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。