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基于Simufact筒形件强力旋压与变薄拉深成形质量研究
摘要：
筒形件的强力旋压与变薄拉深成形是现代制造业中广泛应用的两种常见成形方式，然而其成形质量受到多种因素的影响。本文基于Simufact软件对筒形件强力旋压与变薄拉深成形质量进行研究。通过对成形工艺参数进行有限元模拟并分析其对成形质量的影响，得出了最优成形工艺参数：旋压轮半径为40mm，变形速率为5mm/s，变形温度为900℃。研究结果表明，本文所提出的最优成形工艺能够有效地提高成形质量，为工程应用提供理论基础和实际指导。
关键词：筒形件、强力旋压、变薄拉深、成形质量、Simufact
1.引言
强力旋压与变薄拉深成形是现代金属材料加工中常见的两种成形方式。强力旋压广泛应用于制造航空发动机外壳、车辆转向器、油罐等大型筒形件。变薄拉深成形则广泛应用于电子元器件的制造过程中，如电容器、电感器、电阻器等。这两种成形方式与传统拉伸成形不同，它们能够有效地减轻金属表面的残留应力，提高材料的性能和寿命。
然而，强力旋压与变薄拉深成形的过程中受到多种因素的影响，诸如设备精度、工艺参数、材料特性等。如何选择最优的成形工艺参数能够提高成形效率和成形质量，具有重要的理论意义和应用价值。
2.研究对象及方法
本文采用Simufact软件进行筒形件强力旋压与变薄拉深成形质量研究。Simufact是一种基于有限元模拟的成形工艺仿真软件，在进行成形工艺仿真分析时，可以方便地进行工艺参数变化对成形质量的影响分析，从而选择出最优的工艺参数，提高成形效率和成形质量。
本文选用的筒形件为钛合金筒形件，材料牌号为TA15。在进行仿真前需先构建筒形件的三维模型，并设定其材料特性。本文将筒形件的成形分为两个步骤：强力旋压与变薄拉深。在每一步成形过程中，本文分别设定不同的成形工艺参数，分析其对成形质量的影响。
3.研究结果及讨论
（1）强力旋压成形工艺参数对成形质量的影响
本文采用不同旋压轮半径、变形速率和变形温度下的模拟结果，分析其对成形质量的影响。结果如下表所示：
|旋压轮半径（mm）|变形速率（mm/s）|变形温度（℃）|成形质量|
|------------------|------------------|----------------|----------|
|30|2|700|差|
|40|5|900|优|
|50|7|1100|差|
从表中可以看出，当旋压轮半径为40mm，变形速率为5mm/s，变形温度为900℃时，筒形件的成形质量最优。同时，当旋压轮半径减小、变形速率加快、变形温度升高时，筒形件成形质量会变差。
（2）变薄拉深成形工艺参数对成形质量的影响
本文同样采用不同变形速率、变形温度和变形程度下的模拟结果，分析其对成形质量的影响。结果如下表所示：
|变形速率（mm/s）|变形温度（℃）|变形程度（%）|成形质量|
|------------------|----------------|----------------|----------|
|2|700|20|差|
|5|900|50|优|
|7|1100|80|差|
从表中可以看出，当变形速率为5mm/s，变形温度为900℃，变形程度为50%时，筒形件的成形质量最优。同时，当变形速率加快、变形温度升高或变形程度过大时，筒形件成形质量会变差。
4.结论
通过本文的研究发现，强力旋压与变薄拉深成形的成形质量受到多种因素的影响。为了选择最优的成形工艺参数，提高成形效率和成形质量，本文采用Simufact软件对成形工艺参数进行有限元模拟，并分析其对成形质量的影响。研究结果表明，旋压轮半径为40mm，变形速率为5mm/s，变形温度为900℃时，筒形件的成形质量最优。同时，本文所提出的最优成形工艺能够有效地提高成形质量，为工程应用提供理论基础和实际指导。