對異形滾子的拉拔過程進行有限元分析

　　異形滾子是指橫截面為非圓形的滾子，廣泛應用于航空航天、航海、飛機、汽車、運載火箭等領域。

　　異形滾子的不規(guī)則性造成加工工藝和分析方法有很大的局限性。本文利用軟件對異形滾子的拉拔過程進行有限元分析，以獲得拉拔參數(shù)。

　　1.拉伸模的準備

　　拉伸模的主要部件是模芯和模套。模芯作為工作接觸面，對材料性能要求高，所以選用硬質合金。

　　2.繪圖原則

　　拉深屬于壓力加工的范疇，拉深過程具有復雜的多非線性耦合問題，包括接觸、幾何邊界和材料非線性。在拉伸過程當中，坯料穿過拉伸模具的五個區(qū)域，形成異形滾子。

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　　有限元分析模型的建立與分析

　　(1)三維模型的建立。使用三維軟件構建異形滾子拉伸過程的模擬圖。

　　(2)有限元模型的建立。

　　(3)拉拔過程當中的變形分析。在拉深過程當中，坯料的塑性變形主要在工作區(qū)內完成，獲得所需的形狀和尺寸。這個面積不僅影響材料的性能和尺寸，還影響拉拔力、拉拔模具的壽命和潤滑膜的厚度。它是整個繪圖過程當中的關鍵區(qū)域。

　　工作區(qū)的模具角度α是拉深的主要參數(shù)之一。當角度α過大時，變形區(qū)金屬流線變化較快，造成附加剪切變形量變大，從而造成拉拔力變大，產(chǎn)生非接觸變形。其次，模具角度α越大，工作區(qū)域的應力就會越大，工作區(qū)域的潤滑劑含量會大大下降，使?jié)櫥瑮l件惡化，產(chǎn)生的熱量增加，拉延產(chǎn)品的整體尺寸和表層質量變差。當角度α過小時，坯料與模芯模壁的接觸面比較大，增加了拉深過程當中的摩擦力。

　　所謂優(yōu)區(qū)間，其大小并不固定，當繪制過程當中的條件發(fā)生變化時，其值也隨之變化。例如，隨著異形滾子拉伸過程當中變形的增加，模具角度值也增加。這是因為變形量的增加會增加毛坯與?？椎慕佑|面，造成摩擦力的增加。為了減少它們之間的接觸表層，可以相應地增加模具角度值。