环形件分级扩径成形及开裂研究

赵艳华，李庆华，李付国，汪程鹏

（西北工业大学 材料科学与工程学院，陕西 西安 710072）

环形件分级扩径成形及开裂研究

赵艳华，李庆华，李付国，汪程鹏

（西北工业大学 材料科学与工程学院，陕西 西安 710072）

面对现有环件机械扩径工艺的诸多不足，分级扩径工艺得到了发展和应用。本文介绍了该工艺的基本特点，并以双级扩径工艺为研究对象，从理论上推导了扩径力和扩径行程的计算公式。采用ABAQUS软件对扩径过程进行了模拟，获得了扩径过程中材料参数对锥杆下压力的影响规律，从而验证了理论推导的准确性。为了解决环形件扩径过程中的开裂问题，运用损伤力学的临界空穴扩张比理论，并借助塑性力学方程，建立了环形件的扩径成形无开裂条件，以此作为环件预测开裂的依据，并通过实验证明了该条件的正确性。

机械制造；扩径；环件；数值模拟

1 前言

环形零件在机械设备、电器和仪表产品中，均有广泛的应用。随着环形件规格形状逐渐复杂化和尺寸大型化，研究环形件的扩径加工工艺，对提高环形件的生产设计效率和质量，推进其模具的发展与进步，具有十分重要的意义[1]。环件扩径是在模具压力作用下使环件沿径向扩张的成形工艺,属于环件深加工技术范畴。根据环件的形状要求,扩径工艺既可完成环坯的局部扩张,也可完成环坯的整体扩张。环形零件扩径的方法很多，可以在通用机械压力机、液压机或专用胀形压力机及专用装置上完成。……