轴类件的柔性辊轧成形工艺与实验研究

柔性辊轧成形是成形轴类件的有效方法之一,具有柔性、快捷和低成本的特点,文章简要介绍了该工艺的成形原理和主要工艺参数,制作了实验装置,采用实验方法进行了实际轧制实验,应用电测法测量了轧制力能参数,结合理论计算分析力能参数与工艺参数间的关系,分析结果为成形设备的开发打下了理论基础。     

空心轴类零件柔性轧挤复合成形机理的模拟分析

随着技术进步和产品更新速度不断加快,适合小批量多品种生产方式的柔性塑性成形技术近年来越来越受到重视,如板材的多点柔性成形、数控成形,轴类件的柔性辊轧等。针对空心轴类零件的制造,提出一种柔性轧挤复合成形新工艺。在对柔性轧挤复合成形力能参数的理论分析基础上,采用有限元数值模拟方法分析了该新工艺的应力应变场,为新工艺优化与应用奠定了基础。     

环件轧制过程抱辊力差值的分析

介绍了一种新型立式辗环机双辊弧线运动模式,对主轧制阶段进行了受力分析。结果表明:在轧制过程中,两侧抱辊压力的数值不相同,存在一个压力差,导致产生这一差值的因素是主辊和芯辊共同作用产生的横向作用力以及由于不良环坯引起的轧制过程窜动。并用生产过程轧制参数进行验证,发现壁厚一侧抱辊的压力比另一侧大0.2MPa左右。     

轴向辊轧轧件与轧轮接触面理论分析

建立了轴向辊轧轧件与轧轮各接触面的数学模型;分析了曲面方程、各曲面的交线方程和曲线的交点方程;给出了两部分接触面面积的近似解;为进一步理论上深入分析轧制力能参数提供了必要基础.     

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.     

辊柱旋轧力能参数求解模型与分析

为解决旋轧工艺在大进给比下材料隆起和堆积的问题,提出了一种采用行星布置的辊柱旋轧加工工艺.首先,根据辊柱在空间的运动轨迹及管坯为半无限体的假设,建立了辊柱旋轧过程中辊柱与管坯的接触方程;依据坐标转换原则,得到辊柱与管坯接触区在动坐标系各坐标面下的投影面积;利用钢球压入空间半无限体时成形区的平均压力与变形区单位接触压力近...     

大型轴类件楔横轧成形可行性分析

目前国内外重型汽车等大型轴类件采用锻造成形,存在着效率低成本高等问题.本文利用Ansys/Dyna有限元软件,对楔横轧轧制大型轴类件进行有限元数值模拟,分析了随着轧件直径的增大,轧件内部应力、应变的变化规律和直径对轧件心部应力的影响,得出大型轴类件采用楔横轧成形是可行的,为实现大型轴类件高效化、节能化生产提供了理论依据.     

叶片辊轧过程动力学仿真研究

研究了不同辊轧参数对叶片辊轧过程中应力、应变、金属流动规律的影响情况.建立了叶片轧制过程的力学模型,分析了叶片在塑性变形区内摩擦系数、轧制速度、压下量对轧制应力、应变的影响;利用Pro/E对叶片模具复杂曲面进行建模,再利用ANSYS/LS-DYNA建立了叶片辊轧系统的动力学模型,将上、下模座作为刚体、叶片作为多段线性弹塑性材料模型处理,分析了叶片在辊轧过程中摩擦系数等辊轧参数对轧制力的影响.研究结果表明:由于表面层摩擦力的限制,叶片表面金属流动速度比中间层低,而产生不均匀变形;叶片曲率变化对叶片轧制应力应变有着直接影响,最大应力、应变主要集中在叶背弧面斜率较大位置处,并且轧件的轧制应力、应变随着摩擦系数的增大而增大,轧制力随着轧制速度和压下量的增加而增加.     

三角皮带轮辊轧成形轧制件缺陷的原因分析与对策

针对钢制实心三角皮带轮辊轧成形新工艺,分析了轧制件的质量缺陷及其原因。结果表明:试制的辊轧机液压式压紧装置存在压紧力设计不足、未构成封闭力系、机械结构与液压系统的刚性小等问题,不能保证成形过程对工件的压紧。并提出了采用肘杆机构实现对工件锁紧的解决对策。     

柔性辊曲率及下压量对连续柔性成形曲面件形状的影响

柔性辊连续成形是一种新型的曲面成形技术。文章对柔性辊连续成形过程进行数值模拟,分析柔性辊曲率对纵向曲率的影响,以及下压量对横向曲率的影响。结果表明,柔性辊曲率增大时,成形件横向曲率增大,同时纵向曲率也随之增大。下压量增大时,成形件纵向曲率增大,同时横向曲率也随之增大。下压量对横向曲率影响较小,柔性辊曲率对纵向曲率的影响很大。对不同成形条件下柔性辊连续成形进行实验,实验结果通过双目立体视觉测量系统进行测量分析,实验结果与模拟结果相近。     

轴向进给辊轧热力耦合有限元模拟

利用商品化软件Deform3D对轴向进给辊轧变形过程 ,进行了三维有限元分析 ,得到了三维变形状态下轧件的温度场。网格重划技术和热力耦合的运用 ,更加精确地描述了整个变形过程。本研究对合理确定轴向进给辊轧工艺参数、提高产品质量具有重要意义     

径轴双向立式辗环机

径轴双向立式辗环机是当今广泛应用的立式辗环机(扩孔机)的创新和发展。其设置了全液压传动的轴向辗压部件,并与径向辗压机构协同工作,率先使立式辗环机具备了对环件同时进行径向和轴向辗压的功能,完全消除了环件两侧面的毛刺和端面凹陷等缺陷,提高了环件的制造精度,节省了材料和后续的机加工费用,并大大提高了模具的通用性,降低了生产成本,将成为只能进行径向辗压的立式辗环机的更新换代产品。     

补料比对Y型三通管内高压成形影响研究

对于Y型三通管,由于其结构的不对称性,内高压成形过程中左右冲头的轴向补料比对成形有较大的影响.通过实验和数值模拟,研究了补料比对Y型三通管的壁厚影响规律以及成形中产生的缺陷.结果表明:成形后零件左侧过渡区圆角处壁厚最大,右侧过渡区圆角处次之,枝管顶部壁厚最薄;增加补料比能在一定程度上改善枝管部分的壁厚减薄,但过度加大左右补料比,会使试件左侧圆角处产生内凹缺陷.     

用块电极轴向进给法电火花磨削微细轴

对电火花磨削微细轴中的关键问题进行了分析，提出并研究了利用块状电极轴向进给磨削微细轴的方法。在自行研制的多功能微细加工装置上，用该方法加工出了直径10μm的微细轴，并用此轴加工出了直径20／μm的微细孔。实验中发现：令伺服响应延时，可改善微细轴的圆度。用此方法得到的微细轴，根部强度高，有利于微细轴的加工和工作。     

轧辊尺寸对环形件冷轧中端面轴向宽展的影响规律研究

环形件冷轧过程中,环形件发生不均匀轴向宽展变形导致端面产生鱼尾现象,影响环形件质量。采用自行开发的环形件冷轧过程弹塑性动力显式算法有限元模拟软件,对不同轧辊尺寸条件下环形件冷轧过程进行数值模拟,研究了环形件端面轴向宽展率、平均宽展和鱼尾系数随轧辊尺寸的变化规律。从模拟结果可以看出,环形件端面轴向宽展在内外侧面变形程度不一致,环形件外侧的轴向宽展远大于其内侧的宽展变形。     

一种两层复合式微驱动平台的运动分析

介绍了一种复合式的微驱动平台机构,采用几何理论方法对它进行了运动分析,建立了运动学方程。通过实例证明了其可行性。     

四辊卷板成形过程理论分析与数值仿真

四辊卷板是进行金属板材弯曲成形加工的先进技术,但在生产实践中,常常因缺乏合适的工艺而导致板材卷制的精度差、效率低,大大制约了相关产业的发展。对四辊卷板过程进行理论分析,推导出板材回弹的计算公式,并建立四辊卷板的滚弯数学模型;利用ABAQUS有限元分析软件对四辊卷板的整个卷板过程进行二维动态模拟仿真,得到卷制圆筒的滚弯半径值;对比分析仿真半径值、实际半径值以及理论半径值之间存在的差异,并分析导致差异的原因,验证利用仿真分析来制定卷制工艺参数的可行性,进而调整工艺参数以得到高精度成品。     

行星轧制过程中滑动系数的研究

采用理论分析方法,通过对行星轧制过程中横截面处的金属流动情况以及轧件的受力情况和扭矩的计算方法进行分析,得到了轴向滑动系数以及切向滑动系数的计算方法,将其与有限元模拟计算的结果进行对比分析。结果表明:变形区内的切向速度先缓慢减小,然后急剧减小到最小值,再有所增大;而变形区内轴向速度先缓慢增加,再急速增大,随后有个缓慢变化区,最后有所增大。本方法计算得到的滑动系数的变化趋势与采用有限元仿真分析得到的结果变化趋势是一致的;验证了该理论计算方法的正确性。通过对轧制变形区内的滑动系数进行理论计算,可以更为准确地描述轧制过程中的金属流动规律。     

基于刚柔耦合技术的平整机窜辊阻力仿真分析

某钢企冷轧厂一台四辊平整机正常工作时,工作辊与带钢边缘接触部位磨损严重,工作辊在线窜辊是解决此现象的可行技改方案之一。本文针对技改方案中工作辊窜辊阻力计算的难点,在两平行滚动接触圆柱体产生轴向相对移动时轴向窜动阻力公式的推导的基础上,探索基于刚柔耦合技术分析的动力学仿真模拟计算新方法,仿真结果与理论计算基本吻合,验证了仿真结果的正确性,为轧机窜辊改造和设计提供了新思路。