介绍了一种可以改善钢管内孔螺旋缺陷的新型冷拔模具。该模具利用金属会自动流向阻力最小方向的变形原理,使钢管内孔金属发生两次周向流动,解决了钢管内孔的螺旋问题。新模具加工出来的钢管壁厚均匀性更好,提高了钢管内表面质量,消除了后续加工过程中液压油缸缸筒的内孔尺寸波动和油缸的内孔螺旋现象,杜绝了油缸的抖动和发响情况。

基于滚轧变形理论,通过Deform-3D有限元仿真软件建立滚轧模型,对面齿轮滚轧成形过程进行分析,根据有限元仿真结果分析面齿轮齿廓主动面和被动面的金属流动情况;探究工艺参数对滚轧轮所受最大载荷的影响趋势;分析等效应变和等效残余应力在齿廓上的分布规律。结果表明,面齿轮齿廓被动面的金属流动性大于主动面的金属流动性,且在被动面齿顶易形成“突耳”;转速增大,滚轧轮最大载荷降低;进给速度增大,滚轧轮最大载荷增大;齿廓等效应变和最大残余应力变化趋势相同,随着转速的增加而增加,随着进给速度的增加而降低。这些结果为进一步实验提供了一定的参考。

为研究塑性变形体中金属流动方向与局部应力场之间的关系，首先给出塑性变形中局部应力场的平均应力梯度的近似求解算法，并计算圆柱体镦粗、圆环镦粗和正挤压塑性区等典型轴对称应力场中各点的平均应力梯度方向。将应力场中各点的平均应力梯度方向和速度方向同时可视化，并对比统计二者的相似程度，结果显示在轴对称应力场中质点的流动方向与平均应力梯度方向大致保持一致。将变形区中各点的运动分解为刚体运动和相对运动（流动）两个分量，认为刚体运动主要由工具运动决定；在不考虑刚体运动的情况下，轴对称塑性变形区中的质点流动方向与附近区域的局部应力场在该点的平均应力梯度方向大致保持一致。