楔横轧轧件端头凹心影响因素的研究

用ANSYS／LS－DYNA软件对楔横轧轧制过程进行非线性有限元模拟，得到轧件端头凹心的形成原因，总结出模具成形角、展宽角、轧件端头尺寸及轧细长度等因素对轧件端头凹心大小的影响，并将计算结果与实验结果进行比较，其规律一致。本研究对合理确定楔横轧工艺参数、提高材料利用率具有重要的意义。     

楔横轧轧齐基本理论研究

分析了台介成形过程中模具及金属变形的特点。发现产生螺旋状台阶的原因及其存在区间。从理论上阐明了设计楔横轧模具过渡段应遵循的准则。对比分析了多种满足过渡段设计准则的方案，指出最佳过渡方案为截止轧齐法，并给出了求解轧齐曲线方程的三种体积平衡原理及相应公式。最后应用微体积平衡原理求解了斜台阶轧齐曲线方程。     

楔横轧轧件的编码与匹配方法

楔横轧模具设计属弱理论领域,主要依赖设计人员的知识和经验,因此模具设计具有很强的主观性、随意性和不确定性.本文首先根据楔横轧轧件的特点,提出了构造楔横轧轧件的基本单元体.然后利用分类编码技术对轧件的单元体特征以及轧件的整体特征进行编码.最后在此基础上,实现基于编码的楔横轧轧件相似性计算方法与比较匹配策略.研究结果对实现楔横轧模具设计知识的继承、繁衍、集成、创新和管理具有十分重要的意义.     

楔横轧轧件缺陷分析及解决方法

结合生产实例,分析了楔横轧轧件产生的缺陷;结合现场修磨经验,提出了解决方法。     

三辊楔横轧空心件热变形时微观组织的研究

利用非线性有限元建立了金属成形过程中热、力、组织相互耦合的刚塑性有限元模型,采用该模型对三辊楔横轧空心件成形工艺进行仿真计算,得出不同阶段轧件的晶粒尺寸变化规律.在此基础上,应用正交实验法探讨了空心坯料轧制时壁厚、断面收缩率、轧制温度对晶粒尺寸的影响.结果表明:轧制温度对晶粒尺寸影响显著,其次依次为肇厚、断面收缩率.     

楔横轧三维变形过程的有限元数值模拟研究

在分析了楔横轧加工工艺特点的基础上建立了模拟楔横轧过程的计算机系统模型,用有限元对板式楔横轧变形过程进行了三维数值模拟,成功地实现了楔横轧楔入段、展宽段、精整段全过程的计算机模拟,得到了不同变形条件下变形区的形状,变形过程中的应力场、应变场和变形载荷等重要信息。     

基于KBE技术的楔横轧轧件的特征描述

基于知识的工程(Knowledge Based Engineering,KBE)技术为楔横轧模具设计知识的整理、收集与重用提供了手段。本文将楔横轧轧件作为对象,采用特征表达的方法来描述轧件。建立了轧件特征的提取原则,通过对轧件的材料特征、坯料特征、主形特征3个特征类的分析,得出了楔横轧轧件特征的描述方法。重点分析了对楔横轧工艺影响较大的特征属性。采用特征表达法简单、完整的描述了轧件,简化了楔横轧知识运用的步骤以及内容,为基于KBE的楔横轧模具设计提供了知识基础。     

楔横轧轧齐曲线的微分方程解法

为了解决当前轧齐理论应用于复杂台阶轧齐曲线求解时存在精确性不足的问题,同时为了进一步探究轧齐成形的本质,通过改进以往解法中的几何模型,分析并给出各影响因素之间的关系函数,将轧齐曲线求解问题描述为微分方程初值问题;以内直角台阶作为实例,通过数学软件编程对微分方程进行求解,得到轧齐曲线离散函数;利用结果建立三维模型并设计轧辊,进行有限元成形模拟和轧制实验.通过对比台阶面的平面性以及展宽槽宽度,证明该解法不仅成立,同时能够成形质量更优的内直角台阶.     

J.T.S法对改善二辊楔横轧轧件心部质量的研究

楔横轧变形属于连续局部横压过程,基于中心压实法(即J.T.S法)有助于提高圆轴类棒料横压时内部质量,文章将J.T.S法应用于楔横轧,通过有限元模拟,研究了J.T.S法对二辊楔横轧轧件心部应力应变的影响。模拟结果表明,J.T.S法可以减小轧件心部横向拉应力,增加心部静水压应力,削弱了心部最大剪应变,有助于提高楔横轧轧件心部质量。同时,通过实验,验证了J.T.S法对提高楔横轧轧件心部内部质量的可行性。     

坯料端部形状对楔横轧轧件凹心影响的研究

运用DEFORM软件,对不同端部形状的坯料进行楔横轧轧制过程的数值模拟,并将坯料端部形状角λ对轧件端部凹心的影响规律进行较系统分析.结果表明,轧件端部凹心随着形状角λ的减小而减少,通过合理设计坯料形状角λ可以有效减小轧件端部凹心.该研究结果为楔横轧实际生产节材,实现无料头楔横轧生产提供理论依据.     

楔横轧轧制螺纹轴应力状态研究

提供了楔横轧轧制螺旋轴类件模型,并通过DEFORM-3D有限元软件模拟了楔横轧轧制梯形齿形截面螺旋轴类件的成形过程,对轧件成形过程中两个重要变形阶段(成形段和精整段)的应力分布及变化规律进行详细分析.得到了轧制过程工件内部不会出现心部疏松等缺陷的结论,该应力变化规律为楔横轧轧制螺旋件的深入研究提供了理论依据.     

偏心轴楔横轧轧制区轧制力影响因素分析

两轧辊在轧制区轧制力不对称性是偏心轴类零件楔横轧轧制成形的一个显著特征。本文利用有限元手段对偏心轴类零件楔横轧成形中轧制区轧制力的特点进行了较为系统全面的分析,阐明了工艺因素对轧制区轧制力的影响机理,综合分析了各工艺参数对轧制区轧制力的影响程度。研究结果对偏心轴类零件楔横轧成形的模具设计、轧制工艺参数的选取、旋转条件、偏心极限等问题的研究都具有十分重要的意义。     

楔横轧一次楔成形极限断面收缩率实验研究

为了探索工艺参数对楔横轧一次楔成形极限断面收缩率的影响规律,进行了实验研究,发现一次楔成形断面收缩率最大可达97.75%.用软件Origin,SPSS对数据进行分析,揭示了极限断面收缩率随成形角α、展宽长度K的增大而减小,随展宽角β的增大而增大的规律,并发现展宽角β对极限断面收缩率的影响最为显著.研究结果拓宽了楔横轧加工界限,为改进楔横轧模具设计提供一定依据.     

大断面收缩率楔横轧稳定轧制问题分析

为了解决楔横轧大断面收缩率轧制中常见的卡导板和轧件杆部轧扁问题,采用几何解析、有限元数值模拟与实验相结合的方法对导板进行受力分析,找出了大断面收缩率轧制发生卡导板和杆部轧扁的主要原因.发现调整好前后导板与轧机中心线距离、保持上下辊模具相位一致可较好地防止卡导板和杆部轧扁,对楔横轧大断面收缩率稳定轧制十分必要.分析结果为防止这两种缺陷的发生提供了借鉴.     

楔横轧模具的一种数控加工方法

针对楔横轧模具的结构特征和数控加工的特点,提出了一种无轴向导程楔横轧模具数控加工方法,并阐明该加工方法的特点,对该方法的加工效率和传统数控加工方法进行了分析,表明该方法可提高效率30%左右.     

楔横轧直角台阶轧齐曲线的研究

根据楔横轧工艺的特点,推导了二辊楔横轧轧齐过程中螺旋斜锥体大端半径随轧件转角变化的旋转公式.提出了一种计算螺旋斜锥体体积的新算法,获得了轧齐过程中各阶段的体积公式.依据体积平衡原理得到了二辊楔横轧直角台阶的轧齐曲线,其表达式具有形式简洁、方便实际应用的特点.最后采用刚塑性有限元软件Deform-3D对各种断面收缩率条件下的轧齐过程进行了模拟,取得了良好的结果,同时验证了曲线方程的正确性.     

楔横轧梯形螺纹轴模具关键参数的研究

楔横轧螺纹轴的金属流动规律和模具齿高等参数的确定对于模具设计意义重大.以轧制过程金属体积不变原理为前提,运用数学积分法求得模具齿顶高初值和轧件初始直径,进而设计模具孔型.对于设计的模具,采用DEFORM-3D有限元软件模拟轧制成形过程,得到较理想的梯形螺纹轴.该模拟结果验证了由齿顶高参数设计模具孔型进行楔横轧梯形螺纹轴轧制的可行性,为课题的深入研究提供了理论依据和参考价值.     

楔横轧梯形螺旋齿轴金属流动规律

分析金属流动规律,是研究楔横轧螺旋齿成形规律的重要方法。采用DEFORM-3D有限元软件模拟梯形螺旋齿的成形过程,对不同截面上的分析点成形过程进行追踪,获得成形过程轧件径向、轴向金属流动规律。受模具齿形顶部及侧壁挤压作用,在不同位置,轧件上各螺旋齿底部径向金属变化基本相同,轧件齿顶径向流动差别稍大;大部分轴向金属流动量与初始点距轧件中心距离成正比,处于轧件侧壁处金属流动情况略有差别;轧件齿形两端部金属的轴向流动量较大,径向流动量较小。由实验轧件获得的金属流动规律与模拟结果一致。该金属流动规律对模具孔型设计提供了依据。     

楔横轧凸轮轴轧制半径对辊形曲线影响的规律

为获得楔横轧凸轮轴轧制半径对辊形曲线的影响规律,文章采用DEFORM-3D有限元软件,得到了楔横轧轧件的轧制半径的变化规律,有限元分析表明,轧件的轧制半径在楔入段和展宽段基本不变,精整段前段随楔面升高而变小,轧件成形后轧制半径保持不变,并用实验数据验证了此规律的正确性。在此基础上设计出了楔横轧轧制凸轮轴时轧辊的辊形曲线,应用此辊形曲线进行有限元仿真和实验轧制,取得良好的效果,验证了此种辊形曲线的求解方法的正确性。