[发明专利]基于周向应变分配的异型曲面构件普旋轨迹设计方法

说明书

本发明公开了一种基于周向应变分配的基于周向应变分配的异型曲面构件普旋轨迹设计方法，首先，结合实验和模拟结果对异型曲面构件的极限周向应变进行预测；然后，计算一道次贴模过程中逐点的周向应变和最大周向应变；接着，确定多道次旋压道次数n和贴模段长度；其次，通过逐点周向应变分配策略，确定每一道次的轨迹散点，直到n个道次的轨迹散点全部确定；最后，根据椭圆法截取有效轨迹。本发明将轨迹设计参数，旋压周向应变量和构件形状相结合，提出了一种旋压轨迹综合设计方法，具有较强的普适性，能够为后期类似构件的轨迹设计提供参考。本发明适用于普旋成形轨迹的设计技术领域。

技术领域

本发明属于零件成形制造技术领域，涉及普旋成形轨迹的设计，具体地说是一种基于周向应变分配的异型曲面构件普旋轨迹设计方法。

背景技术

金属旋压技术是一种能够制作各种对称无缝的回转体零件的成形技术,具有局部连续塑性变形的特征。由于材料成本低、加工效率高、产品质量好以及模具设计简单等优点,在国防、航空和民用等领域得到了广泛的应用。

多道次旋压工艺作为一种连续不均匀的局部塑性变形，其成形质量不仅与旋轮几何形状、进给比等参数有关，而且还强烈地受到道次旋压轨迹的影响。旋压轨迹包括每一道次旋轮轨迹形式和道次数目等，由于复杂而又灵活多变，目前生产中普旋成形轨迹设计主要依赖于工程人员技术水平，常需要反复试错，设计效率低。研究文献所给出的一些方法都是针对特定构件，具有一定程度的局限性，对异型曲面构件普旋轨迹设计的指导有限。

发明内容

本发明的目的，是要提供一种基于周向应变分配的基于周向应变分配的异型曲面构件普旋轨迹设计方法，该方法综合考虑构件形状和旋压周向应变，提出了一种轨迹综合设计方法，具有较强的通用性，能够为后期类似构件的轨迹设计提供参考。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案如下：

一种基于周向应变分配的基于周向应变分配的异型曲面构件普旋轨迹设计方法，按照以下步骤顺序进行：

S1、结合实验和模拟结果对异型曲面构件的极限周向应变进行预测；

S2、计算一道次贴模成形过程中逐点的周向应变{ε_θ11,ε_θ12…ε_θ1i}和最大周向应变ε_θmax，其中i≥1；

S3、确定多道次旋压道次数n和贴模段长度，n是正整数；

S4、根据变形前后微单元体积相等得到逐点坐标和周向应变的关系式，通过逐点周向应变分配策略，确定每一道次的轨迹散点，直到n个道次的轨迹散点全部确定；

S5、根据椭圆法截取有效轨迹。

作为限定，所述步骤S1包括以下步骤：

S11、设计三条周向应变接近极限周向应变的直线轨迹进行模拟；

S12、提取三条直线轨迹凸缘的起皱度和平均壁厚减薄量、并对比，将起皱度最小、平均壁厚减薄量最少的直线轨迹所对应的周向应变作为极限周向应变ε_θcr。

作为进一步限定，所述步骤S2包括以下步骤：

S21、假设旋压前后壁厚不变，根据变形过程中微单元体积不变原理，得到变形前后微小单元横坐标x’_t和x_t的坐标关系；

S22、根据周向应变计算公式得一道次贴模成形过程中逐点的周向应变和最大周向应变。

作为更进一步限定，所述步骤S3包括以下步骤：

S31、用最大周向应变除以极限周向应变所得数值向上取整即为旋压道次数n，即