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.     

皮带轮温精辗压近净成形工艺模拟分析

为了克服当今皮带轮生产中材料浪费、生产率低、精度低等缺点,提出了皮带轮两步温精辗压近净成形新工艺。通过数值模拟的方法,分析了其成形过程和载荷,以及影响锻件成形质量的几个关键因素。数值模拟结果表明:工艺方案合理可行。锻件外围部分变形量大,变形均匀,质量高,所需成形力小。模具形状和运动参数匹配对成形质量和载荷影响很大,模具运动方式可以自由选择。     

铝合金双层杯件冷挤压成形工艺模拟研究

针对铝合金双层杯件的结构特点,提出了闭式冷挤压成形工艺方案,并研究了不同坯料形状对成形过程的影响.采用有限元模拟软件对双层杯件成形过程进行了数值模拟,比较分析了不同坯料对变形过程中的金属流动、应变以及载荷曲线等的影响,预测了该双层杯件成形过程中的缺陷及产生原因,得出了最优成形工艺方案,可获得高质量、高精度的锻件,实现近...     

异形环件多步辗扩模拟

目的采用多步辗扩工艺模型虚拟生产异形环件,研究环件多步辗扩过程中环件的成形规律,为实际生产提供工艺参数。方法利用Gleeble-3500D热模拟实验机对Q345E钢进行单道次热压缩实验,建立环件用钢的流变应力模型,在Simufact中建立大型锻坯外凹槽内台阶环件多步辗扩三维数值稳定辗扩模型,对环件辗扩过程进行数值模拟。结果在双件辗扩内台阶环件和外凹槽环件的过程中,在与成形辊的接触部位应变场呈现较大值,环件的温度分布从心部到外逐渐降低,环件的应变与温度分布极为不均匀,辗扩过程需要对芯辊分级降速。结论通过所建立的多步辗扩模型,可以利用矩形锻坯虚拟生产异形环件。     

筒形件强力旋压工艺模拟及实验研究

采用有限元与工艺实验相结合的方法,对筒形件强力旋压工艺进行了研究。对于旋压加工工艺,利用有限元模拟软件建立三维弹塑性模型并进行数值模拟,然后在此基础上分析进给比、减薄率2个工艺参数对筒形件强力旋压成形过程的影响规律。根据数值模拟结果,设计并制造了工装与模具,同时进行了工艺试验,成功试制了壁厚减薄效果良好的筒形件强力旋压样件。     

TC4合金斜I型截面环件轧制工艺研究

目的 提升钛合金异型环轧制时的填充效果,提高成形精度,确定轧制型腔对环件成形质量的影响。方法 以TC4合金斜I型截面环件为研究对象,设计了开式与闭式2种轧制型腔,对该环件的轧制过程进行了研究。建立了斜I型截面环件的有限元模型,基于有限元模拟结果全面分析了不同轧制型腔对环件等效应变、温度分布以及型腔填充效果的影响规律。结果 与开式型腔相比,闭式型腔轧制的环件具有更优的等效应变和温度分布,型腔填充情况也明显更优,填充率在96%以上,进而确定了闭式型腔的轧制方式。采用设计的闭式型腔进行了环件轧制试验,试验环件尺寸与模拟结果吻合良好,误差在0.3%以内,同时组织性能均能够满足生产要求。结论 选择闭式型腔轧制可以有效提升钛合金异型环轧制时的填充效果,提高成形精度,提升环件成形质量。     

摆动辗压成形在粉末冶金件生产上的应用

介绍了粉末冶金止推轴承环、NT130汽车后桥差速器行星锥齿轮、冶金齿类零件的生产工艺流程,并对双金属阀座环、铁基双金属止推轴套、铁基双金属轴套（滑动轴承）等典型零件的粉末冶金摆辗成形过程进行了介绍。和其他成形方法相比,通过摆动辗压成形的零件,所需要的成形力大幅度降低,产品能耗和成本明显降低、产品强度提高10％以上。     

摆动辗压成形在粉末冶金件生产上的应用(续)

介绍了粉末冶金止推轴承环、NT130汽车后桥差速器行星锥齿轮、冶金齿类零件的生产工艺流程,并对双金属阀座环、铁基双金属止推轴套、铁基双金属轴套（滑动轴承）等典型零件的粉末冶金摆辗成形过程进行了介绍。和其他成形方法相比,通过摆动辗压成形的零件,所需要的成形力大幅度降低,产品能耗和成本明显降低、产品强度提高10％以上。     

细密沟槽铝合金挤压件模具的改进

对细密沟槽铝合金挤压件的结构进行了分析,研究和探讨了该类冷挤压件的成形过程.通过对挤压过程中金属的流动,以及模具的受力分析和模具结构的改进,解决了该类零件在挤压过程中上模的断齿问题.     

不同轧辊尺寸下40Cr/Q345双金属环件成形过程有限元分析

目的 研究不同轧辊尺寸对40Cr/Q345双金属复合环件热辗扩成形过程的影响规律,并分析环件在辗扩变形过程中内、外层区域的协调变形机理,使辗扩完成后的双金属环件整体变形和温度分布趋于均匀。方法 基于ABAQUS有限元模拟软件,使用动态显式算法,建立双金属环件径-轴向轧制三维热-力耦合有限元模型,采用直径为70、90、110、130、150、170 mm的芯辊尺寸和直径为400、500、600、700、800 mm的驱动辊尺寸,分别研究两个主要的成形辊尺寸对双金属环件热辗扩成形过程的影响。结果 在研究的轧辊尺寸范围内,随着芯辊直径的减小,双金属环件整体温度分布趋于均匀,其变形均匀性明显提高,其中,环件外层40Cr金属塑性变形明显降低,内层Q345金属塑性变形显著升高;随着驱动辊直径的增大,环件整体温度分布均匀性有所降低,变形均匀性略有提高。结论 在双金属环件热辗扩成形过程中,较小的芯辊尺寸能够提高环件整体的温度分布均匀性,并能有效提高内层Q345金属的塑性变形程度,使环件整体变形更加均匀。较大的驱动辊尺寸会略微降低环件的温度分布均匀性,并通过改变内、外层金属的塑性变形程度使环件整体变形趋...     

Viper母接头碾环成形数值模拟分析

运用Deform软件对Viper母接头碾环工艺进行数值模拟和工艺分析,找到了试制失败的真正原因,并提出了改进措施,改变了传统以实际试验为主的产品开发模式。使碾环工艺具有了预见性和科学性,提高了工艺设计的准确性和可靠性。     

小型H型钢斜轧孔型工艺的全轧程有限元模拟分析

采用显示动力学有限元模拟软件LS-Dyna,对某钢厂的小型H型钢的完全轧制过程进行模拟仿真分析。重点分析了有限元模型建立过程中单元的选择、网格的划分、材料模型的构建和前处理边界条件的设定;通过数值模拟分析得到了该型号H型钢的全轧程各道次的应力应变状态,并分析了金属的流动和轧制过程中金属的充型状态,为小型H型钢的轧制工艺...     

径-轴双向环轧工艺的研究进展

回顾了环件径-轴双向轧制锻透条件、咬入条件、刚度条件等相关理论研究进展,分析了工艺参数对轧制过程的影响及其确定准则,在此基础上引入轧制曲线的概念,并给出了径-轴双向环轧轧制曲线的设计原则,还探讨了在利用有限元方法模拟轧制过程、优化轧制工艺参数时存在的问题,并给出了对数值模型进行控制和处理的有效方法。     

基于有限元模拟分析的钛合金棒材连轧孔型优化设计

针对两种钛合金棒材连轧孔型系统——"平三角-圆"孔型系列Ⅰ和"平三角-圆"孔型系列Ⅱ,将Φ25mm的TC4钛合金棒材在八机架Y型连轧机组上轧制成Φ15mm的成品,基于对连轧过程的有限元模拟,结合钛合金棒连轧生产中常见的耳子、扭转、圆度差等问题,进而对这两种连轧孔型系统进行对比优化,选择合理的钛合金棒材连轧孔型系统以避免上述问题的产生,进而提高产品的形状精度和尺寸精度,并对工业生产起到一定的理论指导意义。     

高性能环件辗轧成形智能仿真优化新思路与研究进展

面对环件辗轧成形过程有限元计算效率极低和成形成性难以一体化调控的挑战,提出了环件辗轧智能建模仿真优化的新思路和新方法。该方法能在有限元计算过程中,实现各轧辊运动的实时协调匹配和基于目标驱动的自动调控,只需要一次有限元计算就可直接获得满足控制量(环件长大速度、轧制力、温度、组织性能等)目标要求的环轧工艺路径;简介了超大型铝合金环件(10 m级)双向辗轧智能建模仿真、超大型筒节环件轧制智能建模仿真、基于力控的大型铝合金环件(5 m级)双向辗轧工艺路径智能仿真优化、基于温控的铸坯环件双向辗轧工艺路径智能仿真优化4个方面的最新研究进展。     

GH141合金环形锻件轧制工艺参数的研究

采用小环模拟的方式，研究了ＧＨ１４１合金轧制工艺参数中变形温度、变形程度对合金组织性能的影响，总结了ＧＨ１４１合金环形锻件的轧制工艺参数。     

径-轴向辗环机轴向轧制机构结构分析

采用三维造型软件SolidWorks建立了某型号径-轴向辗环机轴向轧制机构的实体模型。以有限元软件ANSYS为分析平台,通过合理处理接触、约束和载荷等边界条件,建立了有限元分析模型,对轴向轧制机构进行了三维弹性接触分析,得到了轴向轧制机构及主要部件的等效应力、位移变形、等效应变。对变形角进行了定义,提出了求解变形角的方法。计算结果表明,变形角为0.041°时,各部件的最大等效应力均小于屈服极限,轴向轧制机构刚度符合设计要求,各部件满足强度要求。     

变温度场下楔横轧端头凹心数值模拟研究

目的研究楔横轧凹心产生的原因以及变温度场对端面凹心的影响。方法采用数值模拟的方法,详细分析了楔横轧变形规律下凹心产生的原因。同时利用Deform-3D用户子程序方式,给轧件端部添加一定形式的变温度场,分析了变温度场改善凹心缺陷的机制;研究了变温区表面温度与变温度场长度对凹心深度的影响。结果楔横轧凹心是由轧至极限料头长度Imin时,端面金属变形不均匀引起的,凹心深度随着变温长度的增加和变温区表面温度的减小而减小,结论所提变温度场楔横轧轧制工艺,可以有效改善端面变形的均匀性,添加此变温度场可以有效减小楔横轧凹心深度。     

环件冷轧过程弹塑性动力显式算法有限元模拟

基于弹塑性变形理论,通过虚功率原理建立环件冷轧过程有限元方程,并采用对时间的中心差分格式进行求解。在进行弹塑性应力分析时,本文引入径向回映算法,并分别给出了弹塑性加载和弹性回复时的应力计算列式。开发了环件冷轧有限元模拟软件NHRing,并对矩形截面环件开式冷轧过程进行了分析计算。计算结果表明,随着轧制的进行,环件中的应变分布趋于均匀,而环件截面中心部位由于锻不透将导致端面产生“鱼尾”现象,这与实际环轧生产基本一致。