机械工程学报

作者：孟庆党, 赵军, 穆振凯, 张玉, 于高潮

单位：先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室(燕山大学) 秦皇岛 066004

关键词：矫直,轴,强化模型,残余挠度,往复弯曲；

基金：国家自然科学基金(51975509,52005431);河北省自然科学基金(E2020203141)资助项目

直线度是轴类零件重要的质量参数之一,矫直是轴生产过程中的一道必要工序。针对现有矫直工艺的局限性,提出中小型轴类零件旋转弯曲矫直工艺。基于通用有限元软件LS-DYNA,使用Y-U强化模型对工艺过程进行了数值模拟研究,揭示其矫直机理,探究各因素对矫直效果的影响。研究结果表明,矫直过程中材料任意质点应力均经历多次的正负交替变化,在逐渐卸载过程中使轴向任意微段的曲率逐渐趋近于零,实现其矫直。残余挠度随着弯曲量的增加而降低,当弹区比达到0.2时,残余挠度达到了最小。随着旋转速度的增加,残余挠度先减小再增大,当旋转速度与弯曲量的比值为125r/rad时,矫直效果较好。长径比、初始挠度(大小及挠曲形式)以及初始残余应力对矫直效果影响较小,采用相同的工艺参数均取得了良好的矫直效果。数值模拟结果验证了工艺的可行性,无需经过复杂的初始挠度测量,光轴和阶梯轴矫直后残余挠度均在0.1mm以内。

来源：2022年第22期

《机械工程学报》期刊编辑部

查看机械工程学报杂志2022年第22期