盤形件局部加熱旋壓增厚成形工藝研究.pdf

1、構(gòu)建環(huán)境友好型，資源節(jié)約型工業(yè)生產(chǎn)體系是現(xiàn)代化制造業(yè)的發(fā)展方向，采用現(xiàn)代化設(shè)計和生產(chǎn)手段對產(chǎn)品進行結(jié)構(gòu)、性能、制造方法等優(yōu)化是其中的重要手段。針對汽車工業(yè)中常用的薄輻板厚輪緣盤形件，本文提出了局部加熱旋壓增厚成形新工藝。該工藝結(jié)合了旋轉(zhuǎn)式板鍛成形與局部加熱的優(yōu)點，與傳統(tǒng)的沖壓或機加工成形方式相比，在確保產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和整體性能穩(wěn)定的同時能夠?qū)崿F(xiàn)盤形件的近凈成形，符合綠色制造的要求。
　　為了給該工藝過程中的熱輸入提供參考，本文建立了相應(yīng)

2、的火焰加熱高斯熱源運動控制及功率控制理論模型，并通過有限元和實驗相結(jié)合的方式對成形過程及結(jié)果進行了分析。總體而言，局部加熱旋壓增厚成形過程可以被分為兩個階段，預(yù)熱階段和增厚階段，其中預(yù)熱階段火焰加熱區(qū)域保持在板料環(huán)形邊緣不變，且由于帶有環(huán)形軋槽旋輪的進給，坯料在與軋槽傾斜表面接觸的過程中逐漸彎曲，主要發(fā)生彈性變形；隨后進入增厚階段，旋輪繼續(xù)進給，坯料邊緣被軋槽底部圓角擠壓，主要發(fā)生塑性變形，實現(xiàn)增厚，與此同時火焰也開始沿徑向移動，持續(xù)加

3、熱變形前沿。
　　有限元模擬結(jié)果表明，預(yù)熱階段對板料邊緣的加熱以及增厚階段對變形前沿的加熱使得坯料內(nèi)部形成梯度分布的溫度場，確保了變形區(qū)域材料塑性成形性能良好而非變形區(qū)域材料具備足夠剛性以支撐增厚過程的進行。與冷旋增厚相比，局部加熱旋壓變形區(qū)域材料的應(yīng)力集中情況得到明顯改善，應(yīng)力場分布更為均勻，所需成形力小，有利于實現(xiàn)大尺寸圓板件穩(wěn)定的增厚成形。
　　具體到火焰加熱對成形質(zhì)量的影響而言，預(yù)熱階段合理的溫度場峰值應(yīng)不超過500