汽车半轴成形技术研究现状及展望

汽车半轴是汽车的重要零件之一 ,研究其精密成形技术具有重要的应用价值。对目前国内外汽车半轴成形几种主要技术的研究现状进行较详细论述 ,并比较了它们各自的优缺点 ,指出多楔楔横轧精密成形技术生产汽车半轴将是今后汽车半轴成形的主要趋势。     

铁道车辆用车轴成形方法现状与研究

铁道车辆用车轴是火车传动部分的重要部件,探寻车轴高效、精密成形方法具有重要的应用价值。对目前国内外火车车轴成形技术的现状进行较详细论述,分析各种火车轴成形方法的优劣,指出多楔楔横轧精密成形技术生产火车轴将是今后火车轴成形的主流。     

小断面收缩率轴类零件楔横轧成形的可行性分析

利用ANSYS/LS-DYNA软件,对楔横轧小断面收缩率轴类零件的成形过程进行了有限元数值模拟,通过与常规断面收缩率轧件对比,分析了小断面收缩率轧件的表面和心部质量情况.结果表明:相同工艺参数条件下,小断面收缩率轧件横截面的椭圆度大于常规断面收缩率轧件;由于小断面收缩率轧件中心点处的平均应力和最大主应力均较大,因而更容易发生心部缺陷.提出了改善轧件表面和心部质量的措施.经轧制实验验证,楔横轧成形小断面收缩率轴类零件是可行的.     

楔横轧梯形螺纹轴成形机理

通过分析螺纹轴齿形成形过程,并结合金属流动特点,获得楔横轧梯形螺纹轴的成形机理.考虑到轧制过程轧件螺旋升角瞬时变化特点和成形段齿形截面变化等因素设计了楔横轧模具,采用有限元分析软件Deform-3D对楔横轧梯形螺纹轴齿形成形过程进行模拟,得到精度较高的梯形螺纹轴轧件.利用有限元点跟踪功能,对轧件多个点进行跟踪,详细分析了轧件螺纹不同位置各点的径向、轴向位移变化情况,从中获得螺纹段各处金属流动规律.采用软件模拟参数进行了相应的楔横轧实验,得到的梯形螺纹轴实验轧件与有限元模拟结果相同.模拟和实验结果表明,模具螺旋升角采用轧件瞬时半径对应螺旋升角时,能够轧制出形状精确的螺纹轴.     

工艺参数对楔横轧多楔轧制成形机理影响分析

针对楔横轧多楔精密轧制长轴类零件中工艺参数的确定主要依靠经验、轧件缺陷频繁发生的难题,采用自主开发的多楔命令流有限元程序对多楔轧制过程进行有限元数值模拟,从理论上较详细分析成形角、展宽角和断面收缩率三个主要工艺参数对轧件内部等效应力、应变和轴向位移的影响,得到其相应的变化规律,并对断面收缩率对轴向位移的影响规律进行实验验证.     

楔横轧蜗杆轴毛坯成形技术研究

针对蜗杆轴应用范围广、需求量大,目前加工效率低的难题,提出了楔横轧蜗杆轴轧制方法.介绍了楔横轧蜗杆轴设计思想及成形基本原理,采用有限元模拟蜗杆轴轧制过程并在楔横轧机上对相同工况进行实验验证,得到轧件质量较好,与模拟结果基本相同.研究结果表明,楔横轧轧制蜗杆轴毛坯技术是一种高效、可行的轧制技术,它对于楔横轧技术的研究、推广以及蜗杆轴工业生产自动化发展具有重要的现实意义.     

板式楔横轧轧件成形过程几何模拟

在对板式楔横轧轧制过程分析的基础上,建立了楔横轧入轧制和展宽轧制过程轧件变形的数学模型。探讨了轧制过程中轧件滚动半径的确定方法,对轧件端面移动理论进行了研究,建立了轧件端面移动数学模型。最后利用计算机画技术,交 轧制过程中轧件成形过程进行了模拟,实现了模拟轧制。     

三辊楔横轧阶梯轴类件的研究

对三辊楔横轧轧件质量、克服几何限制条件措施及轧机定型设计等进行了研究。结果表明其产品质量好，采用咬合楔轧制等可以克服几何限制条件，扩大了产品范围，产给出了轧机定型设计资料。这些成果为这项技术实际应用提供了理论依据和技术资料。     

楔横轧椭圆轴直角台阶轧齐曲线

根据楔横轧工艺的特点,推导了椭圆轴在轧齐过程中螺旋斜锥体大端半径随轧件转角变化的旋转公式.通过对轧齐过程的分析,获得了各阶段的体积公式,并依据体积平衡原理得到了椭圆轴直角台阶轧齐曲线.最后采用刚塑性有限元软件Deform-3D对椭圆轴的轧齐过程进行了模拟,取得了良好的结果,同时验证了曲线方程的正确性.     

楔横轧技术在汽车工业中的推广和应用

楔横轧技术是最近几十年发展起来的一种先进的机械零件的现代精轧技术。它是利用两个装在同向旋转轧辊上的楔形模具，使坯料产生连续局部变形。最终轧制成楔形孔型的各种台阶轴。楔横轧技术与传统的锻造切剂工艺生产某些轴类零件相比。因具有有效地提高材料使用率、减少加工道次、降低生产成本、提高劳动生产率等特点而广泛应用于各种带旋转体类零件的生产。     

楔横轧等内径空心轴的热力耦合数值模拟

应用三维刚塑性有限元DEFORM-3D软件对等内径空心轴类零件的楔横轧成形进行了热力耦合数值模拟,分析了轧制过程中轧件内部的应力、应变场及温度场分布规律,揭示了轧件变形过程中横截面椭圆化和轧件外表面轴肩部分产生隆起以及内表面在靠近台阶处产生凹陷的原因,阐述了轧件在轧制过程中温度的变化及变化的原因.模拟结果表明,用楔横轧工艺轧制等内径空心轴是完全可行的.     

轴类零件轧制技术及其在山东省的推广应用

介绍了轴类零件轧制技术的工作原理和主要特点,简述了国内外轴类零件轧制技术发展情况。北京科技大学在山东省推广20余条零件轧制技术生产线,主要有楔横轧凸轮轴和空心零件、斜轧内燃机的摇臂等。     

楔横轧内直角台阶成形过程几何形态分析

结合楔横轧成形工艺中需要解决的突出问题,通过分析内直角台阶成形过程中几何形状的研究现状,考虑楔横轧内直角台阶成形过程中各主要几何影响因素,建立了符合实际的内直角台阶成形全过程的轧件表面几何模型及其数学表达式,推导出整个轧制过程中轧件的旋转半径公式.     

楔横轧轧制微观组织演变规律的研究现状与发展

火车车轴、汽车半轴等长轴类零件需求量与日俱增,采用多楔楔横轧精密成形技术生产长轴类零件将是今后其成形的主要趋势。其产品不但应保证基本形状,且要有良好的综合力学性能。因此,研究楔横轧多楔轧制微观组织演变规律,控制产品的最终组织结构,具有重要的理论意义和工程价值。     

Analysis of Metal Forming in Two-Roll Cross Wedge Rolling Process Using Finite Element Method

A simulation model for two-roll cross wedge rolling (CWR) was presented by using three-dimensional rigid-plastic finite element method (FEM).The whole forming process of CWR,including knifing zone,guiding zone,stretching zone,and sizing zone,was simulated using the model in which dynamic adaptive remeshing technology for tetrahedral solid elements was used to fix element distortion.Based on the simulation results,the distributions of metal flow field,strain field,and damage field,and the geometry of the workpiece's end were analyzed.These results could provide theoretical guidance for realizing net shaping and reasonable design of tools.     

偏心轴类零件楔横轧轧制区轧制力差的影响因素

两轧辊在轧制区的轧制力不对称性是偏心轴类零件两辊楔横轧轧制成形的一个显著特征.利用有限元法计算了偏心轴类零件楔横轧成形中轧制区轧制力差,并对其影响因素进行了较为系统全面的分析,阐明了影响因素对轧制力差的影响机理,最后还综合分析了各影响因素对轧制力差的影响程度.