楔横轧梯形螺纹轴成形模设计与轧制工艺

介绍了一种楔横轧轧制梯形螺纹轴的模具设计方法,模具由预坯段和螺纹段组成。预坯段由起楔段、展宽段和圆弧精整段组成。螺纹段模具孔型以模具齿顶宽不变和侧壁张角不变为条件,通过楔横轧上、下模对滚,模具齿形根据咬入和挤出工件材料体积相等理论设计。通过DEFORM-3D有限元软件模拟验证轧件质量,验证了模具进行螺纹轴轧制的可行性,该模具设计方法为楔横轧螺旋轴类件轧制技术研究提供理论依据和参考。     

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.     

楔横轧轧制轴类零件的应力应变场分析

应用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对轴类件的楔横轧成形过程进行数值模拟,分析了楔入段和展宽段应力应变的变化规律,为进一步从理论上掌握楔横轧的变形规律提供了有力、可靠的手段和方法,为楔横轧的理论研究和工艺发展打下了良好的基础.     

楔横轧工艺参数对空心轴轧制成形的影响

为更好地设计空心轴楔横轧成形工艺的工艺参数,研究了空心轴件在楔横轧成形工艺中各工艺参数对空心轴件成形轧制力、工件应力场和应变场的影响.建立空心轴楔横轧成形工艺的有限元法模拟模型,对不同工艺参数下的成形工艺进行模拟.依据有限元模拟结果分析了不同工艺参数对成形结果的影响,为空心轴件楔横轧成形工艺参数的设计提供理论依据.     

楔横轧大型轴类件轧制力规律研究

轧制力是楔横轧成形大型轴类件的重要技术参数之一。文章采用ANSYS/LS-DYNA3D有限元软件对大型轴类件的楔横轧成形进行数值模拟,分析轧制力随工艺参数和轧件直径变化的规律,通过轧制实验验证表明,有限元模拟具有良好的可靠性。该文对于楔横轧大型轴类件轧制力规律的研究结果,为设计大型楔横轧机确定力能参数,实现大型轴类零件的楔横轧经济化生产,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。     

楔横轧多楔轧制力变化规律试验研究

以单楔与双楔楔横轧为例，研制出轧制力在线测试系统，能准确实时地测量出各种工艺参数下楔横轧多楔轧制过程中轧制力的变化全貌；通过对实验结果的分析，得出了楔横轧多楔轧制力的变化规律。     

大螺距实心螺纹件的楔横轧新工艺

在楔横轧工艺的基础上,对大螺距实心螺纹件的快速成形工艺进行了试验研究。彩邀请训新工艺轧出了合格的铁道用螺钉,轧制生产率高,成本低,提高了楔横轧工艺技术水平。     

楔横轧轧制空心轴类件损伤程度的研究

基于楔横轧轧制空心轴类件工艺,采用正交实验法对轧制过程中的工艺参数进行了有限元分析;引入Coekcroft& Latharn损伤模型对空心轴类件在轧制过程中的损伤程度极其变化规律进行了研究,找出了影响空心轴类件轧制质量的主要工艺参数及规律,为实际生产提供了理论依据.     

楔横轧多台阶轴轧齐曲线优化研究

轧齐曲线是控制楔横轧轴件台阶平整的重要因素,目前的轧齐曲线公式,应用复杂、准确性差,实际生产需要多次修模调整。以实际生产中多台阶轴为研究对象,对其工艺方案和轧件螺旋状斜面缺陷进行分析,研究了轧齐曲线对轧件不同位置直角台阶的影响规律。根据体积平衡原理,建立在轧齐曲线作用下的模具楔形体积与其对应的轧件台阶体积的平衡关系。根据制件台阶轴端体积变化规律,利用各参数和条件建立了一次函数形式的轧齐曲线方程,采用有限元模拟和轧制实验相结合的方式对轧齐曲线进行了验证,研究结果减少了台阶轧齐修复次数,提高了轧齐数据的准确性。     

轧辊转速对楔横轧大型轴类件应力应变影响规律研究

轧辊转速是关系到楔横轧大型轴类件成型质量和效率的重要技术参数之一,本文采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,对楔横轧大型轴类件进行模拟,分析了轧辊转速对楔横轧大型轴类零件应力应变影响规律,为楔横轧大型轴类件确定合理的轧制速度、实现大型轴类件楔横轧经济化生产提供理论依据.     

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。     

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。     

渐开线直齿齿轮轴楔横轧成形过程优化研究

针对渐开线齿轮轴板式楔横轧实验或生产中出现的乱齿缺陷现象,分析了轧制初始阶段和轧件齿廓成形中后期所出现的乱齿缺陷现象的原因,并采用Deform-3D有限元软件,对这两者进行优化模拟设计.模拟结果显示,乱齿现象已基本消除,且齿轮分度均匀,齿廓形状清晰.最后对有限元模拟优化设计进行物理实验,实验验证结果基本和模拟结果相符,以此给齿轮轴楔横轧进一步的研究和生产提供了更有效的参考.     

偏心圆截面轴类零件的楔横轧成形数值模拟

提出了一种偏心轴类零件楔横轧成形新工艺,给出了楔横轧成形偏心轴类零件轧辊的辊型曲面.利用三维弹塑性有限元软件LS-DYNA对一种典型偏心轴类零件楔横轧成形进行了数值模拟,分析了其成形过程、应力应变场分布及工艺特点.模拟结果表明,从起楔开始就将坯料轧制成偏心圆截面的偏心轴类零件的楔横轧工艺是完全可行的,而且具有轧制力小、变形容易控制等优点.     

椭圆截面轴类零件楔横轧成形关键技术研究

提出了用楔横轧工艺成形椭圆截面轴类零件的一种新工艺,推导了随转速比变化的模具辊形曲线,采用三维刚塑性有限元软件Deform-3D对成形过程进行了数值模拟.在轧制过程中,轧件在模具的作用下径向压缩、轴向延伸的同时椭圆轮廓在模具顶面辊形曲线的作用下,逐渐轧制成形;得到了在楔入段、展宽段变化稳定,精整段呈周期性跳动的轧辊与轧件转速比变化曲线,以及周期性波动的力能参数曲线.     

二辊楔横轧颚式破碎机偏心轴成形数值模拟

提出了一种颚式破碎机偏心轴楔横轧成形新工艺.利用有限元软件Deform-3D对楔横轧颚式破碎机偏心轴进行数值模拟,分析了其成形过程、应变场分布及工艺特点.模拟结果表明:颚式破碎机偏心轴楔横轧工艺是可行的;在同心轴变形为偏心轴过程中,非轧制区金属等效应变在变形初期较大,其值为1.8;原始坯料在与轧辊基圆及导板接触时发生较大的挤压变形,应该采取工艺措施控制.本文为大直径偏心轴高效化、节能化制坯提供了理论依据.     

楔横轧应变分布的光塑性实验研究

以聚碳酸酯作为模型材料,采用三维光塑性实验方法对楔横轧金属变形工步进行了模拟研究。对典型截面切片的等差线和等倾线条纹进行了观测分析,采用牛顿迭代法求解了楔横轧制件内部的三维应变分布。计算结果说明,楔横轧变形区属于复杂的三维变形,轧件的变形是不均匀的,表层变形大,心部变形小,变形的不均匀将导致轧件内部产生附加应力。实验结果表明,利用三维光塑性方法对楔横轧成形进行实验模拟是成功的,为研究金属塑性成形工艺提供了一种有效的实验手段。     

三辊楔横轧轴类件内部缺陷的分析

采用实验研究和有限元分析相结合的方法,研究了3种轴类件(实心件、空心件、带芯棒的空心件)在三辊楔横轧过程中轧件的内部缺陷.研究结果表明:实心件心部附近的环状区域易产生明显裂纹,而空心件能够有效的避开环状缺陷;方向交变的剪应力促使轧件心部附近孕育微观破坏,拉应力促进裂纹进一步扩展.实验采用带芯棒的空心件轧制,能够制备出高质量的轴件,为丰富三辊楔横轧加工理论及扩大应用范同提供理论依据与实验支持.