盘形件轮缘热旋压对称增厚成形研究

摘要

汽车产业，作为国民经济的支柱产业，受限于汽车自重过大带来的安全隐患、能量损耗和环境污染等诸多问题，迫切需要实现汽车轻量化设计以满足目前的发展需求。而旋压成形技术作为一种先进的特种成形技术，具有成形条件好、材料利用率高、产品性能强、使用范围广、尺寸偏差小等诸多优点，必将在未来制造业的发展中发挥越来越重要的作用。 本文在加热条件下通过旋压对称增厚方法将圆形板料成形得到薄辐板厚轮缘盘形件，借助ABAQUS仿真软件建立有限元模型并结合具体实验来研究整个旋压对称增厚成形过程，包括成形过程中材料的变形特征，不同工艺参数对成形过程的影响以及不同参数条件下增厚成形呈现的不同变形过程。 结果表明，在热旋压对称增厚成形过程中径向旋压分力逐渐增大，而轴向和切向的旋压分力相对较小，同时不同的参数条件下轴向旋压分力呈现出不同的变化趋势。坯料温度在成形过程中会略微下降，初始加热温度为900℃时增厚成形过程中坯料整体温度基本保持在850℃以上。对工艺参数的研究表明，摩擦系数μ和型槽倾角α取较小值时有利于成形，而转速ω和进给速度ν更适合取相对较大值。当初始温度T0较高时，坯料表现出更好的成形性能，且成形力也会明显降低。随着坯料长厚比γ和成形增厚比η的变化，旋压对称增厚成形呈现了不同的变形特征。当γ过大时，成形易出现屈曲失稳现象；当η过大时，成形易出现鼓起失稳现象。最后本文根据模拟结果总结归纳得到不同坯料长厚比γ和成形增厚比η下的成形分区图。

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