双筒形件铲旋成形应力应变场有限元分析

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1、第4卷第6期2012年月椿密成形工程JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING双筒形件铲旋成形应力应变场有限元分析赵蒙，沈国章，郭福林，李颖，李萍，袁宝国(合肥工业大学材料科学与工程学院，合肥230009)摘要：提出了双简形件旋压加工的一种新方法铲旋工艺。分析双筒形件铲旋成形过程应力应变场 分布规律是研究双简形件铲旋成形机理的基础和前提。基于有限元分析软件Deform-3D对双筒形件铲旋 成形进行数值模拟，采用该模型获得了双筒形件铲淡成形过程的应力和应变场的分布特征，并提取成形栽荷 进行分析。分析结果可为铲旋成形工艺研究和工艺参数优化提供理论依据。关键词：双

2、筒形件；铲试；有限元；应力场；应变场中图分类号：TG306文献标识码：A文章编号：1674-6457(2012)06-0110-04FEM Analysis of Stress and Strain Fields of Double Cylindrical Partsby Shovel Spinning FormingZHAO Meng SHEN Guo-zhang , GUO Fu-lin LI Ying , LI Ping YUAN Bao guo(School of Materials Science and Engineerings Hefei University of Techno

3、logy Hefei 230009,China)Abstract: A new method of spinning for double cylindrical parts is proposed which is called as shovel spinning. The analysis on distribution features of stress and strain fields is the basis of the research on shovel spinning forming of double cylindrical parts. A 3D model of

4、 shovel spinning for double cylindrical part is established based on software Deform3D The distribution features of stress and strain fields have been obtained using this model the forming load is also analyzed The result could pro vide lheoretical basis for the study of the shovel spinning process

5、and the optimization of technical parametersKey words: double cylindrical part； shovel spinning! finite element； stress field； strain field双筒形零件在航空、军工、汽车以及民用等领域 有广泛应用，如汽车空调离合器带轮、发动机减震粘 帶轮。该类零件常规的加HT.艺有3种：锻造毛 坯采用车、铳、磨等机加工出零件，这种方法不能使 双筒壁保证较高的同心度，材料利用率低，成本高； 冲压工艺加工出内筒和外筒，再将其与法兰盘焊接. 这种方法易产生焊接缺陷，双筒同心度不能保

6、证，零 件的平衡度差；离心铸造或熔模铸造，这种方法成本 较高，不适用后期加工。这些传统加T方法存在以下缺点:材料利用率低，零件精度低，生产率低。旋斥是成形筒形件的最佳方法，具有柔性好、材 料利用率高和成本低廉等优势，但常规的旋圧 工艺难以加工出双筒形零件。山此在常规旋压理论 的基础上，通过对直筒类零件在旋压过程中材料流 动情况进行深入研究，提出一种待种旋压成形工 艺一铲旋技术，即利用材料边铲边聚的方法，使 平板毛坯上材料转移到高度方向，直接从圆形毛坯 成形出双直筒壁。该工艺具冇材料流动范围大、距第4卷第6期2012年月第4卷第6期2012年月收稿日期：2012-09-10基金项目：合肥工业大学大学生创新性实聆计划项a (2O11CXCY1O4)作者简介：赵蒙(1991一).男.河南南阳人，硕士研究生.主要研丸方向为林密炬桂成形工艺及仿几.