環(huán)件冷輾擴變形規(guī)律和工藝模擬研究.pdf

1、環(huán)件冷輾擴是在室溫下進行的連續(xù)局部塑性回轉成形工藝，它具有省力、節(jié)能、節(jié)材、生產率高、生產成本低、產品質量好等顯著特點，是各類小型軸承套圈、齒圈、管接頭及其它環(huán)件精密制造新工藝。 本文通過ABAOUS/Explicit有限元模擬研究和實驗研究，從靜力學、運動學方面，深入分析了環(huán)件冷輾擴變形基本規(guī)律，研究了殘余應力分布規(guī)律，推導出了軋輥的運動參數設計公式，建立了工藝參數設計和優(yōu)化模型，為環(huán)件冷輾擴技術應用發(fā)展提供了理論和實驗依據。

2、 基于高精度拉伸試驗機上測得的軸承鋼GCr15的機械性能，建立了適合于有限元模擬分析的彈塑性本構方程。根據D56G90型冷輾環(huán)機的結構、軋輥及環(huán)件幾何尺寸、接觸條件、載荷加載、自適應網格劃分要求，建立了環(huán)件冷輾擴成形三維彈塑性動力顯式有限元模型。 應用塑性力學、塑性成形理論和有限元模擬方法，研究了環(huán)件冷輾擴鍛透過程塑性區(qū)的分布規(guī)律，導出了基于有限元模擬的環(huán)件冷輾擴鍛透條件。研究了環(huán)件冷輾擴的咬入條件，得到了摩擦與咬入條件

3、之間的關系。研究了環(huán)件冷輾擴過程中進給速度、毛坯尺寸及摩擦對寬展的影響，通過數值擬合的方法得到了環(huán)件寬展的基本公式，在D56G90型冷輾環(huán)機上對矩形截面環(huán)件進行了開式冷輾擴實驗，驗證了寬展模擬研究結果。 基于有限元模擬和實驗方法，首次進行了環(huán)件冷輾擴殘余應力的研究，得到了深溝球截面環(huán)件冷輾擴過程中殘余應力變化規(guī)律。 從運動學的角度，通過解析計算和有限元模擬，建立了矩形截面環(huán)件和深溝球截面環(huán)件冷輾擴軋輥的運動學模型，分析了

4、兩種環(huán)件的直徑變化規(guī)律，首次建立了根據冷輾擴工藝來確定導向輥運動參數的一整套設計方法；基于不同的進給控制模式，建立了相應的進給速度設計方法，分析了進給速度對成形的影響，提出了在不同輾擴階段采用不同進給規(guī)范的設計思路。 基于環(huán)件冷輾擴過程研究和有限元模擬，設計并優(yōu)化了深溝球截面環(huán)件冷輾擴中的軋輥參數、運動參數和毛坯參數，得到了環(huán)件冷輾擴過程中環(huán)件內外直徑增長規(guī)律和環(huán)件內外圓圓度變化規(guī)律。在D56G90型冷輾環(huán)機上進行了深溝球截面環(huán)