普通缩径旋压一般情况下是单一旋轮进行加工,旋压过程一般是分多道次进给完成的,其加工效率会相对较低。为了提高加工效率,本文提出了双轮错距缩径旋压工艺,毛坯在主轴夹头的夹持下高速旋转,旋轮在轴向错位,分为前旋轮和后旋轮,相对于后旋轮,前旋轮的径向进给量较小,两个旋轮沿轴向同时同速度进给,因而可以在一道次完成两个下压量,是单轮旋压工作效率的两倍。本文的主要工作包括:(1)采用微元体法,根据受力平衡方程和几何关系,先推导了单旋轮旋压时,旋压力的计算公式。分析了双轮错距旋压与单轮旋压的不同之处,根据接触状态的不同,在单轮旋压旋压力计算公式的基础上,修改相关参数,得出了前后旋轮的旋压力计算公式。(2)采用八角环测力计测量了旋压三向力,设计并通过理论计算验证了八角环测力计的准确性,通过应变分析,设计了应变片的贴片位置。在不同加工参数下,利用动态应变仪及八角环测力计对三向旋压力进行测定,对试验数据进行滤波处理,并最终得到三向旋压力的数据。试验与理论计算相近,符合工程应用需要。(3)采用Abaqus中的动力、显示这一模块对不同的工艺参数下的错距缩径旋压过程进行仿真,从应力、应变、等效应力等角度与对轮旋压工艺进行了对比分析。结果表明,若从旋压壁厚的均匀性考虑,应选取对轮旋压,从旋压管坯的褶皱考虑,应选取错距旋压;同时,前后旋轮的径向进给量,轴向错距量、轴向进给量对管坯的成形质量均有影响。(4)利用正交试验方法为工艺参数优化提供相应的参考。采用数值模拟,以扩口圆弧半径、前后旋轮最大径向力与轴向进给量的比值、前后旋轮径向旋压力最大值与最小值的比值为指标,分析了三个工艺参数对三个指标的影响,并在现有水平的范围内,综合单一指标下的最优试验方案,给出了相应的最优方案。