芯辊进给方式对辗环成形的影响

芯辊进给速度是径轴向环形辗扩成形的重要工艺参数。本文根据热辗扩的成形特点,用锻造软件Forge对芯辊三种不同进给方式(恒定进给速度、恒定每转进给量、恒定外半径增长速度)时径轴向辗环过程进行了数值模拟,分析了三种不同的芯辊进给方式对辗环成形的影响。结果表明,芯辊以恒定外半径增长速度进给时,轧件温差为88.738℃,是三种进给方式中温差最大的。这不利于控制轧制过程中温度的稳定性。     

L形截面环件径轴向轧制过程数值模拟与工艺优化

径轴向轧制成形技术是生产大型高品质L形截面无缝环件的理想加工方法。以Deform有限元软件为平台,对L形截面环件径轴向轧制过程进行了数值模拟,揭示了L形截面环件轧制过程中折叠和凹坑缺陷的形成机理。以此为基础,对初始环件尺寸和轧制工艺进行了优化。研究结果表明:初始环件尺寸和轧制速度设计不合理是缺陷出现的主要原因;优化后的初始环件和进给速度能够消除缺陷,使环件的截面形状填充较好。     

热辗环变形区速度场规律有限元模拟

建立热辗环三维有限元模型。通过三维有限元模拟辗环轧制过程,得到了轧制过程中的变形区速度场分布以及金属流动规律;得出了芯辊进给速度和驱动辊角速度对于轧制速度的影响规律。对于合理制定辗环轧制工艺,改善辗环加工精度具有指导意义。     

CuNi90/10铜合金高颈法兰精辗成形数值模拟与试验研究

高颈法兰的颈部高度和底盘外径大，采用锻造后机加工的方法制作生产效率较低。为提高生产效率，通过对现有辗环工艺进行分析，借助有限元软件建立了高颈法兰精辗模型，并对典型规格的外径Φ159 mm的高颈法兰轧制成形过程进行了仿真分析，研究了驱动辊转速、芯辊进给速度、毛坯形式对高颈法兰轧制成形过程的影响。结果表明：增加驱动辊转速与芯辊进给速度可以减少轧制缺陷，同时采用锥形内孔可以避免内孔产生蝶型缺陷。最终确定了法兰内孔形式为锥形内孔、驱动辊转速ω=5 rad·s^-1、芯辊径向进给速度V=3 mm·s^-1。最后设计配套模具进行试验验证，完成了典型规格高颈法兰的产品试制，验证了高颈法兰碾环成形工艺的可行性。     

发动机带轮冷辗扩成形规律

研究了汽车发动机带轮冷辗扩精确成形技术,应用Simufact软件进行了有限元模拟,研究了驱动辊转速和芯辊进给速度对汽车发动机带轮冷辗扩成形力能参数和成形质量的影响.在带轮的两道次冷辗扩中,增大驱动辊转速或降低芯辊进给速度可以有效降低轧制力;驱动辊转速为14 rad·s-1,芯辊进给速度为1.4 mm·s-1时,第1道次...     

异形环件轧制的表面流线缺陷分析与控制研究

由于变形的不均匀性,异形环件环轧时极易出现各种缺陷。以某钛合金异形环件轧制出现的表面流线纹缺陷为例,利用数值模拟分析了成形过程的材料流动,并与物理实验进行对比。通过对比环轧工艺参数与速度场分布、参考点速度差的关系,探讨了产生表面流线纹的主要原因,进而得到了优化的环轧工艺参数,即芯辊进给速度为0.35 mm/s、驱动辊转速为20 r/min、驱动辊半径为500 mm。结果表明,调整轧制进给策略后,制件表面纹路完全消除,成形效果得到极大改善。     

外台阶环闭式径向轧制轴向体积流动控制策略

外台阶环件截面变化程度大,实际轧制极易出现直径过大而截面形状充填不足的现象。基于典型的外台阶环件分析了该类环件的毛坯设计原则,提出了一种新的差速进给方式,即对环件大径段和小径段采用不同的进给速度,以确保材料在轧制中沿轴线方向无流动,确保外台阶环的良好成形。利用Abaqus软件模拟了传统进给下矩形截面环坯、两种台阶截面环坯和差速进给下台阶截面环坯的材料流动情况。结果表明,毛坯设计方法和新的差速进给方法是合理的。轧制后外台阶环件的截面形状和直径尺寸达到了要求。     

工艺参数对高铁轴承外圈冷辗扩成形力能参数影响

为了实现高铁轴承外圈的精确成形,应用ABAQUS软件进行有限元模拟,系统分析了驱动辊转速、芯辊直线进给速度和轧制比对高铁轴承外圈冷辗扩成形力能参数的影响。结果显示,随驱动辊转速的提高,轧制力和轧制力矩逐渐减小;随芯辊直线进给速度的增加,轧制力逐渐增加,而轧制力矩先增加后减少;随坯料轧制比的增加,轧制力和轧制力矩逐渐增加。随后,进行了类比轧制力矩实验测试与验证,验证结果说明了本文所建立的模型的正确性。     

进给速度与轧制比对双球面环件轧制宽展变形和力能参数影响

应用Abaqus软件建立了双球面截面环件轧制三维有限元模型,分别对不同进给速度和相同进给速度、不同轧制比下的环件轧制过程进行了模拟。通过模拟比较,揭示了进给速度和轧制比对双球面环件轧制宽展变形与力能参数的作用规律。     

内沟槽环件辗压成形工艺模拟研究

针对异形截面环件壁薄、断面形状较复杂的特点,可用辗压工艺成形内沟槽环件。利用有限元数值模拟技术,研究了辗压过程中金属变形流动特点、成形规律等,并分析了轧制孔型、摩擦因数、进给速度对成形效果的影响。结果表明：采用辗压成形内沟槽环件,工艺过程简单;轧制孔型、摩擦因数对成形效果影响较大。     

端面无支撑芯辊模态及其动力响应有限元分析

利用NX Nastran对轧制矩形截面环件所用的端面无支撑芯辊进行了模态分析数值计算,得到了芯辊约束工况下的前6阶固有频率和模态振型,详细分析了各阶模态振型对芯辊工作状态的影响。简化轧制过程芯辊的受力模型,模拟分析芯辊在3种不同轧制时间作用下的节点位移与应力随时间的变化规律。同时对3种时域轧制力信号进行傅里叶变换,分析轧制力信号的频域组成对芯辊振动的影响。研究表明:芯辊的工作转速远低于其1阶临界转速,轧制过程不会引起芯辊的共振;芯辊的前6阶固有频率处于声波范围内,易造成噪声污染;轧制力相同时,不同轧制时间对芯辊的位移与应力响应无影响;轧制力信号的频域组成不会引起芯辊的共振。     

台阶锥形环件冷辗压中等效塑性应变规律研究

针对航空发动机中台阶锥形环件,以ABAQUS软件为平台,建立三维模型,研究了轧制过程中的等效塑性应变PEEQ变化情况,并根据台阶锥形环件截面特征,对关键点的等效塑性应变进行了分析,分析结果有助于研究该类零件轧制过程中金属流动规律.进一步研究发现,等效塑性应变平均值PEEQa随着芯辊进给速度的增加而减小,随着驱动辊转速的增加而增加.     

大型40Cr13环件径-轴向轧制进给曲线设计方法研究

为满足实际生产需求，保障环件在实际轧制过程中的稳定性及产品质量统一，根据大型40Cr13环件塑性变形特点，在传统轧制曲线的基础上规划了五段式轧制曲线，并根据实际生产经验提出了各阶段的芯辊进给量Δb_i,再结合环件咬入条件、锻透条件及环件直径增大速度等公式提出了各阶段芯辊进给速度V_i的计算方法，从而得出了五段式轧制曲线设计方法。选择实际订单要求尺寸设计了五段式轧制曲线，通过有限元模拟方式分析了轧制后环件精度、温度和应变分布，均能满足实际生产要求，从而验证了五段式轧制曲线的合理性。     

摩擦对异形环件热轧变形影响的有限元探讨

基于Simufact建立了大型异形截面环件辗扩成形过程的三维有限元模型,模拟计算并揭示了驱动辊、锥辊、芯辊摩擦系数对环件热辗扩过程中的等效应变、轧制力、环件尺寸的影响规律,结果表明,驱动辊摩擦系数与锥辊摩擦系数的增加均有利于外径的增加,而芯辊摩擦系数的增加则有利于内径的增加;驱动辊摩擦系数的增加会同时增加环件的径向与轴向轧制力;驱动辊摩擦系数的增加可以使环件内外表面等效应变更均匀,使变形更均匀,可以在一定程度上使塑性区更容易穿透环件壁厚。     

航空矩形环径向轧制芯辊进给曲线工程化设计北大核心CSCD

为满足航空环形锻件批量制造过程稳定性及制造产品质量一致性的要求,同时为了满足轧制过程精细化设计及产品自动轧制生产的需要,根据航空环形锻件轧制生产控制特点及实际生产经验,将芯辊径向进给曲线规划为5段折线的进给曲线,构建了径向轧制进给位移方程组{ΔH=f(v_(i),Δt_(i))、ΔH=f(D 0,d 0,D 1,d 1)},提供了每段轧制时间Δt_(i)以及初始进给速度v_(i)的工程经验值,从而求解出芯辊径向进给曲线v_(i)=f(Δt_(i)),并按照轧制理论和航空材料轧制特性,对初始轧制速度v 1、环件外径长大速度v_(ΔD)进行了校核,最终完成了环轧过程的精细化设计,从而满足了航空环形锻件工艺特性、制造特点、质量要求、自动化轧制参数的需要。     

TBM盘形滚刀刀圈轧制成形数值模拟和试验研究

为了分析盘形滚刀在轧制过程中的变形特点,以17英寸TBM盘形滚刀刀圈为研究对象,依据环件轧制工艺理论,对轧制模具主辊、芯辊和锥辊的运动参数进行了设计;基于DEFORM-3D建立了滚刀刀圈轧制成形的有限元分析模型,模拟分析了刀圈在轧制成形过程中温度场、等效应变场、几何形状和轧制力的变化规律;基于设计的工艺参数和模拟结果,开展了刀圈轧制成形试验研究,验证了研究刀圈轧制成形工艺采用数值模拟方法的可靠性。结果表明:刀圈轧制结束时,其整体温度分布由刀圈芯部到外表面梯度递增,最高温度为1200℃,最低温度为1040℃,等效应变最大值为14.4,最小值为0.178。刀圈稳定轧制阶段,径向轧制力在5×10~5N左右波动,轴向轧制力在1.5×10~5N左右波动。     

基于试验设计方法的高颈法兰轧制工艺参数优化

建立了高颈法兰封闭轧制成形的有限元模型,基于DEFORM-3D有限元软件进行了高颈法兰封闭轧制过程模拟。应用试验设计方法研究了轧件初始温度、驱动辊转速、压实辊进给速度对成形质量的影响规律。通过正交试验设计和均匀试验设计方法对工艺参数进行了优化,得到了轧制工艺参数的最优组合。     

动态有限元模拟与环轧控制策略

环轧过程控制的关键技术之一是轧制载荷的控制，轧制载荷与压力辊的进给速度密切相关，并随环件的尺寸，材料性能和轧制规程变化，本文探讨了基于动力有限元模拟的环轧过程控制策略，论述了刚粘塑性动力显式有限元的基本方法，以及环轧过程有限元模拟程序Ｈ－ＲＩＮＧ。介绍了一种环轧过程最优控制器的设计方法，该控制器可以使压力辊按要求的进给速度运动。     

TC4钛合金锥形环辗轧坯料仿真优化设计

TC4钛合金锥形环辗轧坯料对成形环件的几何(圆度、壁厚均匀性)、温度与应变分布等具有重要影响。该文针对TC4钛合金锥形环件热辗轧过程设计了"芯辊基准型"和"驱动辊基准型"两种不等壁厚锥形环坯,对传统"等壁厚型"锥形环坯进行优化;采用基于ABAQUS软件平台的建模仿真方法,模拟并揭示了辗轧过程中轧制力、成形环件圆度、壁厚均匀性及温度与应变场对3种不同环坯的响应规律。结果表明,"芯辊基准型"和"驱动辊基准型"两种锥形环坯下,辗轧过程中的轧制力较"等壁厚型"锥形环坯下的轧制力小;"芯辊基准型"、"驱动辊基准型"和"等壁厚型"锥形环坯下,成形环件表面质量、圆度、壁厚均匀性及温度分布均匀性依次变差,但应变分布均匀性依次变好。综合考虑,"芯辊基准型"锥形环坯更适合于该文TC4钛合金锥形环辗轧过程。     

外台阶截面环形铸坯热辗扩成形工艺有限元模拟

基于DEFORM软件,建立了外台阶截面环件热辗扩有限元模型,模拟分析了材质为42CrMo钢的环形铸坯热辗扩过程.结果表明:在选定的热辗扩工艺参数下,辗扩后环件表面平整光滑,无凹坑缺陷,成圆规整;与成形辊接触的环件内外层金属的流动速度大于芯部的流动速度;与成形辊接触的环件内外层金属等效应变较芯部大;在辗扩过程中,环件芯部的温度下降始终较内外层平缓,内外层金属的温度呈锯齿状下降趋势.本文的研究对外台阶截面环形铸坯热辗扩成形工艺的设计、环件质量预测与控制具有指导意义.