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随着精密成形技术和材料净成形新工艺的不断发展和完善,旋压成形由于优异的产品成形性能而得到日益广泛的应用。由于三维非轴对称旋压成形工艺独特,弥补了传统旋压技术只能成形回转体零件的缺陷而在汽车、航空等领域受到越来越多的社会关注。拓宽传统旋压成形领域,开展三维非轴对称旋压工艺的研究具有非常重要的理论意义和工程应用价值。
本论文研究课题属于国家自然科学基金项目“三维非轴对称零件旋压成形理论和方法研究”(课题编号:50275054)暨广东省自然科学基金项目“三维非轴对称零件旋压成形理论和方法研究及应用”的一部分,主要研究三维非轴对称零件的成形工艺、变形机理和变形后的金属特性,为三维非轴对称零件旋压工艺参数的选择和三维非轴对称数控机床设计提供依据。
旋压是一种综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、环压、横轧和滚压等工艺特点的无切削加工工艺。
本文首先通过对旋压的工艺特点、成形原理和发展应用的研究,从不同角度对旋压技术进行新的分类,有助于从本质上掌握旋压成形工艺,促进对各种旋压方法的理论分析和实验研究、并为更多的新工艺新方法的产生提供科学依据。同时,详细介绍了三维非轴对称旋压的成形机理:使旋轮在随机床主轴作回转运动的同时,沿垂直于机床轴线方向作径向进给运动。
其次,本文介绍了影响旋压产品质量的因素,其中包括工艺装置因素、毛坯因素和工艺参数因素等等,着重讨论了旋压件成形质量的影响因素、工艺选择以及控制方法。研究结果表明,为了得到质量良好的旋压件,除了要控制好减薄率、主轴转速、芯模和旋轮之间的间隙、进给比、旋轮安装角、旋轮圆角半径等关键参数外,还必须要注意旋压温度、毛坯厚度、旋压道次与热处理等问题。
最后,本文对铝合金旋压件旋压前后的金相组织进行了对比,分析了不同非轴对称旋压方式(偏心和倾斜)下旋压件的硬度变化。