【摘 要】
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传统的旋压技术主要用于薄壁回转体零件的成形,非圆截面薄壁零件旋压（简称“非圆旋压”）技术的出现突破了传统旋压技术的限制,为非圆截面薄壁零件的成形提供了新的工艺方法。目前的非圆旋压成形方法通常是在芯模的辅助下将薄板坯料旋压成形为非圆截面锥形件,得到的零件类型较单一且加工灵活性不高。本文基于摆动导杆机构运动（简称“摆杆运动”）原理提出了一种新型非圆旋压成形方法,该方法可在无芯模的情况下将圆筒状坯料旋压
【基金项目】
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吉林省技术攻关项目“非圆横截面薄壁零件旋压成形关键技术”（项目编号:20190302038GX）；
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传统的旋压技术主要用于薄壁回转体零件的成形,非圆截面薄壁零件旋压（简称“非圆旋压”）技术的出现突破了传统旋压技术的限制,为非圆截面薄壁零件的成形提供了新的工艺方法。目前的非圆旋压成形方法通常是在芯模的辅助下将薄板坯料旋压成形为非圆截面锥形件,得到的零件类型较单一且加工灵活性不高。本文基于摆动导杆机构运动（简称“摆杆运动”）原理提出了一种新型非圆旋压成形方法,该方法可在无芯模的情况下将圆筒状坯料旋压成形为无锥度的非圆截面薄壁零件。同时基于该方法对非圆旋压成形过程中的旋轮运动轨迹、旋压成形数值模拟以及旋压工艺等内容进行了深入研究。本文所研究的内容证明了新型非圆旋压成形方法的可行性,丰富了非圆截面薄壁零件的旋压成形方式,对促进旋压成形技术的发展具有重要意义。论文的主要内容如下:1)在对非圆截面边界进行分类的基础上选择三边圆弧形、四边圆角形及椭圆形截面作为非圆截面的代表进行非圆旋压成形研究,并分析了这三类形状的几何特点;介绍了新型非圆旋压成形方法,并将其与传统方法进行对比,分析了两者的联系与区别;介绍了基于新型非圆旋压成形方法所设计出的旋压机床,并拟定了非圆旋压成形的总体方案。2)对非圆旋压过程中的旋轮运动轨迹进行了研究。将高副低代与解析法相结合,建立了上述三种非圆截面薄壁零件旋压成形过程中旋轮运动轨迹的数学模型,并在MATLAB中验证了该模型的正确性,得到了轮盘角位移与零件角位移的精确对应关系。3)对非圆旋压成形进行了数值模拟研究。在ABAQUS软件中建立了非圆旋压有限元模型,得到了上述三种非圆截面薄壁零件的旋压仿真结果;对仿真结果进行了分析,总结了这三种旋压件的等效应力应变以及三向应变分布规律;同时分析了等距三边圆弧形截面旋压件成形过程中旋压力的变化规律。4)运用数值模拟与正交试验相结合的方式对等距三边圆弧形截面薄壁零件的旋压成形进行了工艺仿真研究,得到了主要工艺参数（轮盘轴向进给比、零件主轴转速、旋轮圆角半径以及压下量）对零件成形质量的影响规律以及各指标所对应的最优工艺参数;对四边圆角形及椭圆形截面薄壁零件进行了多道次旋压研究,发现每一道次旋压成形后两者的等效应力应变分布规律以及壁厚变化规律均具有一定的相似性。
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