环件铸辗复合成形工艺中毛坯尺寸的确定方法

毛坯尺寸设计作为大型环件径轴向辗扩工艺中的重要环节,直接影响着辗扩过程的稳定实现及工件的成形质量.本文对环件铸辗复合成形新工艺中毛坯尺寸的确定进行了研究,获得了辗扩比、毛坯内径分别与环件锻件内径的关系;结果表明：通过给定任一环件尺寸,该方法能快速而准确地获得辗扩比的值和毛坯内径的值,具有设计效率高、准确可靠的优点,在适用于大型特大型环件的生产方面优势明显;同时,本文的设计方法为环件铸辗复合成形新工艺中辗扩过程的稳定实现及辗扩工艺参数的优化设计提供了科学合理的依据.     

直齿锥齿轮毛坯形状摆辗成形三维数值模拟

利用三维有限元软件DEFORM-3D,在变形瞬间状态及力学量场可视化环境下,模拟了3种相同体积的毛坯形状成形时对填充质量的影响,得到了摆辗载荷-时间曲线以及成形过程的变形速度分布图.数值模拟分析结果表明:采用圆鼓毛坯时齿轮充填性良好;锥形毛坯中部局部"缺肉";圆柱毛坯的充填质量与锥形毛坯的充填质量相似,但稍好些.这对摆辗工艺的合理制订具有一定的理论意义.     

环形毛坯冷辗扩微元体变形及受力分析

针对环件冷辗扩的现状和特点,研究了多芯辊辗扩的成形原理.对环件多芯辊辗扩进行了运动学及力学分析,对环形毛坯冷辗扩微元体进行了变形分析,对多芯辊辗扩环形毛坯厚度方向的变形规律及芯辊的移动值应满足的切向应变与径向应变的关系进行了分析,推导出了最小瞬时压下量等所需工艺参数的数学表达式.研究结果可作为设计环件多芯辊辗扩工艺的理论依据.     

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。     

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。     

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...     

摩托车轮套冷摆辗成形工艺研究

对摩托车磁电机轮套的冷摆辗精密成形工艺进行了研究。讨论了坯料形状尺寸及摆辗成形工艺参数对轮套冷摆辗成形的影响。分析了摆辗成形件缺陷的产生原因,并提出了对它的防止措施。     

摩托车轮套冷摆辗成形工艺研究

对摩托车磁电机轮套的冷摆辗精密成形工艺进行了研究。讨论了坯料形状尺寸及摆辗成形工艺参数对轮套冷摆辗成形的影响。分析了摆辗成形件缺陷的产生原因,并提出了对它的防止措施。     

基于铸辗复合成形工艺的Q235B环坯凝固过程分析

短流程铸辗复合成形工艺利用环件铸坯直接辗扩成形,减少了加热次数,缩短了工艺流程。在成形工艺中环件铸坯的质量是保证辗扩成形的关键。基于此设计了法兰毛坯铸造工艺,并用Pro CAST软件对铸件凝固过程和微观组织进行了模拟。结果显示,不同浇注温度下铸件的缩松、缩孔缺陷留在浇注系统及冒口内。用CAFE模块对凝固组织进行了模拟,结果表明,降低浇注温度有利于晶粒细化。     

GCr15铸环热辗扩孔洞形状演变预测模型研究

环件铸辗复合成形是利用铸造环坯热辗扩成形环件的一种短流程成形新工艺。然而铸造环坯中存在的夹杂、缩松、缩孔等孔洞类缺陷能影响到热辗扩成形环件的最终质量。基于ABAQUS平台建立了GCr15铸环孔洞热辗扩三维热力耦合模型,通过热轧实验验证了模型的可靠性,并研究了GCr15铸态环件不同径向位置孔洞缺陷在热辗过程中的演变规律,提出了一种铸环热辗过程中孔洞形状演变的预测模型。模拟结果表明,孔洞各向尺寸变化与孔洞位置密切相关,孔洞距离内径越近,其各向尺寸变化越大;根据初始铸坯的几何参数、相关热辗扩工艺参数和初始孔洞尺寸可以预测该孔洞在热辗扩过程中的形状演变情况。     

旋压技术在等强度钢制车轮制造中的应用

介绍了等强度钢制车轮旋压成形对旋压机和工艺的要求及两种等强度钢制车轮旋压机.等强度钢制车轮是一种通过优化车轮截面几何尺寸,用变截面代替等截面结构,使应力大的部位截面厚,应力小的部位截面薄的无内胎车轮,具有质量轻、强度高、安全性好等优点,是具有广阔市场前景的新型车轮.变截面结构是通过旋压工艺实现的.旋压技术的进步为这种新型车轮的大量生产提供了可靠的装备和工艺保障.     

内沟槽环件辗压成形工艺模拟研究

针对异形截面环件壁薄、断面形状较复杂的特点,可用辗压工艺成形内沟槽环件。利用有限元数值模拟技术,研究了辗压过程中金属变形流动特点、成形规律等,并分析了轧制孔型、摩擦因数、进给速度对成形效果的影响。结果表明：采用辗压成形内沟槽环件,工艺过程简单;轧制孔型、摩擦因数对成形效果影响较大。     

S形截面不锈钢钢丝的成形与模拟分析

根据钢丝的截面形状与不锈钢的特性,采用1道辊弯及2道辊模拉拔的成形方案,并设计出轧辊的孔型,利用DEFORM3D软件对钢丝的成形过程进行模拟,截取工件周向上200个点的等效应力并分析各个方向上所受应力的变化,通过工件上等效应力、等效应变及金属流动状况分析了工件成形的变形机理。     

An axisymmetric forging approach to preform design in ring rolling using a rigid–viscoplastic finite element method

In this paper, a new method for approximately predicting the deformation of material in ring rolling is presented. The plastic flow of material in ring rolling is assumed to be axisymmetric and thus the ring rolling process is considered as a sequence of consecutive forging processes. The problem, having tool velocity as well as material velocity field as unknown variables, is formulated by an axisymmetric rigid–viscoplastic finite element method. The unknown tool velocity is determined by making the circumferential stress on the ring cross-section exist in the range of user-specified values. The approach is applied to preform shape design in ring rolling of bearing races. The predicted results are compared with the experimental ones. It has been shown that the approximate approach presented is useful for engineering design of preform in ring rolling of bearing race-like rings.     

车轮轧制成形过程的有限元模拟

采用DEFORM-3D建立车轮轧制过程三维有限元分析模型,在建立轧制过程的数学模型和开发轧辊运动的控制算法,并与DEFORM软件集成的基础上,模拟了实际轧制过程中轧辊的运动。从轧制力对比与轮坯几何形状的分析两方面验证了模型和控制算法的可靠性;分析了轧制过程中材料的流动规律,为改进轧制工艺提供了参考。     

火车车轮卧式轧制热力耦合有限元模拟分析

车轮轧制是采用压轧工艺生产整体车轮的一个重要工步。目前,车轮成形工艺的研究主要集中在预成形及辐板弯曲等工步,对于轧制工艺研究相对较少。该文结合车轮卧式轧制原理及特点,在有限元分析软件ABAQUS中建立了车轮七辊卧式轧制的三维热力耦合有限元分析模型。根据有限元模拟结果,探讨了车轮轧制过程中,轮坯表面金属流动规律,轮坯应力、应变及温度的分布和变化规律,以及轧制力能参数的大小及变化。研究结果为车轮卧式轧制的有限元模拟分析和生产实践提供了一定的参考。     

复杂异形环件毛坯优化设计方法研究

针对复杂异形环件轧制过程中的运动难以控制和质量难以保证的难题,结合复杂异形环件轧制过程的特点,对轧制成形过程材料流动规律进行研究,并结合体积成形过程中的材料变形规律,提出了体积相等、形状相似、截面相等3条复杂异形环件毛坯的优化设计原则,并利用有限元分析方法对所提出的方法的合理性进行了验证。     

铝合金锥面筒形环件轧制成形数值模拟与实验研究

铝合金异形截面环件是航天航空和国防装备的重要结构件,铝合金异形截面环件目前多采用自由锻成形或者简化为矩形截面环件后轧制成形,使环件生产周期长、材料利用率低、环件的组织性能差,严重限制了该类环件的应用和发展。针对2A14铝合金锥面筒形环件进行了轧制过程数值模拟和实验研究,提出了形状相似环件毛坯设计方法和锥形环件轧制过程的合理工艺参数范围计算方法,并基于ABAQUS/Explicit平台建立该环件轧制过程的三维热力耦合有限元模型。通过分析毛坯结构对成形环件尺寸误差和变形均匀性的影响,得到了等截面积环件毛坯成形尺寸误差最小的结果。并根据模拟结果进行轧制实验验证,成功轧制出合格的锥面筒形环件。     

大型风电轴承套圈滚道轧制数值模拟与实验

风电轴承是风电装备的关键零件,而套圈作为轴承的核心组件,对轴承服役寿命以及主机运行可靠性至关重要。环件径轴向轧制是制造各种大型无缝轴承套圈、回转支承、法兰环件的先进回转塑性成形工艺。目前,风电装备中应用的各种球轴承,其套圈滚道均是通过切削加工成形,材料浪费多,加工效率低,且滚道金属流线分布差,削弱了套圈的力学性能。文章以典型的大型双滚道风电轴承套圈为对象,开展其滚道轧制成形数值模拟和实验研究。通过环件轧制工艺理论分析,提出了主要工艺参数设计方法;建立套圈径轴向轧制热力耦合有限元模型,通过模拟分析,对轧制进给规程进行优化;根据模拟结果,开展了轧制实验,成功轧制成形出合格的双滚道轴承套圈。该文研究实现了大型风电轴承套圈滚道直接轧制成形,为风电以及其他领域用大型轴承套圈、回转支承环件节能节材的先进制造,提供了有效的工艺理论指导。     

带有锥台及沟槽钢芯温楔横轧成形分析

采用楔横轧工艺,用温轧轧制钢芯,并对其成形过程进行研究。根据零件的成形特点,采用UG软件设计楔横轧不同工艺参数需要的模具,采用Deform软件模拟成形过程,从中选出最佳的工艺参数,并分析该工艺参数下钢芯大弧体不同成形阶段径向截面等效应力、等效应变及轴向截面等效应力、等效应变,最后通过实验轧制出产品。结果表明:成形角、展宽角等工艺参数对轧件外形及心部质量有很大影响;采用合理的楔横轧工艺参数可以轧制出心部无缺陷的合格产品;轧件的等效应力及等效应变均存在一定的规律,且最大值均在合理的范围内。