对异形滚子的拉拔过程进行有限元分析

　　异形滚子是指横截面为非圆形的滚子，广泛应用于航空航天、航海、飞机、汽车、运载火箭等领域。

　　异形滚子的不规则性造成加工工艺和分析方法有很大的局限性。本文利用软件对异形滚子的拉拔过程进行有限元分析，以获得拉拔参数。

　　1.拉伸模的准备

　　拉伸模的主要部件是模芯和模套。模芯作为工作接触面，对材料性能要求高，所以选用硬质合金。

　　2.绘图原则

　　拉深属于压力加工的范畴，拉深过程具有复杂的多非线性耦合问题，包括接触、几何边界和材料非线性。在拉伸过程当中，坯料穿过拉伸模具的五个区域，形成异形滚子。

　　有限元分析模型的建立与分析

　　(1)三维模型的建立。使用三维软件构建异形滚子拉伸过程的模拟图。

　　(2)有限元模型的建立。

　　(3)拉拔过程当中的变形分析。在拉深过程当中，坯料的塑性变形主要在工作区内完成，获得所需的形状和尺寸。这个面积不仅影响材料的性能和尺寸，还影响拉拔力、拉拔模具的寿命和润滑膜的厚度。它是整个绘图过程当中的关键区域。

　　工作区的模具角度α是拉深的主要参数之一。当角度α过大时，变形区金属流线变化较快，造成附加剪切变形量变大，从而造成拉拔力变大，产生非接触变形。其次，模具角度α越大，工作区域的应力就会越大，工作区域的润滑剂含量会大大下降，使润滑条件恶化，产生的热量增加，拉延产品的整体尺寸和表层质量变差。当角度α过小时，坯料与模芯模壁的接触面比较大，增加了拉深过程当中的摩擦力。

　　所谓优区间，其大小并不固定，当绘制过程当中的条件发生变化时，其值也随之变化。例如，随着异形滚子拉伸过程当中变形的增加，模具角度值也增加。这是因为变形量的增加会增加毛坯与模孔的接触面，造成摩擦力的增加。为了减少它们之间的接触表层，可以相应地增加模具角度值。