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BDF薄壁水泥管壁厚对旋压载荷的影响
来源:www.zbsgjm.com | 发布时间:2016/11/18 10:43:27 | 浏览次数:

    旋压一般适于加工中等厚度(Cr0=1-20mm)的毛坯。当毛坯厚度过大时容易造成表面不光,堆积现象明显。而毛坯厚度过小时工件的径厚比变大,工件刚度小,加工过程中容易产生鼓形,最终可能会产生鼓形失稳、工件破裂并导致旋压失败。这种现象在反旋时尤其明显。

    在MSC.Marc中设置参数如下:工件转速200r/min、旋轮进给量为0.8mm/r,旋轮向径为50mm,旋轮成形角250,i}趁轮圆角半径2mm,减薄率35%0由于本文主要研究超薄壁件旋压,BDF薄壁水泥管壁厚分别选取0.5mm,lmm,2mm的筒形件进行旋压减薄。上述条件中旋轮共转10圈,取旋轮转到2圈至10圈旋压力的平均值在同样的减薄率的情1}下,BDF薄壁水泥管壁厚越厚减薄量越大,其旋压载荷就越大。径同力由BDF薄壁水泥管壁厚为O.Smm时的4706N增大到BDF薄壁水泥管壁厚为2mm时的12750N,增大170.9%0轴向力由BDF薄壁水泥管壁厚为0.5mm时的205N增大到BDF薄壁水泥管壁厚为2mm时的3025N,增大了1375.6%。切向力由BDF薄壁水泥管壁厚为0.5mm时的154N增大到BDF薄壁水泥管壁厚为2mm时的602N,增大了290.9%。旋压合力山BDF薄壁水泥管壁厚为0.5mm时的4906N增大到BDF薄壁水泥管壁厚为2mm时的13270N,增大了170.5%。旋压合力和三向力如图3-9所示。

    随着BDF薄壁水泥管壁厚的增大,同样减薄率下旋轮与工件的接触体积增大,单位时间需要向径向、车由向和径向流动的金属增多,旋压力会随之增大。虽然BDF薄壁水泥管壁厚减小旋压力减小,有利于稳定旋川、,但是在薄壁零件在旋压过程中旋压力并不稳定。随着零件BDF薄壁水泥管壁厚的减薄,丑二件会出现鼓形失稳甚至是力夫效的状况。而厚壁1一件虽然旋压力远远大于薄壁件,但是旋压后工件成形质量好。通过有限元仿真叮以看到随时间变化的各个时刻的旋压力如图3-10所示:可以看出随着BDF薄壁水泥管壁厚的增加旋压合力不断增加,而并且随着旋压的进行旋压合力整体呈上升的趋势,但是BDF薄壁水泥管壁厚越薄,旋压力越不稳定,会出现最大旋压合力远远大于平均的旋压合力。当BDF薄壁水泥管壁厚为o.5mm时,旋压合力平均值为49061。但是很多时刻旋压合力大于6000\,旋压合力标准差二05=2876,可见旋压载荷极不稳定,容易造成对芯模和工件的冲击,这种冲击会造成工件质量差,严重时会造成工件的断裂以及对旋压机的损坏。当BDF薄壁水泥管壁厚为1二时,旋压合力的平均值为9736\,有一些时刻旋压力远远大于平均值,但是与BDF薄壁水泥管壁厚为0.}二的工件相比,旋压稳定性好。旋压合力的标准差为J,二1753。虽然载荷大于。mm工件的载荷,但是标准差远小于0mm的标准差。当BDF薄壁水泥管壁厚为2mm时,旋压合力平均值为13407N,可见随着BDF薄壁水泥管壁厚的增加,旋压载荷有大幅度的增加,但是旋压合力的标准差只有。2=976,即旋压较为稳定。旋压过程中鼓形高度较小,工件成形质量好。可见随着BDF薄壁水泥管壁厚的增加,旋压合力大幅度增加,但是旋压稳定性好,这是因为:

    相同减薄率的情况下,BDF薄壁水泥管壁厚越厚单道次旋压工件的体积越来越大。这就造成了旋压载荷随着工件BDF薄壁水泥管壁厚增加而增大。在相同直径的前提下,筒形件BDF薄壁水泥管壁厚越薄,则筒形件的径厚比越大。而径厚比直接影响着筒形件的刚度,径厚比越大,筒形件的刚度越小。在减薄旋压过程中提供的变形约束越小,在加工过程中容易产生失稳的现象,越容易发生鼓形。这就造成了旋压力不稳定的现象。虽然薄壁筒形件有鼓形,但是相对于壁厚,鼓形高度对旋压力的影响较小,不足以扭转BDF薄壁水泥管壁厚越厚旋压力越大的情况。


 
 
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