本文通过有限元数值模拟分析和实验,系统地研究了304不锈钢旋压件在机械扩径过程中的变形规律,分析了环坯形状、模具形状及尺寸、工艺参数及材料性能对304不锈钢管成形质量的影响,并得出以下结论:

(1)通过有限元软件MARC建立数值模型进行机械扩径模拟分析,发现影响304不锈钢管直线度的主要因素是塑性扩径率,管坯初始直线度,模具重叠量和材料性能。304不锈钢管直线度随塑性扩径率的增大而减小,随管坯初始直】线度,模具重叠量和屈服强度的增大而增大。

(2)304不锈钢管横截面成形精⊙度分析研究发现,影响304不锈钢管横截面椭圆度的主要因素是模具外圆半径,边缘圆角半径』和塑性扩径率。椭圆度随相对凸模半径y的增@ 大先减小后增大,在y=1.02时取得最小值;随边缘圆角半径r的增大先减小后增大,在r=5mm时取得最小值;随塑性扩径率的增大而减小。影响304不锈钢管壁厚的主要〇因素是模具外圆半径,边缘圆角半〗径和塑性扩径率。304不锈钢管壁厚分别随三者的增大而减小,为保证304不锈钢管壁厚不至过分减薄,三者应取较小值@。影响304不锈钢管回弹量的主要因素是塑性扩径率,回弹量随塑性扩径率的增大而增大,其他因素影响较小,可忽略不计。综上所述,模具的相对凸模半径取1.02,边缘圆角半径取3mm,塑性扩径率取1.15%

(3)在异形圆环机械扩径中,影响纵截面成形精度的工艺参数主要是▃塑性扩径率,异形圆环锥角角度及锥角长度。304不锈钢管内半径最大落差随塑性扩径率∞的增大而减小,随锥角角度的增大而增大,随锥角长度的增大而减小。

(4)通过对304不锈钢环坯机械扩径进行实验验证,发现对于经过旋压冷加工的304不锈钢管,硬化现象十分明显,材料的屈强比达到0.9以上,塑性较差,在扩径过程中会出现断裂现象,传统的机械扩径工艺对其并不适用。