梁小明， 吴神丽， 刘 凌， 姚梓萌， 焦艳梅， 柏 朗

(1.西安文理学院 机械与材料工程学院， 西安 710065； 2.陕西省表面工程与再制造重点实验室， 西安 710065)

0 引 言

冷滚打成形是一种无模无约束、加工柔性好的逐渐累积的绿色、近净塑性成形技术，但成形过程涉及多场耦合作用，使金属塑性流动的行为产生多样性，形状尺寸及质量的控制更加困难，严重制约了该项成形技术的实际应用。有限元技术的出现，为研究冷滚打成形这一复杂过程提供了有效的手段。崔克天等[1]最早在花键冷滚打成形中应用了有限元技术，研究了成形过程中塌陷缺陷产生的原因。全建辉等[2]指出了冷滚打成形花键仿真时存在的问题，分析其成形过程。李言等[3-7]利用ABAQUS软件建立了冷滚打板料、齿条的有限元模型，模拟得到了成形力大小和应力场、应变场的分布规律，通过实验验证，揭示了高速冷滚打成形时的应力、应变、温度、金属流动变化规律。崔凤奎等[8-11]运用ABAQUS仿真软件对冷滚打成形过程进行建模仿真，分析了高速精密冷滚打成形过程中的金属流动特性，及其对齿形误差成形尺寸等的影响规律，揭示了冷滚打成形过程中金属材料流动规律和齿形的成形机理。

有限元仿真已成为冷滚打成形技术研究的主要方法[12-13]，如何恰当地运用质量放大系数设置，在满足精度要求的情况下有效缩短计算时间，已是有限元仿真在冷滚打成形技术研究中能否进一步应用的关键所在。笔者依据冷滚打成形的基本原理建立有限元仿真模型，分析质量放大系数与成形精度和效率之间的关系，通过改变质量放大系数研究变形力和齿形轮廓的变化规律，确定出冷滚打成形时比较科学、合理的质量放大系数设置。……