随着现代制造业的快速发展,曲线回转外形筒体类零件在航空航天、军工以及民用工业等领域被广泛应用。例如弹体、石油钻杆接头、氧气瓶等,这些零件最终状态为曲线回转形状或是在成形过程中需要制作成曲线回转外形筒体,现有的加工方法很难满足材料利用率高、加工时间短、低成本加工筒体曲线回转外形的需要。采用DEFORM-3D有限元模拟软件对辊式成形工艺不同成形参数进行数值模拟,研究了工件变形量、摩擦系数、冲头圆角、辊轮半径等参数对辊式成形极限的影响、稳定辊式成形多因素耦合关系与规律,建立不同工艺参数的辊式成形极限图;对辊式成形与传统工艺拔伸作比较。结果表明:影响辊式成形极限的因素与辊锻完全不同;辊锻的成形极限是锻件能不能咬入,而辊式成形极限是筒形件底部被穿透(冲孔)或壁部拉薄后断裂。当坯料壁部变形量大,而底较薄时,主要发生筒形件底部被穿透的问题。当坯料壁部变形量非常大,底厚较厚时,主要发生壁部拉薄后断裂的问题。当坯料壁部变形量适中,底厚较厚时,则辊式成形可顺利进行。随着变形后坯料壁厚与底厚比值的减小,可使辊式成形顺利进行的壁厚变形量增大,当变形后坯料壁厚与底厚比值达到0.5时,可使辊式成形顺利进行的壁厚变形量不再增大;随冲头与坯料间摩擦系数的增大,可增大冲头与坯料之间的摩擦力,减小冲头作用于坯料底部的力,从而可提高辊式成形极限;随坯料与辊轮间摩擦系数的减小,可减小成形时流动阻力,从而可提高辊式成形极限;辊轮半径增大,可增大坯料与辊轮间接触面积,即增大了辊轮对坯料与冲头间正压力的接触面积,从而增大了冲头与坯料间的摩擦力,减小了坯料壁部轴向拉力,有利于辊式成形的顺利进行;冲头圆角小于等于10时,坯料出现冲孔,不易成形,由于圆角半径增大,减小了坯料相应部位的应力集中,冲头圆角半径的增大有利于辊式成形的顺利进行。与传统工艺拔伸相比,通过辊式工艺可将坯料的重量减少28%,减少量将随着曲线回转外形筒体外壁长度的增加而增加。辊挤成形力可降低约50%。由于辊轮与坯料之间摩擦力减小,辊轮模具寿命大大提高。辊式成形模具复杂,制造成本高于传统拔伸成形,成形不同曲线回转外形筒体时只需更换辊轮,操作简单方便,适用于大批量生产。通过实验的方法验证了建立的辊式成形极限图的准确性,为曲线回转外形筒体类零件辊式成形工艺制定提供了依据。