【正文】 把旋輪頂端圓角半徑ρ取為工件壁厚 t0的十倍以小，就可以用一個(gè)旋輪完成全部道次。要達(dá)到更大的壁厚減薄率就需要進(jìn)行多道次旋壓。 另外，根據(jù)國(guó)外萊脫公司的試驗(yàn)，證明許多材料在一次旋壓中取減薄率為 30～40％ (個(gè)別材料為 20～ 30％ )時(shí)，可達(dá)到最高的旋壓件尺寸精度。而且其增量越來(lái)越大。減薄率過(guò)大時(shí)，由于材料隆起嚴(yán)重，將使旋輪下的局部變形處于不穩(wěn)定狀態(tài)，從而不僅大大的增大了旋壓力，而且使旋壓無(wú)法正常進(jìn)行。 如所周知，材料在旋壓時(shí)的隆起與減薄 率的關(guān)系十分密切。 在旋壓生產(chǎn)中，采用大的減薄率顯然可以減少旋壓次數(shù)，提高生產(chǎn)效率，并可獲得較顯著的強(qiáng)化材料的效果?？倻p薄率不是各道次減薄率的簡(jiǎn)單總和，而 是各道次減薄率以一定形式的組合，其關(guān)系如式 所示： 1 2 0l n ( 1 ) l n ( 1 ) l n ( 1 ) l n ( 1 )nR R R R? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? () 總減薄率決定于旋壓工藝的安排。為宜。但一次旋壓的減薄率不宜過(guò)小，否則旋壓件的回彈量太大，影響旋壓件的精度。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 第 9 頁(yè) 共 22 頁(yè) 根據(jù)某些工廠(chǎng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，筒形件一次旋壓的減薄率宜取 30﹪～ 50﹪，并以40﹪較為合適。根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和要求的不同，旋壓次數(shù)一般為 1～ 4 次。 道次減薄率的選擇原則 旋壓道次的確定 多道次旋壓可以降低每次旋壓的旋壓力、提高模具的壽命和提高旋壓變形的總減薄率。 旋壓變形只發(fā) 生 在工件與旋輪的接觸面附近的一個(gè)很小的范圍內(nèi)，金屬在受壓后同時(shí)向三個(gè)方向流動(dòng)： 圖 (1)沿旋輪圓角反向流動(dòng)，使工件增長(zhǎng)，這是基本的流動(dòng)方向； (2)向旋輪的前方流動(dòng)，使旋輪前方材料隆起，并引起擴(kuò)徑，帶來(lái)一系列不利因索，但一般情況下金屬在這個(gè)方向的流功數(shù)量很少； (3)沿周向 流動(dòng)，引起工件縱剖面的扭曲，但金屬在這個(gè)方向上的流動(dòng)數(shù)量也很少。不同的旋輪工作面形狀將具有不同的接觸面形狀，接觸面的大小則決定于旋輪的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、旋壓的工藝參數(shù)和工件的直徑。圖 是筒形件旋壓時(shí)旋輪與工件的接觸情況，圖中示出了接觸面 ABCD 的三面投影。 強(qiáng)力旋壓由于其變形的局部性而能夠用小噸位設(shè)備完成大的金屬變形量，使成形的效率提高，但由于其變形的漸進(jìn)性，使成形的時(shí)間增長(zhǎng)而生產(chǎn)效率降低。因此。中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 第 7 頁(yè) 共 22 頁(yè) 2 強(qiáng)力旋壓 特點(diǎn) 介紹 強(qiáng)力旋壓介紹 強(qiáng)力旋壓特點(diǎn) 強(qiáng)力旋壓變形是通過(guò)旋輪對(duì)工件的極小部分施加壓力 來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這種局部變形通過(guò)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和旋輪的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)而沿螺旋線(xiàn)逐步推進(jìn)，完成整個(gè)工件的成形工作。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和有限元方法的發(fā)展，旋壓技術(shù)工藝?yán)碚撗芯吭谧冃螜C(jī)理、受力分析及工藝參數(shù)選取等方面得到進(jìn)一步的發(fā)展，而對(duì)于成形極限、成形質(zhì)量和多道次旋輪軌跡的確定等方面的問(wèn)題則成為今后研究的重點(diǎn)[11]。本設(shè)計(jì)采用多輪錯(cuò)距旋壓，則既可基本保留多道次旋壓的優(yōu)點(diǎn)，又不致降低旋壓的生產(chǎn)率，因而被認(rèn)為是較先進(jìn)的方法，但旋壓機(jī)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。但是，多道次旋壓顯然降低了旋壓生產(chǎn)率，因而，旋壓次數(shù)以盡可能少為原則。為了達(dá)到設(shè)計(jì)要求，本研究課題采用強(qiáng)力旋壓加工方式。 某導(dǎo)彈電器艙的功用 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 第 6 頁(yè) 共 22 頁(yè) 導(dǎo)彈電器艙是導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵件，作為彈身一部分，它的功用是裝載有效載荷、各種設(shè)備及推進(jìn)裝置 等，并將彈體各部分連接在一起。 （ c） 成形極限和成形質(zhì)量的研究。 確定旋輪軌跡需要考慮毛坯和工件尺寸 、材料性能、旋輪形狀、進(jìn)給量和速度等諸多工藝參數(shù)的影響，目前仍依賴(lài)于生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和大量的試驗(yàn)來(lái)確定。因此，在今后的研究中，為了提高模擬計(jì)算的精度，模型應(yīng)由二維推廣到三維，從小變形剛塑性轉(zhuǎn)向大變形彈塑性，并且充分考慮邊界條件非線(xiàn)性影響的方向發(fā)展。 旋壓成形是局部連續(xù)塑性變形過(guò)程 ， 其中包括物理非線(xiàn)性、幾何非線(xiàn)性 ， 具有復(fù)雜的邊界條件，而且在變形過(guò)程中，局部和整體的相互影響和相互制約非常復(fù)雜，因此在運(yùn)用 計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬方法研究其成形規(guī)律過(guò)程中，通常進(jìn)行了大的簡(jiǎn)化假設(shè)。 隨著旋壓技術(shù)的飛速發(fā)展 ， 在上述研究基礎(chǔ)上 ， 如果對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究 ， 將對(duì)發(fā)展旋壓理論與技術(shù)具有重要意義。 多少年來(lái)，隨著旋壓工藝應(yīng)用范圍的日益擴(kuò)大，旋壓機(jī)從結(jié)構(gòu)、性能、控制方式和品種系列等方面都在不斷的改進(jìn)和發(fā)展。 另一方面，由于個(gè)性化、復(fù)雜形狀零件的出現(xiàn)，人們對(duì)新型材料的可旋性、異形件旋壓成形以及不同預(yù)制坯旋壓加工等方面也進(jìn)行了初步探討。筒形件強(qiáng)旋過(guò)程中，筒形坯料與旋輪之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是一個(gè)螺旋式的送進(jìn)過(guò)程，旋輪與坯料局部接觸，觸區(qū)域?yàn)樾?錐面與毛坯螺旋面和柱面的相貫部分。 由于強(qiáng)力旋壓主要通過(guò)壁厚減薄實(shí)現(xiàn)，所需要的旋壓力相對(duì)普旋比較大，而旋壓力的大小是確定旋壓工藝參數(shù)、設(shè)計(jì)旋壓工具和選用旋壓設(shè)備的重要依據(jù)，因此在強(qiáng)旋研究中，求解旋壓力仍然是一個(gè)需要深入研究的課題。運(yùn)用彈塑性有限元法也模擬了旋壓件內(nèi)的殘余應(yīng)力的分布 [8]。 正是由于強(qiáng)力旋壓過(guò)程中不均勻的塑性變形，在旋壓件內(nèi)會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力的大小及其分布規(guī)律對(duì)旋壓件的使用性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用三維彈塑性有限元，以三旋輪筒形件強(qiáng)力旋壓為對(duì)象，取毛坯的 1/3 建立力學(xué)模型，考慮旋輪與毛坯及毛坯與芯模的接觸問(wèn)題，過(guò)給定旋輪初始位移進(jìn)行加載，對(duì)反旋成形過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，得到了變形區(qū)應(yīng)力與應(yīng)變場(chǎng)的基本分布規(guī)律 [5][6]。 采用三維剛塑性有限元，考慮了旋輪的幾何軌跡，旋輪與毛坯的接觸界面的形中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 第 4 頁(yè) 共 22 頁(yè) 狀，以及毛坯隨芯棒的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)筒形件反旋加工進(jìn)行了分析 [4]。特別是近幾年來(lái)，有限元法在分析強(qiáng)力旋壓成形工藝的受力分析、工藝參數(shù)的優(yōu)化和合理選擇等方面取得了很大發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的擴(kuò)展應(yīng)用 和數(shù)值分析方法向更寬領(lǐng)域的深入，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的有限元數(shù)值模擬方法和CAD/CAM 系統(tǒng)已成為現(xiàn)代塑性加工領(lǐng)域不可缺少的技術(shù)。 到目前為止，其旋壓力的計(jì)算、工藝參數(shù)的選擇和工藝合理的制定等方法還都不成熟，急待進(jìn)一步解決，以更加切合實(shí)際。而且，發(fā)現(xiàn)旋壓同樣長(zhǎng)度的工件，正旋所需的時(shí)間是反旋的兩倍，這與實(shí)際生產(chǎn)結(jié)果基本吻合。筒形件強(qiáng)力旋壓成形在生產(chǎn)薄壁超長(zhǎng)高精度筒形件時(shí)具有突出的優(yōu)點(diǎn)，故得到廣泛的應(yīng)用。塑性變形區(qū)只局限于旋輪與毛坯的接觸區(qū)域，而周?chē)鄶?shù)為彈性區(qū)，其受力狀態(tài)非 常復(fù)雜，特別是加工厚壁毛坯，出現(xiàn)內(nèi)層坯料變形不透明更增加了受力 狀態(tài)的復(fù)雜性，因此對(duì)加工坯料的厚度有一定的限制。中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 第 1 頁(yè) 共 22 頁(yè) 目 錄 1 引言………………………………………………………………………………… 1 國(guó)內(nèi)外旋壓研究現(xiàn)狀及旋壓的發(fā)展趨勢(shì) ……………………………………… 1 國(guó)內(nèi)外旋壓研究現(xiàn)狀………………………………………………………… 1 旋壓的發(fā)展趨勢(shì) ……………………………………………………………