连杆衬套是连接发动机连杆小端与活塞销的重要部件,一般采用一道次强力旋压成形工艺制造。随着车辆动力系统进一步向大功率、轻量化、高紧凑的趋势发展,有必要采用多道次旋压成形工艺进一步提高连杆衬套的承载能力和疲劳强度以满足日益严格的工作要求。了解和掌握连杆衬套多道次旋压成形机理及规律是研究和发展该技术的关键问题。为此,本文基于ABAQUS有限元分析平台,建立了连杆衬套多道次旋压成形三维有限元仿真模型,并分析了其成形机理及主要工艺参数对成形过程的影响规律。建立了符合实际旋压成形过程并兼顾计算精度和效率的连杆衬套多道次旋压成形的三维弹塑性有限元模型,解决了其中的关键问题,并对模型的可靠性进行了验证。在此基础上,对比分析了锡青铜一道次正旋压和反旋压的成形质量,相比反旋压成形后工件引起旋端扩径严重,正旋压工件成形工件尺寸精度较好,故选取正旋压作为多道次旋压成形的旋压方式。进而研究了多道次正旋压成形过程中应力应变及工件几何尺寸的变化规律,第一道次成形过程中应力应变最大值出现在旋轮与毛坯作用区(即成形区),工件口部位置易出现扩径;第二道次应力最大值位置基本不变,而由于继承了第一道次的塑性应变,其应变最大值位置发生了一定的变化,同时旋压到口部位置时尺寸及形状精度开始变差,并出现明显的椭圆,故需要在口部留有一定的加工余量,保证工件整体尺寸及形状的精度要求。最后研究揭示了主要工艺参数,包括不同道次压下量配比、旋轮成形角、进给比、轴向错距对多道次旋压成形后工件的内、外径尺寸的影响规律。结果表明:较小道次压下量配比有利于减小第一道次工件口部扩径并提高第二道次已成形端工件的贴膜程度;第一道次旋压成形宜采用较小的旋轮成形角和较大的进给比,轴向错距对第一道次旋压成形工件内、外径尺寸几乎没有影响;在第二道次成形中,随着进给比的增大,工件内、外尺径精度提高,而在保证不发生旋轮干涉的前提下,尽可能减小旋轮轴向错距有利于提高工件内、外径尺寸精度。这些结果可为多道次旋压相关工艺参数的选取和优化设计提供工艺指导。