多道次普旋工艺设计与仿真研究

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多道次普通旋压是一种先进的金属塑性加工技术，在航空、航天、兵器等领域中有较广泛的应用。然而，多道次普通旋压成形机理复杂，旋轮轨迹对成形规律、成形质量与加工效率具有重要的影响。在制造数字化的大趋势下，传统的以经验为主导的旋压生产方式已经不能满足需求。先进的数控旋压机开始应用，这为旋压数字化生产奠定了硬件基础，与之相适应的软件环境的建立和科学生产方式的转变就成为亟待解决的题目。本文针对成飞的GSF-450PCNC数控旋压机，研究旋压数字化成形技术，开发旋压数字化制造软件系统，对提高旋压制造水平具有重要意义。对多道次普通旋压常用的直线、圆弧、渐开线加载轨迹方式进行算法研究和设计实现，并对轨迹的凹凸性、拉压性的算法进行研究和实现，解决旋压轨迹规划的关键算法。设计开发了旋压数字化制造系统软件ASPINCAE，完成了旋压成形工艺参数的快速定义及优化、虚拟旋压、数控代码输出和基于ABAQUS/Explicit的有限元前置处理等功能。通过对有限元基本算法比较和各种参数对成形精度和计算效率的影响研究，结合多道次普通旋压的成形特点，对成形过程及模型进行简化，建立了基于弹塑性显式有限元平台ABAQUS/Explicit，既符合实际又兼顾计算精度和效率的多道次普通旋压的三维弹塑性动态显式有限元模型。该模型的建立，为仿真模拟研究多道次普通旋压成形机理和成形过程中各种工艺参数对成形质量的影响规律奠定了基础。基于上述建立的模型，通过研究分析得到直线、圆弧和渐开线加载轨迹以及不同加载方式对成形过程的的影响，并研究获得了摩擦系数、进给速率、旋轮与芯模之间的间隙等工艺参数对成形的影响，对成形性试验研究具有一定的指导意义。在多道次普通旋压的影响规律的研究基础上，以圆锥形零件为实例进行工艺性试验；验证了ASPINCAE/GSF450计算的数控代码与GSF450数控旋压机的接口连接准确，并且通过工艺试验结果研究不同加载轨迹和轨迹方式对成形的影响，得到较好的圆锥形零件成形加载轨迹和加载轨迹方式。

多道次普旋工艺设计与仿真研究

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