特种旋压成形技术

本书在简要介绍旋压技术的发展及应用、金属旋压成形中的创新与创造，以及对传统旋压技术及特种旋压技术进行分类的基础上，首先对传统旋压成形技术中的拉深旋压、剪切旋压、流动旋压工艺过程及成形机理进行了阐述及分析；然后重点对无芯模缩径旋压成形技术、三维非轴对称零件旋压成形技术、非圆横截面零件旋压成形技术、多楔带轮旋压成形技术及杯形薄壁内齿轮旋压成形技术进行了全方位的介绍，并包含了目前旋压类指导书籍未曾提及的旋压成形数值模拟理论基础与实际操作细则，理论与实践并重。在分析旋压成形技术共性和普遍性规律的同时，阐述了不同旋压技术的个性及特殊性成形规律，读者通过对本书的学习能对整个旋压成形技术形成较为清晰的认识，达到触类旁通的目的。本书适于有一定旋压成形技术基础的专业工程技术人员阅读，也可以作为高等院校机械学科研究生的教材。

《21世纪优选制造技术丛书》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
4.1.2HGPX-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