机械工程学报

作者：梁郅睿, 刘东, 王建国, 张宇, 赵佳航

单位：1. 西北工业大学材料学院 西安 710072;2. 国防科技工业精密锻造与环轧技术创新中心 西安 710072

关键词：推挤强力旋压,旋轮结构,应力三轴度,有限元分析,载荷；

基金：国家自然科学基金资助项目(52101052)。

深入探讨在筒形件强力旋压成形过程中采用环形旋轮和传统旋轮时在旋压成形特征上产生的差异及其对坯料变形的影响。设置干涉试验对比分析两种旋轮在成形过程中产生的变形区在几何上的差异；通过有限元分析方法，模拟两种旋轮的推挤强力旋压成形过程，给出旋压力的计算方法，分析变形区的状态、旋轮载荷和芯轴负载的变化规律和两种旋轮在推挤强力旋压成形后坯料的几何特征。研究发现，相同成形条件下推挤强力旋压配合环形旋轮的应用产生更大的载荷，成形过程表现出更显著的压应力状态和较小的等效塑性应变梯度。具体试验结果如下：在压下量相同时，环形旋轮的使用使干涉包角扩大约1.5倍；环形旋轮和芯轴在推挤旋压过程中承受更大的载荷，约为传统旋轮成形过程的1.5倍；环形旋轮在推挤强力旋压中产生的应力三轴度更低且更均匀：R16、R17、R18位置的应力三轴度最大差值分别为：0.55、0.39、0.74；环形旋轮成形后产生的回弹量(0.15 mm)约为传统旋轮(0.35 mm)的43%，且壁厚均匀度更好；环形旋压成形获得的坯料沿圆周方向壁厚误差小于0.001 mm；环形旋轮促进了坯料的扭转变形并优化了扭转的均匀性。

来源：2025年第24期

《机械工程学报》期刊编辑部

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