制造技术与机床：椭圆薄壁件的旋压成形方法研究
2023-09-21【作 者】王佰超;朱晶玉;张澧桐;刘育良;王鑫
【前 言】
非圆横截面薄壁零件是指零件表面轮廓至中心距离是变化的薄壁零件，其中最典型的为椭圆形截面薄壁类零件，其广泛应用在车辆、航空航天和能源设备等领域，例如汽车消声器、液压灌体等设备。传统椭圆形截面薄壁类零件的冲压成形和内高压成形方法虽然保证了零件的整体力学性能，但是需要模具，工艺复杂，成本高; 而焊接成型方法则是精度低，整体力学性能较差。相对的旋压成形虽然具有加工精度高、机械性能好及材料利用率高等优点，但是当前成熟的工艺方法及设备主要以加工截面为圆形的零件为主，因此近年来旋压的主要研究方向是针对复杂化的几何形状截面零件成型 方向的发展。
针对当前椭圆形截面零件成形原理所存在的缺点，文章提出一种新的椭圆形截面薄壁零件旋压成形方法，并运用解析法研究旋压过程中椭圆形截面零件与旋轮运动的关系，该方法基于机械摆动导杆运动原理不仅可以得出精确的旋轮运动轨迹，又无需采用靠模方式驱动旋轮，进而能避免其相应缺点。同时采用MATLAB 软件对该计算方法得到的旋轮运动轨迹进行了运动仿真，通过仿真分析轮盘尺寸对旋压过程的影响，为椭圆形截面零件的旋压成形的优化提供参考。
【结 语】
(1) 基于机械摆动导杆机构的运动原理，提出了一种新的非圆旋压成形方法，对椭圆形截面薄壁零件旋压过程中旋轮的运动轨迹进行了研究，得到了旋轮运动轨迹的计算方法，并完成计算。
(2) 采用数值仿真方法对该计算方法进行仿真分析，通过仿真分析了轮盘尺寸对旋压过程中速度波动以及周向进给的影响。最终得出如下结论: 对于椭圆形截面零件，在预成形零件尺寸及其他参数一定的情况下，为降低加工过程中轮盘的角速度波动，减小旋轮对零件的周向进给量、保证成形质量，轮盘长度ι1的取值应尽量接近其下限值 ι’ 1。
以下为正文：
