錐形件雙旋輪強力旋壓的旋壓力算法建立

摘 要：針對錐形件雙旋輪強旋時由于傳統旋壓力計算方法忽略旋輪前金屬堆積而造成的較大誤差，該文提出了一種基于剪切與彎矩綜合變形的旋壓力計算方法，并進行了相關旋壓工藝實驗，利用電測法對旋壓力進行了測量，結果表明該算法所得到的旋壓力均與電測法所測量得到的旋壓力基本一致。

關鍵詞：旋壓力 強力旋壓 直徑尺寸精度 表面粗糙度

中圖分類號：TH164 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（a）-0053-03

Abstract：For the computing method of conventional spinning force sometimes has a great error by neglecting deposit metal before roller， this essay proposed a spinning force calculation method based on cut and curving force， and it is analyzed an effective and accurate way by testing a set of craft experiments. Then setting up a model on the basis of this method and conducting the stimulation test about shifty force of the projectile two rollers power spinning. The experimental results demonstrate that this experimental method can effectively increase projectile in its diametric dimensional accuracy and decrease its surface roughness on condition.

Key Words：Spinning Force；Power Spinning；Diametric Dimensional Accuracy；Ssurface Roughness

旋壓是一種先進的擠壓成形工藝。在錐形件的雙旋輪強力旋壓時，其旋壓制品的精度主要靠旋壓工藝參數的合理設定來保證。而設定合理工藝參數的依據就是旋輪所受旋壓力的大小。而目前旋壓力的計算往往只能靠著有經驗的科研人員在旋壓前進行預估性的粗略計算，由于這種計算方法忽略旋輪前金屬堆積，因而容易造成較大的誤差，不能準確計算數值，這樣就會造成旋壓制品的精度降低[1-6]。

該文提出了一種基于剪切與彎矩綜合變形的計算方法，為了驗證該算法的準確性，進行了相關的旋壓工藝實驗。通過電測法對旋輪所受徑向、軸向和切向旋壓力進行了測量。實驗結果證明了該算法的準確性。

1 旋壓力算法建立

在對錐形件的旋壓力計算前，首先要進行假設：

（1）毛坯是均勻和各向同性的。

（2）變形前后材料不發生體積變化。

（3）旋輪與毛坯之間的摩擦力忽略不計。

（4）在旋輪下的毛坯材料進行瞬間變形時，其它部分材料部變形。

（5）在變形過程中，設備和工具系統被認為是絕對剛性的。

（6）認為材料在變形區內為平面變形狀態[6]。

如圖1所示為強力旋壓變形圖，在本方法中假定錐形件強力旋壓變形時以沿芯模轉軸線方向的剪切變形為主，但同時還存在著在RZ平面和繞R軸的彎曲與反彎曲變形。

2 工藝實驗

為驗證該算法的準確性，XYQK30-500數控旋壓機對錐形工件進行了兩次旋壓工藝實驗，通過電測法對旋輪所受的旋壓力進行測量，其實驗參數如表1所示。

其實驗結果切向力、徑向力、軸向力分別如圖2、圖3、圖4所示。其中紅線表示新算法的計算值，綠線表示第一次試驗所測得的旋壓力數值，藍線表示第二次試驗所測得的旋壓力數值，黃線表示原來科研人員常用的粗略算法的計算值。從工藝實驗結果可以看出基于剪切與彎矩綜合變形的旋壓力計算方法更趨近于實測值。

3 結語

該文提出了一種基于剪切和彎矩綜合變形的錐形件強力旋壓算法。經電測法工藝實驗驗證，該方法較原有算法更為趨近于實測值。

參考文獻

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