一種強(qiáng)力旋壓的可旋性分析數(shù)值方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種強(qiáng)力旋壓的可旋性分析數(shù)值模擬方法，包括：獲取旋輪、模具和板料的工藝參數(shù)，根據(jù)工藝參數(shù)計(jì)算旋輪在旋壓成形前的參考點(diǎn)M0的坐標(biāo)，根據(jù)工藝參數(shù)以及旋輪在旋壓成形前的參考點(diǎn)M0計(jì)算旋輪的軌跡，根據(jù)得到的工藝參數(shù)、旋輪在旋壓成形前的參考點(diǎn)M0以及旋輪的軌跡，并使用有限元軟件進(jìn)行有限元建模，并繪制板料的網(wǎng)格，以得到強(qiáng)力旋壓有限元模型，對(duì)得到的強(qiáng)力旋壓有限元模型進(jìn)行模擬仿真，以及與該坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的板料網(wǎng)格上的內(nèi)母線上多個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，將外母線上多個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)與對(duì)應(yīng)板料網(wǎng)格上內(nèi)母線上點(diǎn)的坐標(biāo)相減，以找出二者之間的最小差值作為板料的最小厚度。本發(fā)明可用于指導(dǎo)強(qiáng)力旋壓生產(chǎn)，并具有成本低、效率高、周期短的特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種強(qiáng)力旋壓的可旋性分析數(shù)值方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于塑性成形【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種強(qiáng)力旋壓的可旋性分析數(shù)值方法。
【背景技術(shù)】
[0002]旋壓成形具有悠久的歷史的塑性成形工藝之一，旋壓成形是利用旋輪對(duì)旋轉(zhuǎn)坯料施加壓力，使之產(chǎn)生連續(xù)的局部塑性變形而成形為所需的各種對(duì)稱(chēng)的薄壁回轉(zhuǎn)體和管件的塑性加工方法。目前已成為回轉(zhuǎn)體零件加工中優(yōu)先考慮的一種成形工藝，與其他成形方法相比，具有加工工藝柔性好、設(shè)備簡(jiǎn)單、產(chǎn)品質(zhì)量高、易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品輕量化和柔性化等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此，旋壓成形方法在航空、航天和兵器等金屬精密加工【技術(shù)領(lǐng)域】中占有重要地位。
[0003]在強(qiáng)力旋壓過(guò)程中，工件是否發(fā)生破裂是人們所特別關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題，因此，我們希望能夠事先在工藝和產(chǎn)線投入運(yùn)行之前了解給定材料毛坯的性能，包括預(yù)測(cè)出給定的材料毛坯在外力作用下，變形區(qū)和承力區(qū)所產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變和變形速率能否滿(mǎn)足變形的要求以及工件經(jīng)受強(qiáng)力旋壓而不發(fā)生破裂。所謂可旋性，是指某種金屬材料能否承受旋壓成形而不破裂，不產(chǎn)生局部失穩(wěn)和堆積等缺陷的能力?？尚允遣牧匣拘阅苤?，猶如材料的應(yīng)力極限。然而，目前針對(duì)可旋性的研究較少，在國(guó)內(nèi)外較為罕見(jiàn)，導(dǎo)致材料在旋壓過(guò)程中容易出現(xiàn)起皺和破裂的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種強(qiáng)力旋壓的可旋性分析數(shù)值方法，其目的在于，能夠在當(dāng)前軟硬件水平下為金屬材料的可旋性進(jìn)行計(jì)算，并為強(qiáng)力旋壓提供一種可靠、可信的數(shù)值模擬方法，該方法提高了板料的旋壓成形能力和零件的成形質(zhì)量，可用于指導(dǎo)強(qiáng)力旋壓生產(chǎn)，并具有成本低、效率高、周期短的特點(diǎn)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種強(qiáng)力旋壓的可旋性分析數(shù)值模擬方法，包括以下步驟:
[0006](I)獲取旋輪、模具和板料的工藝參數(shù)，包括板料的厚度h、直徑D和內(nèi)徑d，旋輪的厚度匕、圓角半徑r、初始攻角Vtl、旋輪最大直徑Droll，旋輪的轉(zhuǎn)速度《2、進(jìn)給角η和進(jìn)
給率f，以及模具的凸緣直徑Ddie、母線方程& += 轉(zhuǎn)速《1、尾頂壓*FN、尾頂直徑
cr Ir
d ；
[0007](2)根據(jù)獲取的旋輪的圓角半徑r、板料厚度h和模具的凸緣直徑Ddie計(jì)算旋輪在旋壓成形前的參考點(diǎn)M0的坐標(biāo)(Xinitial, Yinitial):
[0008]Xinitial = -Ddie/2
[0009]Yinitial = t0+r
[0010](3)根據(jù)板料的厚度h、圓角半徑r、厚度匕、模具凸緣的直徑Ddie、母線方程
【權(quán)利要求】
1.一種強(qiáng)力旋壓的可旋性分析數(shù)值模擬方法，其特征在于，包括以下步驟: (O獲取旋輪、模具和板料的工藝參數(shù)，包括板料的厚度h、直徑D和內(nèi)徑d，旋輪的厚度匕、圓角半徑r、初始攻角Vtl、旋輪最大直徑Droll，旋輪的轉(zhuǎn)速度《2、進(jìn)給角η和進(jìn)給率f，以及模具的凸緣直徑Ddie、母線方程
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可旋性分析數(shù)值模擬方法，其特征在于，步驟(3)包括以下子步驟: (3-1)獲取板料最終成形的工件的外母線方程:
X = acos α
Y = bsin a +t0 其中a為模具橢圓母線的半短軸，b為模具橢圓母線的半長(zhǎng)軸，α為模具的半錐角； (3-2)獲取旋輪和板料最終成形所生成的工件的外母線之間的交點(diǎn)P的坐標(biāo):
Xp = acos a _t0sin a cos Ψ
Yp = bsin a +t0+t0sin α sin Ψ (3-3)根據(jù)步驟(3-1)和(3-2)的結(jié)果獲取旋輪在旋壓成形過(guò)程中的參考點(diǎn)M坐標(biāo)隨半錐角α變化的方程，即獲得旋輪的軌跡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可旋性分析數(shù)值模擬方法，其特征在于，步驟(3-3)具體為，首先獲取參考點(diǎn)M和P點(diǎn)之間的連線MP與水平方向的夾角為β:
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103699727SQ201310692486
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】黃亮, 李建軍, 曾嶸, 駱文勇, 金淳, 汪志強(qiáng), 馬慧娟 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)