spinning旋压

前处理
模拟运算
后处理
前处理
模拟控制的设臵
坯料、旋轮、芯模、
尾顶块的添加和导入 工具运动的设臵 模拟步数的设臵 接触关系的设臵
检查生成数据库文件
模拟运算
模拟运算（820—）
模拟运算（1300—）
后处理
模拟结果
锥形变薄旋压模拟分析
壁厚减薄
锥形变薄旋压模拟分析
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基于Deform的锥形变薄
旋压工艺的模拟与分析
目录
1. 旋压工艺简介 2. 锥形变薄旋压模拟
3. 锥形变薄旋压模拟分析
旋压工艺简介
旋压是根据材料的塑性特点,
将毛坯装卡在芯模上并随之 旋转，选用合理的旋压工艺 参数，旋压工具（旋轮或其 他异形件）与芯模相对连续 地进给，依次对工件的极小 部分施加变形压力,使毛坯受 压并产生连续逐点变形而逐 渐成形工件的一种少、无切 削的先进塑性加工方法，广 泛地应用于回转体零件的加 工成形中。
优点：
旋压的特点
1）旋压是局部连续塑性变形，变形区很小，因此所需要的成形工艺力小，是 既省力效果又明显的压力加工方法。
2）旋压工装简单，工具费用低，而且旋压设备的调整、控制简便灵活，具有 很大的柔性，非常适用于多品种少量生产。 3）有一些形状复杂的零件，冲压很难甚至无法完成，但却适合于旋压加工。 4）材料利用率高，生产成本低。与机加工相比，可节约材料20%~50%，成本 降低30%~70%。
大转速应越慢些。 旋轮的运动轨迹
轨迹由活动样板决定，有直线、圆弧、渐开线形状。实践证
明，渐开线样板比较优越。
锥形变薄旋压模拟
工艺参数如下：
单位：SI（国际单位） 材料：AISI-1010（10#钢） 温度：常温（20℃）
锥形变薄旋压模拟
三维建模，导出.stl格式
创建新问题，设臵文件保存路径
芯模圆角半径RM RM值过大容易出现内皱；过小容易产生脱底破坏。
影响旋压成型的工艺条件
旋轮的进给速度 进给速度越大，旋压力越大，越容易产
生皱折；进给速度过小，旋轮对同一处板料碾压次数过多， 容易引起严重起皱及开裂。
转速
生产中，坯料转速按照坯料尺寸大小选择，尺寸越
旋压中广泛使用液压仿形旋压机，运动
5）旋压零件尺寸精度高，表面粗糙度容易保证。此外，经旋压成形的零件， 抗疲劳强度好，屈服点、抗拉强度、硬度都大幅度提高。
不足：
1）旋压只适用于圆筒件、圆锥件、椭圆件等轴对称的薄壁回转体零件，这 是一条很致命的限制。
2）对于单一、大量生产的零件，它不如冲压高效、经济。批量在1000件以 下时，旋压件较冲压件的成本便宜；超过1000件，旋压件比冲压件贵。 3）旋压件塑性指标下降，韧性较差、存在残余应力等。
影响旋压成型的工艺条件
坯料 旋压希望坯料的屈服点低，延展性好，加工硬化小。
可旋性大致为：纯铝最佳，其次为锌、低碳钢，再次为紫铜、 青铜、镍，不锈钢还要差一些。 相对料厚t0/d 旋轮 薄料容易起皱，极限拉深系数K随t0/d的增大 而增加；但t0/d过大，会造成开裂及形状不正。 旋轮圆角半径过小，壁厚变薄严重，易开裂；旋轮圆 角半径过大，变形区扩大，容易起皱，大的旋轮圆角半径也 会引起旋压力的增大。
等效应力
成形过程中, 随着旋轮 在毛坯上的横向进给, 毛 坯受到了旋压力的作用。 在毛坯与旋轮的接触区域, 应力最大, 达到了668MPa, 等效应力达到了材料的屈 服强度, 接触区金属在旋 压力作用下发生了塑性变 形, 并向旋轮运动方向发 生流动。
锥形变薄旋压模拟分析
等效应变
在旋轮周围的圆周上 等效应变比较大, 但其 变化幅度不大, 在远离 旋轮的初始阶段, 等效 应变几乎为0。
锥形变薄旋压模拟分析
旋压过程中, 在工件与旋轮的接触面上会产生一定的旋 压力。一般将旋压力分解为互相垂直的3 个分力,其中X 方 向的旋压力为轴向旋压力, Y 方向的旋压力为径向旋压力, Z 方向的旋压力为切向旋压力。
锥形变薄旋压模拟分析

X 方向的旋压力
Y 方向的旋压力
Z 方向的旋压力
由图可知，随着旋压过程的进行, 各向旋压分力都出现不同程度的变化，其中X向 旋压力和Y向旋压力变化程度大体一致，初始阶段变化程度较大，到某一程度趋于 稳定增加。这主要是由于在旋压进行时, 由于材料的隆起和堆积逐渐增加, 旋轮与毛 坯接触面积增大, 使得旋压的相对压下量增大的原故。在旋压力的各个分力中, Z向 旋压力和总旋压力最为相近，且远大于轴向和径向旋压力。
根据板厚变化情况旋压可分为：
conventional spinning
普通旋压 shear spinning 变薄旋压
普通旋压
旋压过程中，板厚 基本保持不变，旋压 成形主要依靠坯料圆 周方向与半径方向上 的变形来实现。
变薄旋压
旋压成形主要依 靠板厚的减薄来实 现。旋压过程中坯 料直径基本不变， 壁厚减薄。