帶環(huán)形凸臺薄盤形件旋壓成形規(guī)律研究

高暢，劉發(fā)美，金俊松，王新云，鄧?yán)?，龔攀，張茂，唐學(xué)峰

帶環(huán)形凸臺薄盤形件旋壓成形規(guī)律研究

高暢，劉發(fā)美，金俊松*，王新云，鄧?yán)?，龔攀，張茂，唐學(xué)峰

（華中科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院 材料成形與模具技術(shù)全國重點實驗室，武漢 430070）

探明帶環(huán)形凸臺薄盤形件旋壓成形工藝的可行性，揭示成形過程的特點、成形缺陷的類型和產(chǎn)生機(jī)制，以及工藝參數(shù)對成形極限的影響規(guī)律。基于ABAQUSExplicit有限元模型，分析成形過程中的材料流動、應(yīng)力分布、缺陷的產(chǎn)生機(jī)制和工藝參數(shù)對成形極限的影響規(guī)律。旋壓成形過程分為內(nèi)槽填充、軸向隆起和徑向擴(kuò)展3個階段，應(yīng)力場沿徑向和周向呈梯度分布，坯料在徑向擴(kuò)展階段由于受壓失穩(wěn)產(chǎn)生了凸臺凹坑缺陷。成形極限隨凸臺增厚比、盤緣寬厚比和型槽傾角的增大而增大，隨旋輪進(jìn)給比的增大，成形極限先增大后減小?？偨Y(jié)了增厚旋壓工藝的成形特征、缺陷演化機(jī)制以及工藝參數(shù)對成形極限的影響規(guī)律，為帶環(huán)形凸臺薄盤形件旋壓成形工藝的設(shè)計和優(yōu)化提供指導(dǎo)。

薄盤形件；環(huán)形凸臺；旋壓；缺陷；工藝參數(shù)；成形極限

帶環(huán)形凸臺薄盤類零件是航空航天領(lǐng)域典型的輕量化零件。采用熱模鍛+機(jī)加工等傳統(tǒng)方式制造此類零件已不能滿足高性能和低能耗的生產(chǎn)要求。近年來，特種旋壓技術(shù)得到了廣泛研究[1]，如多楔帶輪旋壓[2-5]、內(nèi)筋筒形件旋壓[6-11]、楔入旋壓[12-13]、分形旋壓[14-15]、凹槽旋壓[16-17]，以及增厚旋壓等。其中增厚旋壓利用特殊設(shè)計的旋輪對板料進(jìn)行體積成形，非常適合具有環(huán)形局部特征的薄盤類零件的成形[18]?！?br>