机械工程学报

作者：蒋飞, 赵升吨, 范淑琴, 王可心, 陈超

单位：1. 西安交通大学机械工程学院 西安 710049;2. 西安交通大学西安市智能装备与控制重点实验室 西安 710049;3. 中南大学轻合金研究院 长沙 410083

关键词：钢筋,螺纹滚压,滚压设备,有限元,塑性变形；

基金：国家自然科学基金航空联合基金(U1937203)、湖南省"湖湘高层次人才"(2021RC5001)和陕西省自然科学基金面上(2023-JC-YB-353)资助项目。

面对我国对建筑钢筋的庞大需求以及钢筋两端高效精密制造出螺纹的要求，迫切需要新的加工工艺和设备来满足。分析各类螺纹滚压工艺原理、特点和工艺参数之间的关系，提出一种钢筋剥肋滚压复合新工艺。基于该工艺设计并研制了对称式剥肋滚压设备，滚压模具相位保持机构和对称机构显著提高了钢筋端头螺纹成形的可靠性和效率。通过静力学分析了主轴变形以及箱体模态。利用有限元分析了滚压过程的塑性变形情况和材料流动规律，发现滚压过程中螺纹成形的等效应变随着模具的进给而增加，在切入段集中在齿廓周围，校正段和成形段均分布在整个螺纹，且坯料芯部没有应力和应变发生。牙侧材料从底部流向顶部导致齿高逐渐变高，且牙底的轴向位移最大。在所研制的设备上开展了剥肋滚压试验，验证了剥肋滚压工艺及其设备的可行性与可靠性，结果表明适当增加钢筋的剥肋直径可消除齿顶拉尖现象，同时精确的模具中心距是保证成形螺纹尺寸精度的重要因素。

来源：2024年第8期

《机械工程学报》期刊编辑部

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