变值成形是通过改变金属材料截面的尺寸和形状,直接制造零件或毛坯的工艺方法,是机械制造技术与轧制技术交叉复合而成的零件制造方法,具有改善工件材料组织性能、节省材料、生产率高的特点,是21世纪大力发展的技术。本文对其成形原理与设备设计理论中的若干关键问题进行了理论和实验研究。 提出了变值轧制成形的概念。探讨了变值轧制成形的基本现象和规律,初步建立了变值轧制成形的基本理论框架。分析了咬入条件、咬入角、接触角、咬入条件与接触角的关系和变值轧制成形状态下金属运动形式及速度规律,推导了变形速率的计算公式;研究了压下量对咬入角、接触角、变形区长度的影响规律,建立了轧透性判定模型和最小压下量公式。 研究了金属变形区的滑动规律。分析了接触角随工件厚度曲线变化规律和对变形区金属滑动规律的影响作用;建立了变值轧制条件下前滑、后滑、断面变化系数等参数的数学模型;分析了变值成形条件下变形区表面摩擦状态和机理,利用预位移理论解释了中性面处的摩擦机理;讨论了影响摩擦和滑动的因素。 建立了基于上限定理的设备载荷力能参数计算方法。通过建立变形区边界方程