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新能源汽车用304不锈钢液化天然气瓶体多道次对轮强力柔性旋压工艺研究

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重型机械 2023年第4期 55-61页

作者：申宇星朱成成胡慧婧蒋红李帆曹学文杨延超张昊天徐洪忠赵升吨西安交通大学机械工程学院陕西西安710049 长安大学工程机械学院陕西西安710054 上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心广西柳州545007 西安航天动力机械有限公司陕西西安710038

为了解决新能源汽车车载液化天然气气瓶304不锈钢筒体传统的板材卷焊加工工艺存在焊缝的问题,提出多道次对轮强力柔性旋压工艺,针对20 mm厚的304不锈钢筒坯开展了多道次对轮强力柔性旋压过程的数值模拟和试验研究。利用ABAQUS软件对多... 详细信息

为了解决新能源汽车车载液化天然气气瓶304不锈钢筒体传统的板材卷焊加工工艺存在焊缝的问题,提出多道次对轮强力柔性旋压工艺,针对20 mm厚的304不锈钢筒坯开展了多道次对轮强力柔性旋压过程的数值模拟和试验研究。利用ABAQUS软件对多道次对轮强力柔性旋压工艺进行了有限元模拟,对每道次加工之后坯料的成形结果精度进行了观察,并分析了旋压过程中的材料塑性变形行为与旋压力。通过验证试验对有限元数值模型的准确性进行了评估。结果表明:在五道次对轮旋压成形过程中,前三道次的加工精度较高,后两道次的精度较低,误差标准偏差在0.07以下,壁厚均匀,筒体内外侧应力–应变呈对称分布,旋压力最大值出现在旋压第一道次,最大径向力为278.84 kN、最大轴向力为120.85 kN、最大切向力为10.63 kN。通过试验验证,模拟结果与旋转压力值之间的误差始终保持在30%以下,表明多道次对轮强力柔性旋压工艺是合理的。

关键词：新能源汽车对轮旋压 304不锈钢旋压力塑性变形

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超大型筒形件对轮强力旋压合理工艺参数研究

重型机械 2023年第6期 14-20页

作者：陈开达李帆张昊天高志杰孙浩然朱文宇赵升吨西安交通大学机械工程学院陕西西安710049

铝合金具有质轻、强度高、耐腐蚀等优点,用其制成的超大型薄壁筒形件在航空航天行业应用广泛。航天超大型铝合金薄壁筒形件目前采用拼焊的工艺,存在强度低、工作可靠性差、重量大、生产效率低等不足,为此提出采用整体厚壁环形件为原料,... 详细信息

铝合金具有质轻、强度高、耐腐蚀等优点,用其制成的超大型薄壁筒形件在航空航天行业应用广泛。航天超大型铝合金薄壁筒形件目前采用拼焊的工艺,存在强度低、工作可靠性差、重量大、生产效率低等不足,为此提出采用整体厚壁环形件为原料,使用对轮强力旋压工艺。为了研究利用对轮强力旋压工艺完成对超大型铝合金筒形件的减薄过程,采用有限元的方法分析了单一道次减薄率、坯料旋转速度、旋轮径向进给速度对坯料减薄后的圆度、减薄效果、坯料应力分布以及旋压过程中旋轮受到的反力的影响。结果显示:当减薄率在40%~50%、坯料转速在6~10 m/s、旋轮径向进给速度为0.1 mm/s时,成形件成形质量较好,而在0.1~1 mm/s的范围内提高旋轮径向进给速度时,可以有效提高生产效率,并且成形质量受影响较小。

关键词：航天超大型筒形件铝合金塑性变形对轮旋压

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大直径筒体对轮旋压技术研究现状及发展前景

航天制造技术 2022年第1期 16-22页

作者：孙于晴曹学文杨延涛白小雷西安航天动力机械有限公司西安710025

通过对近年来对轮旋压研究进展进行综述,分析了对轮旋压成形过程应力应变分布特征,总结了大直径筒体对轮旋压设备的研究进展。最后,指出了对轮旋压的研究方向及尚待开展的工作。

关键词：大直径筒体对轮旋压设备应力应变

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对轮旋压的正交试验数值模拟

锻压技术 2016年第8期41卷 154-158页

作者：席奇豪樊文欣吕伟陈东宝中北大学机械与动力工程学院山西太原030051

为研究对轮旋压工艺参数对壁厚差及扩径量的影响,根据对轮旋压的工艺特点并结合有限元平台ANSYS软件,对筒形件旋压过程进行数值模拟,建立了三维有限元模型。采用正交试验法对对轮旋压成形工艺参数进行分析,获得了影响壁厚差和扩径量的... 详细信息

为研究对轮旋压工艺参数对壁厚差及扩径量的影响,根据对轮旋压的工艺特点并结合有限元平台ANSYS软件,对筒形件旋压过程进行数值模拟,建立了三维有限元模型。采用正交试验法对对轮旋压成形工艺参数进行分析,获得了影响壁厚差和扩径量的因素主次顺序。研究结果表明,对轮旋压成形过程中,影响旋压件壁厚差因素的主次顺序为:减薄率>进给比>旋轮圆角半径;影响旋压件扩径量因素的主次顺序为:减薄率>旋轮圆角半径>进给比。

关键词：对轮旋压筒形件壁厚差扩径量旋压力

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对轮旋压技术研究进展

热加工工艺 2013年第9期42卷 115-117页

作者：曹学文张立武杨延涛牟少正韩冬西安航天动力机械厂陕西西安710025

通过对几种大直径薄壁圆筒成形工艺的对比与分析,提出了一种超大直径薄壁圆筒的工艺——对轮旋压。该工艺以旋轮取代了传统的芯模,对筒形件内外表面同时成形,完全不受大尺寸圆筒直径、壁厚以及长度的限制。对于生产超大直径薄壁圆筒具... 详细信息

通过对几种大直径薄壁圆筒成形工艺的对比与分析,提出了一种超大直径薄壁圆筒的工艺——对轮旋压。该工艺以旋轮取代了传统的芯模,对筒形件内外表面同时成形,完全不受大尺寸圆筒直径、壁厚以及长度的限制。对于生产超大直径薄壁圆筒具有重要意义,是未来大直径圆筒成形的主要的方法。

关键词：超大直径薄壁圆筒对轮旋压

对轮旋压——制造高强度精密大型管件的一种新工艺

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锻压技术 1993年第2期18卷 49-51页

作者：周显印

本文介绍对轮旋压的工艺特点、设备研制及其在高新技术产品生产中的应用。一、对轮旋压是加工大型管件的经济方法制造大直径精密管件,由于工装成本较高,只有以对轮代替芯模,这种方法才不失其经济性。图1表示对轮旋压的旋轮对的一种布置... 详细信息

本文介绍对轮旋压的工艺特点、设备研制及其在高新技术产品生产中的应用。一、对轮旋压是加工大型管件的经济方法制造大直径精密管件,由于工装成本较高,只有以对轮代替芯模,这种方法才不失其经济性。图1表示对轮旋压的旋轮对的一种布置形式。旋轮对的数量视工件内径大小而定。由于没有中央芯模,对轮旋压有许多重要特点:调整机床。

关键词：大型管件对轮旋压

大型薄壁筒形件对轮旋压成形数值模拟及成形精度分析

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锻压技术 2020年第3期45卷 47-55页

作者：王大力郭亚明李亦楠黄涛高武林郑宏伟徐恒秋长春设备工艺研究所吉林长春130012 吉林大学材料科学与工程学院吉林长春130025

为了研究对轮旋压成形机理,突破对轮旋压成形精度控制技术,采用有限元方法分析了道次减薄率、进给比、旋轮成形角以及内旋轮圆角半径等工艺参数对旋压件圆度、直线度及壁厚差的影响。结果显示:当道次减薄率Ψt=20%~30%、进给比f=1.5~2.0... 详细信息

为了研究对轮旋压成形机理,突破对轮旋压成形精度控制技术,采用有限元方法分析了道次减薄率、进给比、旋轮成形角以及内旋轮圆角半径等工艺参数对旋压件圆度、直线度及壁厚差的影响。结果显示:当道次减薄率Ψt=20%~30%、进给比f=1.5~2.0 mm·r-1、旋轮成形角αρ=25°、内旋轮圆角半径rρ内=10 mm时,旋压件成形精度最高。同时,分析了在总压下量为9 mm时,内、外旋轮在不同压下量下对成形精度的影响。结果表明:当外旋轮压下量为5 mm、内旋轮压下量为4 mm时,旋压件精度最高。最后,通过工艺实验验证了有限元仿真结果的准确性,结果显示两者偏差小于15%。

关键词：对轮旋压筒形件成形精度压下量进给比

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对轮旋压工艺

新技术新工艺 2000年第6期 23-24页

作者：肖作义山东工程学院 255012

提出了一种少无金属切削新的加工工艺——对轮旋压工艺。该工艺不仅能满足工件外表面精度的要求 ,而且还能保证内表面的精度要求 ,是对传统芯模旋压工艺的完善。这对于加工大直径、高精度的管类件具有重要的意义。

关键词：对轮旋压高精度芯棒旋压受力分析

30CrMnSiA大直径筒形件对轮旋压技术研究

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30CrMnSiA大直径筒形件对轮旋压技术研究

作者：孙于晴航天动力技术研究院

学位级别：硕士

随着科技水平的不断进步,航天技术水平日渐成为一个国家综合国力的标志,我国于2015年提出《中国制造2025》明确指出未来十年要着力研发大型运载火箭、重型运载器,提升进入空间能力。大直径筒形发动机壳体是大型、重型运载火箭的重要组... 详细信息

随着科技水平的不断进步,航天技术水平日渐成为一个国家综合国力的标志,我国于2015年提出《中国制造2025》明确指出未来十年要着力研发大型运载火箭、重型运载器,提升进入空间能力。大直径筒形发动机壳体是大型、重型运载火箭的重要组成部件,一般采用对轮旋压技术成形,该技术可成形一定直径范围内的任意直径筒形件,节省了一系列相近尺寸芯模的制造工装成本,提高了柔性制造水平。目前国外已将对轮旋压技术成功应用到航天领域,欧洲阿里安5号火箭助推器壳体的制造以及美国战神火箭固体火箭发动机的壳体制造均采用此技术,但国内对轮旋压技术研究多关于轻质合金或小直径筒形件,未见大直径高强度钢筒形件对轮旋压的研究,因此开展大直径高强度钢筒形件对轮旋压数值模拟与工艺试验对我国大型运载火箭研制具有重要意义。本文首先研究了高强度钢30CrMnSiA材料性能,通过开展热处理试验研究普通退火与等温球化退火对30CrMnSiA金相组织及力学性能的影响,在此基础上开展筒形件的可旋性试验研究,对比得出等温球化退火下30CrMnSiA力学性能、可旋性能最佳,故本文的筒形件毛坯均采用等温球化处理,以便开展后续的对轮旋压试验。随后基于有限元平台abaqus建立了30CrMnSiA大直径筒形件对轮旋压等比例有限元模型,对筒形件毛坯施加转动,四对内外旋轮作轴向进给运动,在毛坯与旋轮间的摩擦力带动下实现对毛坯壁厚的减薄,采用显式线性3D Stress六面体单元C3D8R对模型进行网格划分,对30CrMnSiA筒形件对轮旋压过程进行数值模拟,揭示了对轮旋压成形过程应力应变分布,得出旋压参数对圆度误差产生影响的主次顺序依次为:圆角半径>减薄率>进给比>成形角,旋压参数对壁厚偏差产生影响的主次顺序依次为:进给比>成形角>圆角半径>减薄率。根据数值模拟结果选出了一组最优工艺参数:圆角半径12 mm、成形角25°、进给比0.9 mm/r、减薄率25%,为对轮旋压试验的参数选取提供了参考依据。结合数值模拟的计算结果,建立了以工艺参数为输入、成形精度为输出的BP神经网络模型,以模拟结果作为样本训练神经网络预测模型,得到了工艺参数对成形质量的预测模型,实现了对圆度误差、壁厚偏差的预测,且预测结果与模拟结果误差不超过2.6%。最后开展了30CrMnSiA大直径筒形件对轮旋压工艺试验,首先进行了对轮旋压毛坯的结构设计与制造,随后通过开展30CrMnSiA大直径筒形件对轮旋压工艺试验,验证了工艺参数对成形质量的影响规律,并以数值模拟选出的最优工艺参数为试验工艺参数实现了对直径φ2m的30CrMnSiA筒形件壁厚由30mm到13.5mm的减薄,首道次壁厚偏差为0.025mm,满足旋压精度要求。本文通过开展30CrMnSiA大直径筒形件对轮旋压数值模拟与工艺试验,首次实现了大直径高强度钢的对轮旋压成形,为我国重型运载火箭发动机的壳体研制奠定了基础。

关键词：筒形件对轮旋压有限元成形精度神经网络