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。     

大型环件轧制技术现状及关键技术研究

环件辗扩(又称环件轧制,简称辗环)是一种连续局部近净成形工艺,通过辗环机对毛坯施加轧制力,实现毛坯壁厚减薄、直径扩大、截面轮廓成形,具有高效、节能、节材、产品精度高、组织性能好、生产成本低等显著优点. 随着我国风力发电、航空航天、核电、船舶等行业的迅速发展,3MW/5MW风电塔筒连接法兰、火箭筒连接法兰、地面发射大回转...     

高压开关用铝合金法兰径向辗制产业化研究

铝合金法兰辗制工艺是通过连续局部塑性变形的积累使法兰整体壁厚减小、直径扩大、截面轮廓成形,最终使环件毛坯成为一定形状尺寸的法兰零件。法兰件辗制过程中,局部变形区存在厚度减小、周向伸长、轴向宽展的塑性变形,这种塑性变形的发生、发展和积累规律决定了法兰辗制变形和成形是渐变的,极大地减少了法兰开裂的倾向。本文通过对铝合金法兰辗制工艺的关键技术进行研究,成功实现批量生产。     

内法兰环件辗扩成形尺寸控制方法

尺寸控制是辗扩工艺应用于生产实际所必须解决的一个关键问题。对内法兰环件辗扩过程中的尺寸变化规律进行了研究，指出了现有辗扩设备中尺寸控制方法的不完善之处，建立了内法兰环件精辗位置在线预测的计算公式，给出了径向辗扩成形工件尺寸的控制方法。     

大型厚壁深槽环件卧式复合轧制新方法理论与模拟(一)

由于大型厚壁深槽环件特殊的几何特征,需要采用自由锻与切削的工艺,导致能源材料消耗高、效率低、产品性能差。该文提出一种用于成形大型厚壁深槽环件的卧式复合轧制新方法,基于环件卧式复合轧制成形原理,提出了主要成形参数的设计方法;利用ABAQUS有限元软件进行三维热力耦合有限元建模与模拟分析,验证了环件卧式复合轧制技术可行性,揭示了轧制过程中环件几何尺寸、应变、温度以及力能参数分布演变规律。研究成果为深入研究大型厚壁深槽环件卧式复合轧制成形机理和工艺设计方法奠定了重要基础。     

大直径风塔法兰异型环锻件双件合轧工艺模拟与试验

针对大型风塔法兰异型截面环锻件轧制时出现不平稳,外表面径向拉缩等缺陷,提出了双件合轧的轧制工艺。在有限元模拟的基础上,确定了最佳的辗扩预成形毛坯形状,并得到生产验证。结果表明:双件合轧工艺比单件轧制工艺的过程更平稳,充型更完整,且节约近10%的原料,同时提高了生产效率。     

基于锻坯的大型外凹形截面环件成形研究

针对大型外凹槽型环件成形上的困难,根据异形截面的环锻件毛坯尺寸设计三大原则和方法,设计出合理的锻坯尺寸及形状,进一步设计出比较合理的模具。并基于SIMUFACT软件建立了径轴向轧环机三维数值仿真模型,对大型异形环件一个生产周期内的环件轧制过程进行了数值模拟,揭示了环件热辗扩过程中等效应变场、温度场、辗扩力以及金属流动特性的规律。仿真计算结果表明,采用计算机模拟环件的成形过程,可用于模具改造、锻坯设计以及轧制工艺的优化,建立起一种大型外凹槽截面环件稳定轧制模型。     

采用辊切轧制 增大使用坯料

某厂复二重轧机,现用100mm方坯,轧制22道次,生产φ6.5mm线材。前六架轧机为φ430×2、φ400×2、φ400×2,孔型如图1a所示。当坯料加大到115mm方坯,如仍用原孔型系统轧制,延伸加大,咬入较困难。为     

环件轧制和摆动辗压精密成形技术

阐明了环件轧制和摆动辗压两种精密成形技术原理和工艺特点。基于成形原理和工艺要求,介绍了轴承环件精密冷轧成形、高压开关环件精密热轧成形、齿轮和凸轮精密冷摆辗成形等典型零件精密成形技术生产应用情况。针对环件轧制和摆动辗压精密成形现状,分析了其技术发展趋势和面临课题。     

Φ260mm半连续小型棒材轧机连轧部分生产技术问题

1.φ260mm半连续小型棒材车间工艺流程φ260mm半连续小型棒材车间工艺布置如图1所示。现以轧制φ12mm圆钢为例,对该车间的工艺流程简介如下;加热后的钢坯进入φ450×3粗轧机,往返一次轧制6道次,将120mm的连铸方坯轧成48～51mm方钢坯,     

车床主轴毛坯的摆辗成形新工艺探讨

传统车床主轴毛坯锻造工艺采用杆部拔长法,这种传统工艺在能源和材料上浪费较大,加工困难且生产效率低。为优化车床主轴毛坯锻造工艺,提出采用端部局部锻造法的新工艺对主轴法兰部分进行局部锻造成形:以厚壁无缝钢管为原始坯料,经过下料——管端局部加热——油压机端部聚料——最终模锻成形法兰。新工艺根据模锻成形选用的设备不同可以分为平锻工艺方案和摆动辗压工艺方案两种,对比分析两种方案的成形力和设备成本,优先采用摆动辗压工艺方案。通过对摆辗新工艺经济效益的定量计算发现,新工艺比传统工艺每年可节约成本192万元。研究结果表明,摆辗新工艺可有效降低成形力,提高产品组织性能,降低劳动强度,具有经济可行性。     

Φ9m超大型环件径轴向轧制成形仿真模拟与实验

目前,国内对Φ5m以上超大型环件轧制技术与装备的研究几乎是空白,该文在自主研制的最大轧制Φ9m的RAM9000大型数控径轴向轧环机上,开展了大型风电设备用Φ9m风塔法兰环件轧制成形工艺模拟与实验研究。基于环件轧制工艺设计理论并结合生产实践经验,设计了Φ9m超大型环件轧制工艺参数;针对超大型环件轧制变形特点,提出了一种新的进给规范。运用ABAQUS有限元模拟软件进行轧制成形仿真模拟分析,并以仿真模拟结果为指导,在RAM9000数控径轴向轧环机上成功轧制成形了Φ9m风塔法兰环件。为推进我国超大型环件轧制技术开发与应用奠定了重要基础。     

基于铸坯Q235B法兰件热辗扩过程温度场模拟

基于ABAQUS软件建立了三维有限元模型,采用Explicit显式算法对铸坯Q235B法兰件热辗扩成形过程进行数值模拟,研究了辗扩过程中温度场的变化规律。结果表明:辗扩过程中,环件温度始终是中间区域最高,而内外侧表面及上下端表面处为低温区,边缘区域最低,环件中间区域到表面区域的温度呈现由高到低的渐变分布,并且轴向方向上温度还呈现对称分布。本文的研究对铸辗成形工艺的制定与法兰件质量的预测具有指导性的意义。     

特大型水电台阶法兰锻件工艺技术

φ4160 mm特大型水电台阶法兰锻件的吨位重、规格大、法兰直径及相邻截面差大,采用传统的芯棒直接卡台+分段扩孔成形法很难保证最终成形尺寸.通过综合分析特大型水电台阶法兰类锻件的关键成形方法和控制难点,创新锻造工艺,首次提出了"实心制坯+分段扩孔成形"的控制新方法;确定实心制坯环节采用带钳把卡台锻造,且下料后增加平整端...     

环形锻件辗压工艺与应用

随着我国工业化进程的加快,市场对环形锻件的需求量不断增大,大批量生产环形锻件时通常采用辗环工艺.辗环又称扩孔,是模锻成形的一种方法,其实质是用环形毛坯在旋转的模具中轧制.生产过程中,毛坯变形是连续的,每圈的压下量小,具有表面变形的特征.辗环在工业生产中具有广泛应用,生产的环形件尺寸范围很广,直径为40mm～10m,重量...     

汽车方向机联结环的冷摆辗成形加工技术研究

对于上、下两端具有矩形凸台的薄壁法兰型联结环,采用冷摆辗成形加工方法对其矩形凸台部分进行近净成形加工是高效而经济的.对坯件的尺寸确定、40Cr钢坯件的球化退火处理、在冷摆辗成形过程中坯件的定位等问题进行了分析研究;并对冷摆辗模具结构设计、主要模具零部件的材料选择及加工质量作了详细的讨论.     

内台阶型环件径轴向辗轧技术

通过理论分析、数值模拟与试验相结合的方法,对内台阶型环件径轴向辗轧技术进行研究,分析确定了初始辗轧方案。针对某一齿圈设计了用于辗轧内台阶型环件的芯辊,设计了梯形截面与矩形截面两种不同形状的毛坯,并对两种不同毛坯的辗轧过程进行仿真模拟与试制试验。结果表明:二者的圆度及壁厚均匀性都较好;在辗轧初期,梯形截面毛坯的轧制力较小,且随着轧制的进行,整体呈现出减小的趋势,且二者趋于一致;采用梯形截面毛坯成形的环件的温度、应变分布较为均匀。综合考虑辗轧过程中轧制力和成形环件几何尺寸、温度及应变分布的均匀性,梯形截面毛坯优于矩形截面毛坯,但前者制坯难度较大,且矩形截面毛坯亦能轧出合格齿圈,故矩形截面毛坯更适合于内台阶型环件径轴向辗轧过程。     

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。     

Φ7.3m特大型09MnNiD低温钢法兰锻件成形工艺

针对首次锻造生产的Φ7.3 m特大型09MnNiD低温钢法兰锻件,通过分析对比3种成形方案,包括分段弯曲后拼焊成形、辗环成形和自由锻扩孔成形,确定了采用自由锻扩孔成形的方案。为了消除锻造成形过程中扩孔展宽量和热态锻件冷缩率对法兰锻件成品尺寸的影响,通过对特大型环圈锻造成形过程中扩孔展宽量和热态锻件冷缩率的分析,确定了锻造工艺设计时扩孔展宽量的参数设置依据,统计分析出热态锻件冷缩率的参考数据。针对09MnNiD低温钢法兰锻件壁厚超过400 mm从而导致的热处理淬透效果差、性能不合格而风险较大的问题,系统开展了热处理工艺试验。根据热处理工艺试验的结果,确定了09MnNiD低温钢的最佳热处理工艺方案。通过实际生产,验证了09MnNiD低温钢特大型法兰锻造成形工艺设计中扩孔展宽量、热态锻件冷缩率和热处理工艺参数的合理性。     

精锻成形技术的现状及其发展

本文首先介绍了我国的精锻成形技术,该技术在国际上并不十分落后,特别详细介绍了与我国台湾地区的情况对比。然后介绍了用传统的锻压设备及新型局部连续成形锻压设备进行精密成形的国内外情况,例如冷摆辗、辗环、楔横轧、螺旋轧制、辊锻、径向锻造……等。最后介绍了发展精锻技术必须注意的几个问题。