特种旋压成形技术

《21世纪先进制造技术丛书》序 序 前言 主要符号表 第1章 绪论 1 1.1 旋压技术的发展 1 1.2 旋压技术的应用 3 1.2.1 旋压技术在汽车零件成形制造中的应用 3 1.2.2 旋压技术在民用产品制造中的应用 6 1.2.3 旋压技术在国防中的应用 8 1.2.4 其他应用 12 1.3 金属旋压成形中的创新与创造 12 1.3.1 三维非轴对称件旋压成形技术 13 1.3.2 非圆横截面件旋压成形技术 15 1.3.3 齿形件旋压成形技术 16 1.4 旋压成形技术的分类 19 1.4.1 传统旋压成形技术的分类 19 1.4.2 特种旋压成形技术的分类 22 1.5 本章小结 24 参考文献 25 第2章 旋压成形基础工艺及其原理 29 2.1 普通旋压 29 2.1.1 工艺过程 29 2.1.2 工艺参数 30 2.2 剪切旋压 60 2.2.1 工艺过程 60 2.2.2 工艺参数 62 2.2.3 柔性旋压 70 2.3 流动旋压 73 2.3.1 工艺过程 73 2.3.2 工艺参数 74 2.3.3 错距旋压 81 2.4 对轮旋压 89 2.5 本章小结 96 参考文献 97 第3章 无芯模缩径旋压成形技术 100 3.1 缩径旋压成形特点 100 3.2 弹塑性有限元基本理论及建模关键技术 102 3.2.1 旋压成形数值模拟建模理论基础 103 3.2.2 无芯模缩径旋压数值模拟关键技术 109 3.3 无芯模缩径旋压成形机理分析 118 3.3.1 成形机理分析 118 3.3.2 不同工艺参数对旋压力的影响规律 121 3.3.3 不同工艺参数对旋压件壁厚分布规律的影响 123 3.3.4 不同工艺参数对旋压件外径尺寸的影响 126 3.4 无芯模多道次缩径旋压模拟分析 127 3.4.1 往返程旋压成形工艺特点 127 3.4.2 工件应力应变分布规律 129 3.4.3 多道次旋压成形质量分析 132 3.5 试验研究 133 3.5.1 材料力学性能试验研究 133 3.5.2 单道次旋压工艺试验研究 137 3.5.3 旋压力的电测试验研究 139 3.5.4 多道次旋压工艺试验研究 144 3.5.5 成形缺陷分析 146 3.6 本章小结 147 参考文献 148 第4章 三维非轴对称零件旋压成形技术 151 4.1 三维非轴对称管件缩径旋压成形方法 152 4.1.1 三维非轴对称零件旋压成形原理 153 4.1.2 HGPX-WSM型数控旋压机床的研制 157 4.2 三维非轴对称管件缩径旋压力的解析解 161 4.2.1 旋压力求解常用的理论方法 162 4.2.2 主应力法的基本假设和工件受力分析 163 4.2.3 旋压力计算公式的推导 164 4.2.4 非轴对称管件缩径旋压力的变化规律 169 4.3 非轴对称管件缩径旋压三维数值模拟关键技术 173 4.4 非轴对称管件单道次缩径旋压成形机理 179 4.4.1 单道次缩径旋压有限元模型的建立 179 4.4.2 单道次缩径旋压过程的应力应变分布规律 182 4.4.3 工艺参数对缩径旋压成形质量的影响 189 4.4.4 三维非轴对称管件缩径旋压力的有限元数值模拟 198 4.5 非轴对称管件多道次缩径旋压成形机理 203 4.5.1 多道次缩径旋压有限元模型的建立 203 4.5.2 多道次缩径旋压过程的应力应变分布规律 206 4.5.3 旋压道次对非轴对称管件缩径旋压成形质量的影响 211 4.6 三维非轴对称管件缩径旋压的试验研究 213 4.6.1 非轴对称单道次缩径旋压的试验研究 214 4.6.2 非轴对称多道次缩径旋压的试验研究 217 4.6.3 三维非轴对称管件缩径旋压力的试验研究 221 4.6.4 三维非轴对称旋压件显微组织的变化 228 4.7 本章小结 231 参考文献 232 第5章 非圆横截面空心零件旋压成形技术 235 5.1 非圆横截面空心零件旋压成形工艺 236 5.1.1 非圆横截面件旋压成形工艺及分类 236 5.1.2 变形难易程度分析 243 5.2 非圆横截面件旋压成形数值模拟关键技术 245 5.2.1 非圆截面件旋压成形数值模拟模型 245 5.2.2 数值模拟运算效率与精度对比研究 252 5.3 非圆横截面件旋压成形机理研究 254 5.3.1 不同类型横截面空心零件旋压成形机理研究 254 5.3.2 三边形横截面空心零件旋压成形旋压力变化规律 266 5.3.3 工艺参数对三直边圆角形零件旋压成形质量的影响 272 5.4 三边形零件旋压成形试验研究 279 5.4.1 试验设备与靠模研制 279 5.4.2 三直边圆角形零件旋压成形试验研究 281 5.4.3 三边圆弧形零件旋压成形试验研究 289 5.5 本章小结 295 参考文献 297 第6章 多楔带轮旋压成形技术 301 6.1 钣制带轮旋压成形技术及工艺特点 302 6.1.1 带轮制造方法 302 6.1.2 带轮旋压技术 304 6.1.3 多楔带轮旋压成形原理及工艺分析 307 6.2 多楔带轮旋压成形有限元实现方法及模型建立 316 6.2.1 多楔带轮旋压成形有限元建模关键技术 316 6.2.2 模型简化与假设 319 6.2.3 模拟分析模型 320 6.3 多楔带轮旋压成形数值模拟结果分析 321 6.3.1 预成形 321 6.3.2 腰鼓成形 327 6.3.3 增厚成形 331 6.3.4 预成齿 335 6.3.5 整形 341 6.4 试验成形装置设计及调试 342 6.4.1 旋轮座设计方案 343 6.4.2 旋轮组结构分析与设计 346 6.5 多楔带轮旋压工艺试验研究 350 6.5.1 试验条件 350 6.5.2 带轮旋压件成形质量评价 364 6.5.3 多楔带轮成形缺陷分析 366 6.6 本章小结 370 参考文献 371 第7章 杯形薄壁内齿轮件旋压成形技术 374 7.1 内齿轮加工成形方法及其比较 375 7.1.1 内齿轮切削加工方法 377 7.1.2 内齿轮塑性成形方法 378 7.1.3 内齿轮常用加工及成形方法的比较 379 7.2 杯形薄壁内齿轮旋压成形方法研究 380 7.2.1 内齿轮旋压成形工艺的拟定 380 7.2.2 内齿轮旋压成形建模关键技术 381 7.2.3 内齿旋压成形方法的有限元分析 388 7.3 杯形薄壁内齿旋压成形机理研究 396 7.3.1 应力应变分布情况 396 7.3.2 材料变形特点及流动规律分析 400 7.3.3 几何参数和工艺参数对材料充填情况的影响 405 7.4 杯形薄壁内齿轮旋压的试验研究 415 7.4.1 试验条件 415 7.4.2 数值模拟结果的验证 418 7.4.3 内齿轮旋压成形关键问题讨论 420 7.4.4 内齿轮旋压件显微组织和硬度的变化 432 7.5 内齿轮旋压成形工艺的优化 434 7.5.1 渐开线内齿轮成形的工艺优化 435 7.5.2 渐开线内齿轮成形工艺参数的优化 436 7.6 本章小结 442 参考文献 444