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金属旋压成形过程的分析
编辑:日照三盛机械有限公司   时间:2017-02-13

金属旋压经常用来制造那些冲压工具不能够适合其尺寸及体积的轴对称形状的工件。旋压同时也有能力生产那些深冲压无法生产出来的部件。在这篇论文中所提到的旋压就是不产生厚度变化的旋转成形过程。它生产出的成品的厚度与毛坯的几乎一样。     通过改变形状把毛坯变成所需要的产品的方法通常有旋压和冲压这两种。一个金属零件的冲压过程会受到其材料韧性的限制。与工件旋压成形有关的更多是其压应变和由于弯曲断裂和拉断所引起的成形极限。
我们选择一种简单的零件形状在各种不同的成形条件中进行实验。此零件形状是一直径为100mm的圆筒与半径95mm的球状表面通过半径17mm的圆角连接而成。这个形状与研究普通旋压[5]的转动力所用的形状相似。同时实验仍需要一个附带有20mm长的中心平板的钢制模型,以便使顶针座与模型夹紧毛坯。     金属旋压生产这个零件时所产生的应变可以认为是在两种模式的理论过程中产生的:(1)剪切成形 ,(2)等厚度变形  2.1剪切成形在剪切成形过程中,我们可以假设一个距旋转轴任意距离Rn的单元。根据选择的工件形状,该单元变形取决于它在球面的位置或者是圆角半径。如果该单元所处的表面的法线与旋转轴所成的角度为а,毛坯的厚度为t,那么剪切成形后,该单元的厚度为tcosа。当剪切成形时,工件的径向位置是保持不变的。也就是说距旋转轴的垂直距离Rn是不变的。由此可知,每个圆环单元的周长2πRn也是不变的,如果每个单元的周长是固定的,那么其周向应变εh就是0。如果现在假设体积不变,那么必定存在一个垂直于厚度应变方向的应变。因为εh为0,所以这个应变必定在径向产生。我们用dεr表示这个应变。
  金属旋压厚度的变化量为tcosа-t,由此可得到化简后的厚度方向的应变εt为(tcosа-t)/t或者cosа-1。由体积不变定律可知工程应变[3]中(1+εr)(1+εt)(1+εh)=1。由于εh=0,我们可以写成(1+εr)(1+εt)=1。代换掉εt后,我们可以写成(1+εr)(1+(cosа-1))=1。于是我们可以计算出εr。由体积不变条件,我们可以计算出相应的垂直应变εr=(1/cosа)-1。

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