變值成形原理與設(shè)備設(shè)計(jì)理論的若干關(guān)鍵問題研究.pdf

1、變值成形是通過改變金屬材料截面的尺寸和形狀，直接制造零件或毛坯的工藝方法，是機(jī)械制造技術(shù)與軋制技術(shù)交義復(fù)合而成的零件制造方法，具有改善工件材料組織性能、節(jié)省材料、生產(chǎn)率高的特點(diǎn)，是21世紀(jì)大力發(fā)展的技術(shù)。本文對其成形原理與設(shè)備設(shè)計(jì)理論中的若干關(guān)鍵問題進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。 提出了變值軋制成形的概念。探討了變值軋制成形的基本現(xiàn)象和規(guī)律，初步建立了變值軋制成形的基本理論框架。分析了咬入條件、咬入角、接觸角、咬入條件與接觸角的關(guān)系和變

2、值軋制成形狀態(tài)下金屬運(yùn)動形式及速度規(guī)律，推導(dǎo)了變形速率的計(jì)算公式；研究了壓下量對咬入角、接觸角、變形區(qū)長度的影響規(guī)律，建立了軋透性判定模型和最小壓下量公式。 研究了金屬變形區(qū)的滑動規(guī)律。分析了接觸角隨工件厚度曲線變化規(guī)律和對變形區(qū)金屬滑動規(guī)律的影響作用；建立了變值軋制條件下前滑、后滑、斷面變化系數(shù)等參數(shù)的數(shù)學(xué)模型；分析了變值成形條件下變形區(qū)表面摩擦狀態(tài)和機(jī)理，利用預(yù)位移理論解釋了中性面處的摩擦機(jī)理；討論了影響摩擦和滑動的因素。

3、 建立了基于上限定理的設(shè)備載荷力能參數(shù)計(jì)算方法。通過建立變形區(qū)邊界方程和截面速度方程，給出了變形區(qū)許可速度場和應(yīng)變速率場；研究了變形區(qū)內(nèi)塑性變形功率、速度間斷面上剪切功率和摩擦面上摩擦功率的計(jì)算方法；得到滿足Mises屈服準(zhǔn)則和Levy-Mises流動法則的上限功率計(jì)算公式、成形力矩和成形力計(jì)算公式，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證了成形力能參數(shù)計(jì)算方法的正確性。 研究了金屬橫向變形的基本規(guī)律。分析了橫向變形的形式與成因；在變形分區(qū)假設(shè)前提

4、下，基丁最小流動阻力和體積不變條件，建立了橫向變形的計(jì)算模型；通過試驗(yàn)實(shí)測值與模型計(jì)算值的比較，說明計(jì)算模型滿足應(yīng)用要求。 提出了V-H單道次成形工藝概念，將三維成形轉(zhuǎn)化為兩個二維成形分別控制和實(shí)現(xiàn)。研究了V-H單道次成形工藝、理論與數(shù)學(xué)模型；對V軋成形后形狀變化和V軋成形的穩(wěn)定性等因素進(jìn)行了探索。對V-H變值成形理論進(jìn)行了形狀仿真驗(yàn)證，建立了V-H變值成形基本理論。 提出了設(shè)備并行進(jìn)階設(shè)計(jì)的映射關(guān)系和功能性與信息量及循