不銹鋼管材滾珠旋壓數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、滾珠旋壓是一種連續(xù)的局部多點塑性成形工藝，成形區(qū)域相對較小，力學載荷較小，在封閉的工作模腔內(nèi)用多個滾珠代替了強力旋壓中的少數(shù)旋輪，滾珠的數(shù)目較多并分布均勻，有利于成形小直徑精密薄壁筒形件，主要應用于航空航天、機械、軍工和民用工業(yè)。目前的實際生產(chǎn)中，滾珠旋壓工藝參數(shù)的選擇主要依靠經(jīng)驗，缺乏系統(tǒng)深入的理論研究。本文針對滾珠旋壓工藝參數(shù)難于把握的現(xiàn)狀，以實驗研究和有限元數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對該工藝進行了研究，揭示了該工藝的基本成形規(guī)律，為工

2、程應用提供可靠依據(jù)。 本文從理論上對于滾珠旋壓過程的力學分析作了研究，通過建立簡化的力學模型和假設(shè)條件，得出滾珠旋壓時切向、軸向和徑向的作用力之間的關(guān)系式F<,θ><<。并根據(jù)滾珠旋壓所特有的剝皮效應，結(jié)合減薄率力學模型分析了滾珠旋壓時滾珠直徑極限值，確定了滾珠直徑選取范圍公式D<,鋼球>≈(10～15)t<,管>，實現(xiàn)了可以根據(jù)鋼球直徑來選擇成形管件坯料尺寸或根據(jù)原始坯料尺寸來選擇鋼球類型。并將理論結(jié)果

3、與實驗、有限元模擬結(jié)果進行了對比，得到了較好的吻合。 為了掌握滾珠反旋工藝中滾珠直徑、滾珠工作角、滾珠軸向進給比、凹模轉(zhuǎn)速、減薄率的優(yōu)化選取規(guī)律以及對于旋壓后薄壁管件的脹徑量的影響，本文將理論分析與實際經(jīng)驗、數(shù)值模擬相結(jié)合，得出以下結(jié)論：不銹鋼薄壁管形件在滾珠旋壓中較理想的滾珠工作角范圍是180°～20°，減薄率范圍是25％～35％，軸向進給比是0.5mm/rev，凹模轉(zhuǎn)速是420r/min～450r/min；還得出脹徑量隨著滾