坯料壁厚对曲线回转外形筒体辊挤成形的影响

针对辊挤成形,利用Deform-3D软件进行数值模拟,研究了坯料壁厚对曲线回转外形筒体成形的影响,分析了辊挤过程中坯料的等效应力以及载荷的特征。结果表明:随着坯料壁厚的增加,变形区面积增加、变形力也随之增大,金属流动越困难,不利于成形;随着坯料壁厚的增加,载荷增大、行程增大、辊挤成形设备承受载荷相对较大,成形设备寿命缩短;壁厚减薄量小于16. 5 mm时,成形初期金属流入飞边槽的体积少,中后期时金属逐渐充满型槽和飞边槽,产生的飞边大小一致,变形均匀;壁厚减薄量等于16. 5 mm时,金属不仅充满型槽和飞边槽,且流向辊缝,得到薄飞边,不利于2道次消除飞边。     

辊轮飞边槽开口角度对辊式成形筒体质量的影响

利用Pro-Engineer 3D构建了飞边槽开口角度为50°～110°的辊式成形模型,采用Deform-3D软件对辊式成形纯铝坯料的变形行为进行了有限元数值模拟。结果表明,当飞边槽开口角度从50°增大到110°时,飞边槽内金属变形均匀系数呈现先降低后升高的趋势;当飞边槽开口角度为50°时,产生的飞边最高,飞边槽内金属变形均匀系数最大,即变形最不均匀,第2道次整形后飞边处产生了折叠;随着飞边槽开口角度的增大,飞边的高度逐渐降低,第2道次整形后飞边处的折叠逐渐减少,飞边槽开口角度大于90°后折叠消失;当飞边槽开口角度为100°和110°时,由于飞边槽较宽,第2道次整形过程中部分金属流入整形辊轮飞边槽,造成整形后坯料壁厚不均匀。因此,飞边槽开口角度为90°左右时成形质量最好。     

辊轮飞边槽圆角半径对筒形件辊挤成形质量的影响

为了改善筒形件辊挤成形时的变形均匀性,避免辊挤缺陷的产生,建立了三维实体模型,对纯铝筒体毛坯辊挤成形进行了数值模拟,研究了不同飞边槽圆角半径时辊挤成形的变形行为.模拟结果表明,经过第1道次辊挤成形,随飞边槽圆角半径增大,坯料的变形均匀性因子呈现先减小后增大的趋势,当圆角半径为5 mm时变形均匀性因子最小,变形最均匀;第...     

变壁厚筒形件辊挤成形数值模拟分析

筒形件的辊挤成形工艺是一种用小锻造设备成形变壁厚筒形锻件的塑性加工新技术。采用热力耦合刚塑性有限元软件Deform-3D对辊挤成形进行了数值模拟,分析了辊挤过程中辊轮受力的变化规律,研究了飞边的形成以及辊挤件口部形貌对成形质量的影响。结果能为筒形件辊挤成形工艺的制定提供参考。     

曲线回转外形筒体零件无飞边辊轮引伸新技术

为解决曲线回转外形筒体零件辊挤成形过程中产生飞边的难题,开发出一种该类零件的两道次无飞边辊轮引伸新技术。对辊轮的结构参数(飞边槽开口角度、飞边槽转角圆角半径)进行优化,在分析各参数自变化条件下去飞边工序的变形均匀性及辊轮所受径向载荷的基础上,结合模拟的充填情况确定了最优的辊轮关键结构参数;对比新旧两种成形工艺,新工艺下辊轮所受径向载荷降低28.66%,为曲线回转外形筒体零件无飞边成形工艺提供了理论依据。     

曲线回转外形零件辊挤成形过程的数值模拟研究

为解决曲线回转外形零件加工时材料利用率低、加工工时多和生产成本高等问题,针对零件几何形状特点,制定了辊挤成形方案。采用三维刚塑性有限元分析软件Deform-3D对该零件辊挤成形过程进行数值模拟,得到了变形过程的金属流动规律,分析了变形温度、摩擦系数、辊挤速度对成形过程的影响,优化了工艺参数,为生产提供了有利的依据。     

高线中轧区的辊缝调整

中轧区辊缝调整不当易使轧件在进一步扭转及后续轧制过程中产生表面折叠,为了减少折叠缺陷的产生,确定了高线中轧区合适的宽展模型,在满足孔型充满度条件下计算出辊缝调整的极限区间。参照辊缝调整区间,建立合理的有限元模型,模拟轧件在高线中轧区轧制变形过程,根据模拟结果,分析轧件变形及金属局部流动状况。研究发现,当中轧区辊缝超出调整范围时,金属横向变形过大,轧件容易产生耳子。辊缝调整范围在实际应用后发现可以有效减少表面折叠。     

精密Ω形丝的辊模孔型设计

在分析Ω形丝的形状特点、辊模孔型几何特性及金属在孔型内的变形复杂性的基础上,结合实践经验,采用五道次连续辊拉成形Ω形丝,其中前四道采用倒Y型三辊辊模拉拔成形,第五道次采用无芯两辊辊模拉拔成形.应用AutoCAD软件设计计算了各中间坯的几何形状(孔型形状);应用Pro/E软件设计了各道次的辊模三维装配图,实现了辊模的交互式设计,缩短了设计制造周期,为进行精密异型丝的孔型设计提供了理论指导.     

摩擦因数及坯料壁厚对筒体件辊挤成形质量的影响

运用Deform-3D软件对辊挤成形进行数值模拟,分析了不同摩擦因数和坯料壁厚对半成品飞边高度的影响,并研究了成形过程中模具的受力情况。研究结果表明:飞边高度随着摩擦因数和坯料壁厚的增加而增大;径向载荷同样随摩擦因数的增加而增大,但随坯料壁厚的增加而减小。当摩擦因数为0.4、坯料壁厚为17.0 mm时,冲头径向载荷最大,达到868 kN。最后进行成形试验,有限元模拟和成形试验得到的飞边高度偏差仅为10%,在消除飞边后筒体件表面无折叠缺陷,试验结果验证了模拟结果的可信性。     

冷轧机双锥度工作辊边降控制研究

针对冷轧带钢边部减薄严重、成材率低等问题,开发了双锥度工作辊边降控制新技术。介绍了双锥度工作辊辊型及其边降控制原理,根据工业试验提出辊型优化配置方案。结果表明,新辊型配置方案投入现场连续应用后,明显改善了带钢边降控制效果。     

冷连轧机辊型配置对高强钢板形控制的影响

针对薄规格高强钢板形控制困难问题,通过建立有限元模型分析了常规支撑辊+CVC中间辊、CVC补偿支撑辊+CVC中间辊及VCL+支撑辊+HVC中间辊3种代表性辊型配置对高强度冷轧板的板形控制能力的影响。与其他2种辊型配置方案相比,VCL+支撑辊+HVC中间辊辊型配置的承载辊缝的凸度调节域较大、横向刚度较高,辊间接触压力较小。实际生产表明,在该辊型配置方案下,高强度带钢的板形控制精度较高,支撑辊磨损得到有效改善。     

基于辊径方差最小的三次CVC辊型参数设计方法

针对CVC轧机辊型设计过程中个别辊型参数计算方法不完善的问题,根据CVC轧机的工作原理及板带凸度控制要求,在推导出辊缝函数的基础上,计算得到了辊缝等效凸度表达式,进一步对各个辊型参数的具体含义进行了阐释,首次定义了辊径方差新概念并推导出了其表达式,基于此提出了一种保证上下工作辊辊径方差最小的三次CVC辊型参数优化方法。应用本文提出的辊型参数设计方法,对国内某冷轧厂的CVC轧机辊型参数进行了优化计算,在保证轧辊等效凸度控制能力的基础上,减小了上下工作辊的辊径方差,使轧辊磨损更加均匀,同时也保证了出口带钢的板形质量,为生产现场的辊型参数设计及辊型磨削奠定了理论基础。     

螺旋焊管机组辊式预弯边装置的孔型设计——螺旋焊管成型用带钢纵向边缘预弯曲率的近似计算

在螺旋焊管生产过程中,带钢纵向边缘预弯对预防和控制焊管成型缝产生"桃形尖"缺欠非常重要。介绍了一种辊式预弯边装置的孔型设计方法,给出了带钢弯曲成型时的边部翘曲曲率的计算公式,建立了带钢边部在辊式预弯边装置中的预弯曲率(指中性层)1/ρ预的数学模型,为二辊式预弯边装置的预弯辊辊型设计和三辊式预弯边装置的预弯调整指明了方向,对改善螺旋焊管成型缝质量和实际生产都具有一定的指导意义。     

六辊轧机非对称轧制过程板形模型与控制应用技术(Ⅱ)——六辊轧机非对称轧制过程中板形分布规律及其控制技术

针对六辊轧机工作过程中存在的带材跑偏、工作辊与中间辊及支撑辊因磨损不对称等因素而引起的实际辊型不对称、来料板形及断面形状呈不对称分布等非对称轧制问题,以某冷轧厂1220平整机组为研究对象,定量分析了带材跑偏、来料断面形状不对称、工作辊辊型不对称、中间辊辊型不对称和支撑辊辊型不对称等典型非对称轧制情况下轧机的出口板形分布规律,并在此基础上研究了非对称轧制过程中的板形控制策略,提出了相应的板形控制技术,并将其应用到生产实践,编制出一套《1220六辊平整机组非对称轧制过程板形控制软件》,利用该软件定量分析了相关技术的板形控制效果,为机组的设备改造以及最终解决非对称轧制所带来的板形问题奠定了坚实的基础。     

异型管无芯棒辊挤成型过程挤压力公式的建立

异型管无芯棒辊挤成型是一种生产高精度异型管的新技术。该成型方式的特点是力能消耗少、制品表面质量好,且施力形式为推力。该成型是在三向压应力的状态下完成的,变形过程中管子在长度方向上的延伸受到限制,管角部充填性能好,可以获得最小的各边相接处的外半径Ｒ值和更高的加工精度,特别适用于生产大直径厚壁或小型薄壁精密异型管。介绍了使用主应力法建立异型管无芯棒辊挤成型过程挤压力的计算公式。     

热卷箱弯曲辊运动学参数的研究

以弹塑性弯曲变形理论为依据 ,结合几何弯曲成形的有关知识 ,讨论了三辊式热卷箱弯曲辊辊缝大小的计算方法 ,在此基础上建立了满足无芯卷取工艺要求的热卷箱弯曲辊上抬速度控制的数学模型 ,并给出了变速抬升时的速度控制曲线 ,其研究成果对于热卷箱装置的国产化设计制造具有一定的参考价值。     

一种新辊型的增量滚压成形过程仿真

增量滚压成形工艺采用渐进成形的方式在板材表面滚压微沟槽结构,在该工艺原理的基础上,将传统的单一辊型设计为4种不同的辊型。采用有限元软件对新辊型的增量滚压成形过程进行数值模拟,与传统辊型的成形效果进行对比,并分析了新辊型滚压时工件材料流动的特点。结果表明:滚压完成后,新辊型与传统辊型成形的微沟槽高度相等,但后者成形工件端部的堆积量小于前者;在此成形过程中,采用新辊型的辊轮承受的成形载荷更小;通过对工件的速度场、应力场以及应变场的分析,得到工件材料在成形过程中的流动特点,为今后辊轮的优化设计提供了有效的参考。     

变截面零件辊锻过程数值模拟优化

采用美国MARC公司的MSC／superform软件对叶片辊轧工艺进行了数值模拟。模拟建立两种有限元模型——对称模型和非对称模型，在两种模型下分别分析了坯料与轧辊之间的摩擦系数对中性角的影响，得出中性角随摩擦系数增大而增大，前滑区变形金属随之增多。反之，摩擦系数过小影响坯料的正常咬入，出现打滑现象。模拟结果显示摩擦系数取0．3为最佳选择。在不同模拟模型下不同型槽内变形区金属的流动情况不同。非对称型槽成形的工件由于上下表面金属流动速度不同，出现弯曲现象；对称型槽成形的工件较平直。因此，为保证叶片的成形质量，设计选用对称型槽形式。通过数值模拟优化设计工艺参数，为叶片辊轧工艺的制定提供依据。     

冷轧过程中组合式支承辊与整体式支承辊性能的比较

为比较四辊冷轧条件下热装组合式支承辊与整体式支承辊的工作性能,将辊套和辊芯进行分段离散,根据工作辊、辊套及辊芯之间的变形协调以及力平衡条件,采用影响函数法基于C语言编程求解组合式支承辊弹性压扁、辊间压力及出口前张力横向分布,研究弯辊力以及窜辊量对组合式支承辊性能的影响,并将其与相同轧制工艺参数条件下的整体式支承辊性能进行比较。结果表明,相同条件下,组合式支承辊的辊间压扁量比整体式支承辊的辊间压扁量减少6%以上,组合式支承辊辊身边部与中部的辊间压力差值比整体式支承辊边部和中部辊间压力差值大0.2kN/mm左右;但当弯辊力及窜辊量较大时,组合式支承辊出口前张力边部与中部差值明显大于整体式支承辊出口前张力边部与中部差值。     

十八辊轧机板形调控性能仿真分析

为掌握十八辊轧机板形调控性能，运用非线性有限元软件MARC建立了十八辊轧机轧制过程三维弹塑性耦合有限元仿真模型。分析了施加-335～490 kN的中间辊弯辊力及中间辊横移量为-125～125 mm时，屈服强度为980 MPa带钢的二次凸度和四次凸度以及工作辊有载辊缝、弹性弯曲、弹性压扁变形的变化情况。结果表明，中间辊弯辊力对承载辊缝的调节能力明显大于中间辊横移量。中间辊弯辊力的二次凸度调节量约为238μm,四次凸度调节量约为78μm。中间辊横移量的二次凸度调节量约为6μm,四次凸度调节量约为2.7μm。中间弯辊力对工作辊边部弹性弯曲与弹性压扁的调控效果明显大于对工作辊中部的调控效果。中间辊横移量对工作辊弹性弯曲与弹性压扁调节能力明显小于中间辊弯辊力，说明了中间辊横移量对承载辊缝和板凸度调节能力小于中间辊弯辊力。