航天大型零件旋压机筒形件支撑装置的研究

摘要

大型超长薄壁筒形件主要用于航空、航天以及兵器工业，旋压成形是制造回转体空心件一种重要方法，能够从根本消除与焊缝有关的不连续性、强度低、脆裂和拉应力集中等缺陷。随着旋压技术的发展，旋压工艺逐渐代替传统工艺来生产大型超长薄壁管件。
　　同步旋转模环旋压技术是一种全新的旋压成形技术，能够完成大直径、超长、薄壁筒形件（长度8000mm以上）的整体旋压成形。然而，在此类筒形件的旋压加工成形过程中，由于自重使其下垂变形，易导致筒形件产生抖动，严重影响筒形件质量，仅仅通过加大筒形件的预拉力无法达到预定的要求，缺少一种对筒形件的支撑装置。本文以同步旋转模环旋压机为基础，针对大直径、超长、薄壁筒形件这类工件，能够实现整体旋压成形，设计出一种随动支撑装置。
　　运用有限元软件Simufact Forming对大型超长薄壁筒形件旋压成形过程进行模拟分析，获得了筒形件在有或无支撑情况下的旋压稳定性，为支撑装置的设计提供了理论依据。
　　基于已知参数，对支撑装置的本体结构进行了设计。本文对支撑装置设计方案进行了对比分析并确定最终方案；对纵向进给伺服系统以及横向进给伺服系统进行了设计；对支架结构和底座结构进行了设计。
　　最后，运用有限元软件 ANSYSWorkbench对支撑装置的各关键零部件进行了强度与刚度分析。结果表明，各零部件结构的机械性能满足要求。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 旋压成形加工概述

1.3 旋压技术的研究和发展

1.4 随动支撑装置发展概况

1.5 旋压过程的数值模拟研究

1.6 选题的背景和意义

1.7 课题主要研究内容

1.8 本章小结

2 同步旋转模环旋压工艺有限元数值模拟分析

2.1 引言

2.2 旋压失稳分析

2.3 弹塑性有限元理论

2.4 同步旋转模环旋压工艺有限元数值模拟分析

2.5 本章小结

3 大型零件旋压机筒形件支撑装置结构设计

3.1 引言

3.2 支撑装置的整体结构设计

3.3 支撑装置技术参数确定

3.4 纵向进给系统设计

3.5 横向进给系统设计

3.6 支架结构设计

3.7 底座结构设计

3.8 本章小结

4 支撑装置关键件有限元分析

4.1 引言

4.2 支撑装置受力分析

4.3 托辊架的有限元分析

4.4 底座有限元分析

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢