 3.4 旋压过程工艺参数的选择 3.4.1 减薄率 3.4.2 主轴转速或旋速 3.4.3 芯模和旋轮的间隙 3.4.4 进给量或进给速度 3.4.5 旋轮安装角 3.4.6 旋压温度 3.5 旋压道次规范和旋轮运动轨迹 3.5.1 影响旋压道次规范的因素 3.5.2 旋轮运动轨迹的计算和作图 3.6 金属旋压的润滑和冷却 3.7 工艺装备的设计 3.7.1 主要工艺装备 3.7.2 辅助工艺装备 3.8 旋压制品的精度 3.9 旋压件的缺陷、产生原因和防止措施 3.9.1 旋压件的缺陷、产生原因 3.9.2 成形时采用的措施和注意事项 3.10 旋压过程中毛坯凸缘的失稳 3.11 旋压过程中金属堆积现象 第4章 可旋压性试验及力能参数的计算 4.1 金属材料的可旋性试验 4.1.1 锥形件的可旋性试验 4.1.2 筒形件的可旋性试验 4.2 旋压力能参数的计算 4.2.1 金属旋压变形区的应力状态及假设条件 4.2.2 锥形件强力旋压力的计算 4.2.3 筒形件强力旋压力的计算 4.2.4 几种筒形件强旋时旋压力的计算式 4.3 旋压过程的数值模拟研究 第5章 旋压设备简介及发展方向 5.1 旋压工艺对设备的要求 5.1.1 工艺可能性对设备的要求 5.1.2 旋压件统计和分类对设备的要求 5.1.3 强力旋压工艺特点对设备的要求 5.2 旋压机的一般特点 5.3 旋压机的布局和其结构形式 5.3.1 旋压机的总体布局 5.3.2 旋压机的结构形式 5.4 几种类型旋压机的结构特点 5.4.1 卧式旋压机 5.4.2 立式旋压机 5.4.3 专用自动旋压机 5.5 数控自动旋压机 5.5.1 数控自动旋压机的控制系统 5.5.2 数控自动旋压机的结构特点 5.5.3 数控自动旋压机的数据输入 5.5.4 数控旋压技术的研究课题 参考文献

  · · · · · · (收起)

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  第 * 页 三、强力旋压成形技术 2、强力旋压的分类: 1)根据旋压类型和金属变形机理的差异,强力旋压可分为异形件强力旋压——剪切旋压;筒形件强力旋压——流动(挤出)旋压; 2)筒形件强力旋压——流动(挤出),按旋轮与坯料流动方向分为正向旋压与反向旋压;按旋轮和坯料相对位置分为内径旋压与外径旋压;按旋压工具分为旋轮旋压与钢球(滚珠)旋压; 汇报时间 第 * 页 三、强力旋压成形技术 3、剪切旋压 1)成形原理 异形件剪切旋压,适于锥形、抛物线及各种曲母线形工件的成形。锥形件是异型件的典型形状。在剪切旋压过程中,平板坯料在旋轮挤压与剪切综合作用下,厚度方向遵循体积不变定律和正弦规律变形。从工件的纵断面上看,其变形过程犹如按一定母线形状推动一迭扑克牌一样。 汇报时间 第 * 页 三、强力旋压成形技术 2)正弦规律 对具有一定锥角和壁厚的锥形件进行强力旋压时,根据纯剪切变形原理可求出毛坯的合理厚度,所符合的规律为正弦规律: t=t0sin(α/2) 式中: t —— 旋后零件的壁厚 t0 —— 旋前毛坯的壁厚 α—— 锥角 正旋律虽然由锥形件的强力旋压所导出,但其基本上适用于一切异形件,因为任何异形件在沿其半径方向以很小的间隔分段后,都可近似的把每段看作是锥形件的一部分,仅各段锥角大小不同而已。但曲母线异形件在运用正弦律时存在一定的误差。母线曲率半径越小,其法向壁厚变化越大,则误差越大。 汇报时间 第 * 页 三、强力旋压成形技术 3)正弦律的偏离 在实际生产过程中,锥形件强力旋压的实际壁厚往往不等于按正弦律计算所得理论壁厚,即实际壁厚与理论壁厚存在一定程度的偏离。这种偏离有很多种原因,例如旋轮与芯模的间隙误差、旋压工艺系统的弹性变形和毛坯的壁厚误差等。其计算公式如下: Δ=(tp-tf)/ tf=-1+ tp/ tf 式中 tp——旋压件的实际壁厚 tf——旋压件的理论壁厚 当tp<tf时,Δ<0,材料减薄过渡;当tp>tf时,Δ>0,材料减薄不足。 由于偏离正弦律的情况难以避免,实际生产中一般倾向于采用Δ<0的旋压方法。因为适当的减薄过渡有利于提高材料的极限减薄率,并且可改善旋压件的贴膜状况,从而提高其内表面的精度和光洁度。 有时由于产品性能的需要,必须采用Δ<0的旋压方法。例如旋转式破甲弹要求药型罩有一定的内应力,以便爆轰波压垮药型罩而形成射流时能产生一反旋力矩,来补偿射流的离散作用,于是对药型罩采用了减薄过渡(Δ=-15%)旋压成形,结果收到了预期的效果,提高了破甲威力。 汇报时间 第 * 页 三、强力旋压成形技术 锥形件旋压成形设备 汇报时间 第 * 页 三、强力旋压成形技术 4、筒形件流动旋压 强力旋压有两种基本变形方式:正旋和反旋。正旋时材料的流动方向与旋轮的运动方向相同;反旋时材料的流动方向与旋轮的运动方向相反。正旋压适用面较宽,直径精度优于反旋压。反旋压的芯模及行程较短,其应用限于不带底的筒形件成形。 汇报时间 第 * 页 三、强力旋压成形技术 1)筒形件流动旋压的变形机理 (1)主体运动 工件在芯模带动下进行的旋转运动是旋压变形的的主体运动,工件成形主要依靠旋转运动来完成的。工件在旋转时受到旋轮的阻碍而产生变形,同时旋轮在借助摩擦力发生旋转。因此,旋轮的转动是被动的,其转速大小决定于工件的转速、工件与旋轮的半径比。 旋轮与工件之间不仅有滚动摩擦,而且有滑动摩擦,并有一定的热量产生,所以在旋压过程中,需要充足的冷却和润滑等。 汇报时间 第 * 页 三、强力旋压成形技术 (2)局部渐变 筒形件变薄旋压是旋轮对工件局部施压的过程,通过工件与旋轮的相对运动而沿螺旋轨迹逐步连续推进,完成整个工件的成形。旋压成形过程中,坯料旋转产生变形,坯料上有一个连续位移的塑性变形区。变形区沿着螺旋线位移,螺距等于坯料旋转一圈时旋轮的位移量。 旋轮和工件都是旋转体,两者互相接触加压时,作为刚体的旋轮压入作为塑性体的工件,其接触面为旋轮工作表面的一部分,接触面的轮廓是旋轮形体与工件形体的相贯线。不同的旋轮工作面形状将具有不同的接触面形状,接触面的大小则决定于旋轮的结构数据、旋压的工艺参数和工件的直径。 强力旋压时的变形程度一般用工件壁厚减薄率ε来表示: ε=(t0-tf)/ t0 式中 t0——毛坯的壁厚 tf——旋压件的壁厚 说明:ε越大,则标志着强力旋压的变形程度越大,材料的变形愈剧烈。 汇报时间 第 * 页 三、强力旋压成形技术 (3)变形过程 强力旋压的整个变形过程可分为三个阶段,即旋入阶段、稳定旋压阶段、旋压终了阶段。三个旋压阶段对应着三个不同的变形状态。 起旋阶段是从

旋压成形工艺:金属旋压成型工艺,先看看这些薄壁件的成型

  步骤2:芯棒带动圆形金属板材高速旋转,带有转轮的工具开始按压金属表面,直至金属板材完全贴合模具内壁成型

  步骤3:成型完成后,芯棒被取出,零件的顶部和底部被切除以便脱模

  三、手工旋压

  机械传动,手工操作旋压视频 ↓↓

  手工旋压成形工艺是一种老的成形方法,具有生产周期短、技术要求高,能在普通机床上用简单的模具制造形状复杂的零件,且能适合于钢、铝、铜等不同的金属材料,节约原材料和工具费用,缩短了加工时间。但其在普通机床上旋压则需要制造专门的靠模机构来实现其运动轨迹,且当产品需要经常更新换代时,就不能较快地相适应。同时对旋压轨迹变化来优化零件质量就无能为力了。

  数控旋压视频 ↓↓

  数控旋压成形是利用数控车削中心来实现旋压所需的各种运动轨迹,并利用其轨迹变化来优化零件质量,同时滚压的靠模也可直接在数控机床上加工。尤其适合于经常更新换代的产品或大批量生产的旋压成形工艺选择最佳的工艺参数和运动轨迹。

  四、其他金属产品的旋压工艺

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