外台阶截面环形铸坯热辗扩成形工艺有限元模拟

基于DEFORM软件,建立了外台阶截面环件热辗扩有限元模型,模拟分析了材质为42CrMo钢的环形铸坯热辗扩过程.结果表明:在选定的热辗扩工艺参数下,辗扩后环件表面平整光滑,无凹坑缺陷,成圆规整;与成形辊接触的环件内外层金属的流动速度大于芯部的流动速度;与成形辊接触的环件内外层金属等效应变较芯部大;在辗扩过程中,环件芯部的温度下降始终较内外层平缓,内外层金属的温度呈锯齿状下降趋势.本文的研究对外台阶截面环形铸坯热辗扩成形工艺的设计、环件质量预测与控制具有指导意义.     

304不锈钢大型环件细晶轧制实验

304不锈钢大型环件在核电、石油化工等领域有着广泛应用。作为一种高合金钢材料,304不锈钢热变形温度范围窄、变形抗力大,采用常规环件轧制工艺生产此类大型环件,常出现粗晶现象,导致探伤不合格,产品废品率高。文章以某核电用304不锈钢大型环件为对象,对其细晶轧制方法进行实验研究,通过综合分析304不锈钢材料高温变形特性和轧制过程中的热、力变化规律,在常规轧制工艺基础上,对制坯工艺和轧制过程控制进行了优化,基于优化的工艺,通过轧制实验成功获得了晶粒细小,且满足要求的轧制环件。研究结果为304不锈钢大型环件生产提供了一种有效的轧制工艺方法,并为高合金钢大型环件轧制生产工艺设计提供指导。     

热辗环变形区速度场规律有限元模拟

建立热辗环三维有限元模型。通过三维有限元模拟辗环轧制过程,得到了轧制过程中的变形区速度场分布以及金属流动规律;得出了芯辊进给速度和驱动辊角速度对于轧制速度的影响规律。对于合理制定辗环轧制工艺,改善辗环加工精度具有指导意义。     

基于锻坯的大型外凹形截面环件成形研究

针对大型外凹槽型环件成形上的困难,根据异形截面的环锻件毛坯尺寸设计三大原则和方法,设计出合理的锻坯尺寸及形状,进一步设计出比较合理的模具。并基于SIMUFACT软件建立了径轴向轧环机三维数值仿真模型,对大型异形环件一个生产周期内的环件轧制过程进行了数值模拟,揭示了环件热辗扩过程中等效应变场、温度场、辗扩力以及金属流动特性的规律。仿真计算结果表明,采用计算机模拟环件的成形过程,可用于模具改造、锻坯设计以及轧制工艺的优化,建立起一种大型外凹槽截面环件稳定轧制模型。     

大型内沟槽环件热辗扩数值模拟

环件热辗扩工艺是利用轧环机上旋转着的型辊对环坯局部连续加压．使环坯在回转过程中产生径向收缩、周向伸长从而使直径扩大、壁厚减薄、截面轮廓成形的连续局部回转塑性成形，是无缝环形零件的先进制造技术之一。由于该工艺具有节能、节材、优质、高效和低噪等优点而被广泛应用于汽车、航空航天等工业领域。大型内沟槽环件辗扩属于异形截面环件轧...     

辗环机工作原理及性能分析

辗环机主要用于加工高质量无缝环件,具有许多优良的工艺特性。本文在简要叙述轧环理论、轧环工艺的基础上,分析了环件轧制质量的影响因素和轧环技术发展趋势。     

环件热辗扩成形有限元建模仿真研究进展

环件热辗扩成形问题是多场、多因素耦合作用下集三维连续渐变、非稳态及非对称等特点于一体的高度非线性问题,采用有限元建模仿真方法研究与发展该技术对实现无缝环形构件的高质量、低成本及短周期制造具有重要意义.分别从宏观和微观尺度评述环件热辗扩成形有限元建模仿真的国内外研究现状、存在的问题与发展趋势,进而指明其发展方向如下:大型、复杂环件径、轴双向热辗扩成形全过程自适应建模的仿真方法与关键技术;环件热辗扩成形过程宏观与微观有限元建模仿真无缝集成技术;适用于以环件热辗扩为代表的连续局部塑性成形过程的材料本构模型和组织演变模型以及相应稳健而高效的有限元算法、本构积分算法与组织演变仿真方法;考虑模具的变形、传热及主要失效形式的环件热辗扩成形过程建模仿真技术.     

无内胎钢制车轮辗环成形新工艺及其数值模拟

提出了一种无内胎钢制车轮成形新工艺,其工艺流程为:下料-加热-制坯-辗环-后处理.其中环件毛坯形状决定了辗环工序的变形程度及金属流动状态,从而对工艺成败具有决定性的影响.运用ABAQUS大型通用有限元软件,分析不同毛坯形状对辗环成形过程、辗压力、应力及应变分布情况的影响,通过对计算结果的对比分析,得到合理的成形工艺方案.     

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。     

TC4钛合金锥形环辗轧坯料仿真优化设计

TC4钛合金锥形环辗轧坯料对成形环件的几何(圆度、壁厚均匀性)、温度与应变分布等具有重要影响。该文针对TC4钛合金锥形环件热辗轧过程设计了"芯辊基准型"和"驱动辊基准型"两种不等壁厚锥形环坯,对传统"等壁厚型"锥形环坯进行优化;采用基于ABAQUS软件平台的建模仿真方法,模拟并揭示了辗轧过程中轧制力、成形环件圆度、壁厚均匀性及温度与应变场对3种不同环坯的响应规律。结果表明,"芯辊基准型"和"驱动辊基准型"两种锥形环坯下,辗轧过程中的轧制力较"等壁厚型"锥形环坯下的轧制力小;"芯辊基准型"、"驱动辊基准型"和"等壁厚型"锥形环坯下,成形环件表面质量、圆度、壁厚均匀性及温度分布均匀性依次变差,但应变分布均匀性依次变好。综合考虑,"芯辊基准型"锥形环坯更适合于该文TC4钛合金锥形环辗轧过程。     

不同铸态42CrMo坯料尺寸下环件径轴向辗轧成形组织演变规律

基于铸坯的环件径轴向辗轧成形新技术面临的瓶颈问题,对坯料铸态组织的演变规律与合理控制进行研究。对某环件双向轧制,铸坯的尺寸将决定变形程度和径、轴向的变形量分配,从而对最终环件的组织起着至关重要的作用。该文基于ABAQUS平台,建立了42CrMo钢铸坯环件径轴向热辗轧宏微观耦合有限元模型;采用一种基于轧比K和径轴向变形量分配比tanα的坯料尺寸设计方法,针对同一环件的轧制过程,设计具有不同K和tanα值的不同尺寸的多个环坯,模拟不同铸态42CrMo坯料尺寸下环件径轴向辗轧过程组织的演变规律。结果表明,随着K值增大,环件动态再结晶程度增加,平均晶粒尺寸减小且分布逐渐均匀;随着tanα值增大,环件上下端面区域动态再结晶程度增大,平均晶粒尺寸减小,沿环件轴向平均晶粒尺寸分布逐渐不均匀,而内外表面区域动态再结晶程度减小,平均晶粒尺寸增大,沿环件径向平均晶粒尺寸分布逐渐均匀。     

热辗环变形区边界速度有限元研究

通过几何方法分析了热辗环变形区范围,从理论上确定了轧制边界速度关系。通过三维有限元模拟变形过程,验证了热辗环变形区范围;得到了轧制过程中的金属流动速度趋势。     

数控辗环机最佳辗轧工艺路线的确定

数控辗环机最佳辗轧工艺路线的确定２５００２２机械部济南铸锻机械研究所张吉光一、前言辗环工艺在轴承、车轮、工程机械及宇航产品的环形件制造过程中应用十分广泛。数控辗环机与相应的加热、制坯设备联合使用，可组成高效、高质的环锻件生产线。其中，辗环机是最关键的...     

整体双锥形环件闭式径向辗轧毛坯尺寸的设计方法

毛坯尺寸是整体双锥形环件闭式径向辗轧的重要几何参数,它直接影响着整个成形过程和最终环件质量。为有效提升毛坯尺寸设计的效率和精度,利用体积不变原理给出了毛坯尺寸的计算公式,结合稳定成形条件确定了辗轧比的合理取值范围,提出了一种基于辗轧比的整体双锥形环件闭式径向辗轧毛坯尺寸设计新方法,并设计开发了一套异形环件径向辗轧毛坯设计软件。针对同一尺寸的整体双锥形环件产品,该方法能够设计出一系列不同尺寸的双锥形截面毛坯,从而为深入研究整体双锥形环件闭式径向辗轧的不均匀塑性变形机理和形性一体化协同调控提供了重要基础。     

16MnD钢轴承压圈热辗轧毛坯仿真设计

16MnD钢轴承压圈为风力发电设备风机上重要结构件,为典型厚壁盘型环件,低温冲击性能要求高,辗轧生产难度较大,容易在端面产生凹槽缺陷,成形质量难以保证,因此轧制工艺的设计特别是毛坯的设计就显得尤为重要.毛坯设计是环锻件辗轧工艺设计的重点,环坯初始尺寸直接决定了辗轧过程的总锻比,及径轴向变形量的匹配,进而影响环锻件内部组...     

沟球环件冷辗扩过程中截面变化规律

在沟球环件冷辗扩过程中,环件外径的增长预测和导向辊的位置确定是确保平稳辗扩的条件之一,而这两者的决定因素在于辗扩过程中截面形状变化。采用商业软件ABAQUS/Explicit对冷辗扩过程进行三维建模,预测沟球截面环件的直径增长和截面形状变化过程。在D56G90型冷辗环机上进行实验,测量了不同阶段的环件直径和沟球截面形状。将实验测量结果分别与解析计算结果和有限元计算结果进行比较,得出三者之间的差别,从而发现误差。利用解析结果和实验结果来修正三维有限元模型,以便更加精确地利用有限元模型来预测环件直径的增长规律和截面变化规律。模拟结果可以用于指导环件冷辗扩的工艺制定和生产,以期提高环件的质量。     

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。     

基于铸坯Q235B法兰件热辗扩过程温度场模拟

基于ABAQUS软件建立了三维有限元模型,采用Explicit显式算法对铸坯Q235B法兰件热辗扩成形过程进行数值模拟,研究了辗扩过程中温度场的变化规律。结果表明:辗扩过程中,环件温度始终是中间区域最高,而内外侧表面及上下端表面处为低温区,边缘区域最低,环件中间区域到表面区域的温度呈现由高到低的渐变分布,并且轴向方向上温度还呈现对称分布。本文的研究对铸辗成形工艺的制定与法兰件质量的预测具有指导性的意义。     

大型环件径轴向轧制成形仿真及试验研究

基于有限元分析软件Deform-3D建立了符合实际生产的316不锈钢环件热力耦合三维有限元模型.首先研究了径轴向环件轧制过程中的等效应变、温度场、轧制力能参数和金属流动速度场的变化规律;其次从环坯初始温度、驱动辊转速和芯辊进给速度三方面探讨了如何优选轧环机的问题;最后为验证本文模拟所得参数的可靠性进行了试验研究.将径轴...     

304不锈钢四通件热挤压成形规律研究

基于Deform-3D有限元软件,建立了某规格304不锈钢四通件挤压成形热力耦合有限元模型,揭示了成形过程中载荷行程曲线及应变场、坯料损伤的分布规律,得到了挤压该规格四通件挤压设备吨位。研究结果显示,高应变值主要集中在坯料金属流经垂直冲头的区域,坯料金属损伤随挤压不断减小,内表层表面质量得到提高。所挤压的304不锈钢四通件表面光洁,无裂纹、无毛刺及明显划痕,四通件内表面光洁度优于外表面,内表面光洁度沿着管部从外侧向中心不断得到提高。该研究为三通件多向加载成形工艺参数的优化以及缺陷的控制,提供了指导。