滚珠旋压成形技术PDF电子书下载

1滚珠旋压技术的发展及应用特点 1

1.1概述 1

1.2滚珠旋压工艺技术特点 7

1.2.1管件表面粗糙度好、尺寸精度高 7

1.2.2金属管件力学性能得到提高 7

1.2.3工艺方法简便、容易掌握 9

1.2.4工模具消耗低 9

1.2.5变形效率高 9

1.2.6材料利用率高、产品成本低 9

1.2.7材质自检效果 10

1.3滚珠旋压工艺的缺点 10

1.3.1零件外形和尺寸有局限性 10

1.3.2易引起不均匀变形 10

1.3.3工艺因素 10

1.3.4成本核算 10

2滚珠旋压工艺原理和基本工艺参数设定 11

2.1滚珠旋压工艺原理 11

2.2旋压工艺基本参数设定 12

2.2.1壁厚减薄率ψ 13

2.2.2旋压角α 13

2.2.3滚珠数m0的确定 15

2.2.4滚珠凹模座转速n 16

2.2.5进给速度或进给率f 16

3滚珠旋压的加工形式 18

3.1短芯头旋压 18

3.1.1短芯头旋压的原理和设备装置 18

3.1.2短芯头旋压的特点 21

3.2张力旋压 21

3.3小锥度细长管滚珠旋压 24

3.4变壁厚管形件的滚珠旋压 26

3.5单道次多排滚珠旋压 28

3.6滚珠内旋压 30

3.7内螺纹（直纹）翅片薄壁管高速拉旋成形 31

3.7.1概述 31

3.7.2内螺纹管断面结构 31

3.7.3内螺纹翅片管成形原理 32

3.7.4内螺纹翅片管成形装置 33

3.8复合管滚珠旋压 35

3.8.1复合管的应用 35

3.8.2真空压力扩散焊 37

3.9超声波振动滚珠旋压 38

3.10用滚柱代替滚珠的旋压方法 39

4滚珠旋压的运动速度 42

4.1滚珠旋压时滚珠运动速度矢量图 42

4.2滚珠旋压变形区金属质点流动速度 43

4.2.1轴向（纵向）速度分量Vz 44

4.2.2径向（向心）速度分量Vr 44

4.2.3切向（周向）速度分量Vt 45

4.3变形区金属宏观相对进给速度 46

5滚珠变薄旋压力的分析与计算 48

5.1滚珠旋压力的计算 48

5.1.1滚珠旋压变形力的特征 48

5.1.2变形区的应力分析 49

5.1.3旋压力分解与计算假定 51

5.1.4滚珠旋压变形区的接触面积 52

5.1.5滚珠旋压三向分力计算 56

5.2旋压力的其他计算方法 56

5.2.1 M.1.ROTARESCU滚珠旋压力计算法 57

5.2.2滚珠旋压力康达昌计算法 61

5.2.3应用轧制力近似计算旋压力 65

5.2.4徐洪烈旋压力计算法 66

5.2.5旋压力的简便算法 68

5.2.6旋压分力不同方法计算结果比较 69

5.3影响旋压力的因素分析 71

5.3.1旋压管件的性质对旋压力的影响 71

5.3.2壁厚减薄量对旋压力的影响 71

5.3.3管坯壁厚t0的影响 72

5.3.4滚珠轴向进给量f对旋压力的影响 73

5.3.5管件直径D0对旋压力的影响 73

5.3.6旋压角α对旋压力的影响 74

5.3.7管坯原始状态对旋压力的影响 77

5.3.8滚珠旋压变形方向对旋压力的影响 78

5.4滚珠旋压力能试验 78

5.4.1旋压力电测法的基本概念 79

5.4.2滚珠旋压力的直接测量 81

6滚珠旋压工艺参数对加工过程的影响及确定 84

6.1影响滚珠旋压工艺的参数及选择原则 84

6.2正旋压和反旋压 84

6.2.1正旋压的变形特性 85

6.2.2反旋压的变形特性 85

6.3滚珠直径（Dp）影响与选择 86

6.3.1滚珠直径（Dp）对管件表面粗糙度的影响 86

6.3.2滚珠直径对管件表面产生剥皮的影响 88

6.3.3滚珠直径的确定 91

6.4旋压角α对旋压过程的影响与确定 94

6.4.1旋压角α分析 94

6.4.2旋压角α的应用选择 96

6.5减薄率ψ的确定 100

6.5.1减薄率ψ（塑性指数）的表征 100

6.5.2减薄率对旋压壁厚偏差精度的影响 102

6.5.3金属材料的可旋性试验 104

6.5.4影响可旋性因素的分析 104

6.6进给比f和进给速度Vz的确定 106

6.7旋压模转速n 108

7滚珠旋压辅助工艺 109

7.1管坯的种类和对管坯的要求 109

7.1.1滚珠旋薄管坯的种类 109

7.1.2对管坯的要求 109

7.2管坯（件）的热处理 111

7.2.1热处理种类 111

7.2.2热处理设备 115

7.3滚珠旋压的冷却和润滑 120

7.3.1冷却和润滑的目的和方法 120

7.3.2特殊材质的表面处理 121

7.3.3热旋时的润滑 122

7.4酸洗 123

7.4.1铜及其合金酸洗 123

7.4.2镍及其合金酸洗 123

7.4.3碳钢和低合金钢的酸洗 123

7.4.4高合金钢的酸洗 124

7.4.5酸洗工艺过程 126

7.5加热旋压 126

7.5.1热旋压特点 126

7.5.2热旋压管坯来源形式和要求 127

7.5.3滚珠热旋压工艺参数及条件 128

7.5.4热旋模具材料 130

7.5.5加热和冷却装置 130

7.6旋后薄壁管矫直 130

7.6.1薄壁管矫直的必要性 130

7.6.2薄壁短管矫直机应用 132

8滚珠旋压模具装置 135

8.1旋薄模具结构形式与设计 135

8.1.1不可调整尺寸旋压模 137

8.1.2立式可调整尺寸活动模 137

8.1.3滚珠隔离圈 139

8.1.4薄壁管旋压管坯锁紧夹具 140

8.1.5卧式可调整尺寸活动模 141

8.1.6前苏联滚珠旋压专用模具 142

8.1.7卧式用可调径向尺寸的模环调整计算图 150

8.2芯模 152

8.2.1芯模的结构形式 152

8.2.2芯模的精度要求 152

8.3旋薄用模具材料及热处理 155

8.4滚珠质量 156

9滚珠旋压管形件的质量控制和缺陷分析 158

9.1滚珠旋薄管件质量要求 158

9.1.1加工精度要求 158

9.1.2使用性能要求 159

9.2旋薄管件主要质量指标及缺陷表现形式 159

9.2.1旋薄管件的直径精度公差控制 159

9.2.2旋薄管件内、外表面粗糙度 161

9.2.3表面剥皮 162

9.2.4表面裂纹与破裂 164

9.2.5表面波纹 166

9.2.6表面起皮 166

9.2.7管件表面不平整及鼓包 168

9.2.8管件轴向弯曲、扭曲 168

9.2.9管件内壁划伤 169

9.2.10管件内壁异形断面形状不充满 169

9.3旋压管件的金相组织和力学性能 170

9.3.1旋薄后金属组织的变化 170

9.3.2旋薄后力学性质的变化 171

9.3.3物理与化学性质的改变 173

9.4管件质量缺陷分析 174

10滚珠旋薄管形件的残余应力 177

10.1残余应力的形成 177

10.2残余应力对旋薄管件性能的影响 178

10.2.1旋后管材外形变化 179

10.2.2管材产生应力腐蚀 179

10.3旋薄管件残余应力分布状态 180

10.4影响残余应力的因素 181

10.4.1强力旋压工艺因素的影响 181

10.4.2旋压管件的壁厚 182

10.4.3金属的组织和性能 182

10.4.4旋压工具对材料的摩擦影响 183

10.5残余应力的消除 183

10.5.1减少不均匀变形 183

10.5.2消除应力退火 184

10.5.3成品表面处理 184

10.6残余应力的测量 184

10.6.1机械式圆环切口法 184

10.6.2物理X射线分衍射法 184

11滚珠旋压设备 186

11.1设备简述 186

11.1.1滚珠旋压机的特点 186

11.1.2滚珠旋压机设计制造的基本要求 188

11.2立式旋压机对中机构 189

11.3立式滚珠旋压机 191

11.3.1 GX—80型立式管材旋压机 191

11.3.2 GX—80 Ⅱ型立式管材旋压机 192

11.3.3 XYG15—110立式滚珠旋压机 197

11.3.4其他形式立式旋压机 200

11.4卧式滚珠旋压机 202

11.4.1车床改造成卧式滚珠旋压机 202

11.4.2 RF—20拉拔旋压卧式机 203

11.4.3 LXC40—150旋拉两用机 209

11.4.4大直径高精度薄壁圆筒体的旋压机 213

11.4.5车床改制的两功能数控旋压机 216

11.4.6将链式冷拔机改造为滚珠旋压机床 218

12滚珠旋压有限元分析 220

12.1有限元数值模拟技术 220

12.2塑性有限元法的发展 221

12.3大变形弹塑性有限元理论概要 222

12.3.1屈服准则 222

12.3.2流动准则 223

12.3.3硬化准则 224

12.3.4弹塑性本构方程 224

12.4增量形式的平衡方程与T.L.公式 225

12.4.1增量形式的平衡方程 225

12.4.2 T.L.公式 226

12.5弹塑性大变形有限元形式方程 227

12.6基本问题的处理 228

12.6.1变形体的运动描述 228

12.6.2接触问题和运动关系的处理 229

12.6.3非线性问题的处理 231

12.6.4非线性迭代的收敛判据 233

12.7 DEFORM系列软件介绍 233

12.7.1 DEFORM功能 234

12.7.2 DEFORM软件操作流程 235

12.8滚珠旋压有限元分析及数值模拟 238

12.8.1旋压过程数值模拟的意义及作用 238

12.8.2滚珠旋压的有限元分析实例 239

附录 滚珠旋压术语与符号释意 250

参考文献 251