冷辗扩是一种先进的回转塑性成形工艺,具有节能、节材、高效、低噪声等优点,很好的顺应了现代塑性加工技术精密、优质、低耗、清洁、灵活的发展趋势,有着极大的经济和社会效益。目前辗扩技术中运用比较成熟的是热辗扩,而且主要是争对矩形环件或者是型面对称的环件的辗扩,对于非对称型面环件的冷辗扩还处于研究和初步开发阶段,本文通过对外梯形环件的冷辗扩工艺的设计、模拟分析和试验,对外梯形环件辗扩成形规律进行了研究。 本文根据轧制理论并在目前非对称型面环件辗扩成形的研究的基础上,通过对外梯形环件的工艺特性分析,对外梯形环件冷辗扩工艺参数进行了计算与校核,提出了外梯形环件冷辗扩成形工艺,阐述了冷辗扩成形的特点,研究了影响外梯形环件成形的主要因素,并在此基础上制定合理的冷辗扩工艺参数、模具结构和毛坯尺寸。 基于弹塑性有限元理论,建立了外梯形环件冷辗扩过程的有限元分析模型。利用ABAQUS有限元分析软件所提供的ABAQUS/Explicity动力显示有限元分析模块,对外梯形环件的精密冷辗扩成形进行了三维弹塑性有限元显示模拟分析,总结了冷辗扩过程中材料流动的规律、应力和应变的关系,并通过对模拟结果出现的缺陷进行了分析,找出缺陷产生的原因,并通过对工艺参数进行合理的修改减小或者消除缺陷。 试验在D56G90型辗环机的基础上完成,试验内容包括设计外梯形环件的冷辗扩模具,即驱动辊和芯辊设计,进给和控制参数的调整。提出了模具设计的要点,并通过试验,对有限元模拟结果进行了验证,最终得到了合格的环件。试验表明,本文提出的工艺是可行的,有限元模拟结果是正确的,为今后同类型的环件的辗扩提供了参考。