本文研究的初始目的是开发高效的筛板制作工艺,以薄板为原材料,先利用辊轧方法胀形,得到密集凸包件(筛板前体),再设法去掉凸包凸起部分,得到筛板。该工艺的重点内容是辊动胀形。基于模具相互运动关系类似于齿轮啮合,将辊动胀形称为啮辊胀形。根据模具摆线运动轨迹方程,结合理论计算发现凸凹模线速度与板料水平运动速度不同,且凸模运动路径上出现水滴形封闭环导致模具与板料间隙发生瞬时变化,从而加剧模具磨损、影响制件质量。讨论了密集凸包件形状及其模具设计要点,借助Deform-3D软件,在长为100 mm、宽为130 mm、厚度t=1mm的塑性板料上,尝试模拟成形5列4排(纵横对正)、边长b=10 mm、高度h≤3.5 mm的密集方形凸包件,模拟结果验证了建模过程的可靠性。通过对啮辊成形过程中成形力、等效应变、等效应力、损伤值及金属流动规律的分析可知,凸包件成形质量良好,啮辊胀形所需成形力仅是常规胀形的26.5%左右,此外,板料的塑性变形仅局限于凸包区域,凸包圆角和侧壁区域为主要变形区,且凸包圆角变形更严重,其等效应变、损伤值均最大,易出现拉裂情况。利用数值模拟,设计以轧辊半径、摩擦系数、圆角半径为试验因素的正交试验,采用极差分析法、方差分析法分别得出各工艺参数对成形结果影响的主次关系和各工艺参数对考察指标影响的显著程度及贡献率,从而找到工艺参数轧辊半径为120mm、摩擦系数为0.18、圆角半径1.6mm的最优组合。探究压料框、凸包尺寸参数两方面对凸包件成形质量的影响。结果表明,啮辊胀形装置需设有压料框;工件除凸包圆角边缘破裂,还会出现平面拱曲,h越大,工件拱曲和破裂越严重,当h≤3.3mm时,成形质量好,不存在拱曲和破裂问题;改变v能够改善破裂问题,但不能消除工件拱曲;s对工件成形质量影响最小,无明显变化。最后提出凸模设在轧辊上、凹模分布在平板上和滚式压料两种其它成形方式,发现其成形力和等效应变均比啮辊胀形大,且工件凸包轮廓均比较模糊,但滚压式啮辊胀形的成形长度理论上不受限制。