型砧锻造轴类锻件的开发及应用

本文总结了我厂多年来应用型砧锻制轴类锻件所取得的经验，是实践的结晶及成果的总结。文中首先介绍了在实际生产中开发型砧锻造轴类锻件的历史背景，并进行了可行性分析；其次介绍了我厂设计的系列型砧及其在实际生产中的应用；列举了轴类锻件型砧锻造的优点；对实践中可能出现的问题进行了分析，并分别提出了解决措施，进而指出型砧在使用中需注意的有关事项。     

大型锻件锻造的关键技术

大型锻件的常规生产工艺存在萌生裂纹源的变形机制。从宏观力学出发剖析了大型轴类锻件、大型饼类锻件、大型板类锻件的常规生产工艺，指出其容易产生废品的力学机理，提出合理匹配料宽比、砧宽比和压下率来控制毛坯变形区横向和径向拉应力的方法，从而彻底锻合毛坯内部的空洞缺陷，改善毛坯内部金属的组织与性能，防止内部产生裂纹，降低废品率。该方法的可靠性得到生产实践的检验，具有广阔的应用前景。     

用于轴类锻件的组合式摔圆模具的设计

锻造轴类锻件时,一般要采用整形模具(摔圆模具)进行摔圆精整作业。介绍了准800 mm摔圆模具的结构、使用方法、重要零件的材料及热处理方式,并对弹簧零件进行了选型计算。     

大型轴类件锻造工艺

大型轴类锻件,一般都是由钢锭直接锻造而成。锻件的质量越大,钢锭的吨位也越大。钢锭在浇铸过程中,中心区的菲金属夹杂物、偏析、缩孔和密集性疏松等缺陷严重。为了获得满足要求的锻件质量,必须通过锻造的方法来消除钢锭内部的缺陷。     

大型核电低压转子锻件倒棱新工艺的模拟

低压转子是核电机组关键零部件.低压转子锻件方截面坯料倒棱工艺一般采用普通平砧或无曼内斯曼效应的锻造法(Free from Mannesmann effect,FM)法,锻坯的变形仅集中在表层,难以深入心部,这浪费了倒棱工艺的大压下量.提出一种新的改进工艺方案,采用V形砧倒棱工艺来改善锻件心部应力应变状态,并通过数值模拟和物理模拟相结合的方法对其应力应变的分布进行研究.模拟结果表明,采用V形砧倒棱工艺,锻件心部等效应变增加,静水压力增大,随V形砧角度的减小应力应变分布效果更好;本质为型砧侧壁和锻件的接触面积的增加,使得接触处形成难变形区,从而使锻件取得更好的心部应力应变条件.连砧倒棱在两砧相搭接处对应区域存在小变形区,可以通过错砧工艺进行消除.建议倒棱工艺采用V形砧,角度小于等于120°,压下率大于20%,连砧错砧.     

消除轴类锻件折叠缺陷的模具改进

以半轴的成形工艺为例，针对台阶轴类锻件在使用摔模锻造过程中容易出现的折叠缺陷，分析了原因，提出了避免折叠的模具改进方法，并在实际应用中取得了很好的效果。     

轴类锻件表面裂纹深度简易测定法

介绍用超声波探测轴类锻件表面裂纹深度而设计的超声波测量图尺，说明其原理、制作、使用方法。     

水平V形砧拔长方形截面毛坯的数值模拟

应用一种新的锻造工艺——水平V形砧锻造法,通过有效控制锻件的纤维流向,改善了轴类锻件力学性能的异向性。水平V形砧锻造法在内部应力状态、金属纤维组织、锻件的整体性能、宏观几何形状等方面都优于普通平砧锻造法。对水平V形砧锻造法与普通锻造法进行的数值模拟比较证明,水平V形砧锻造法是控制轴类锻件力学性能的有效工艺手段。     

大型轴类锻件切削性及粗加工增效措施研究

大型轴类零件毛坯经直接锻造成形,其粗加工难度很大。本文通过分析大型轴类锻件加工难点,结合目前中国一重大型轴类锻件粗加工的经验,总结出提高大型轴类零件粗加工效率的有效方法,为大型轴类锻件的加工以及强力切削刀具的改进提供了技术指导。     

大锻件控性锻造过程的计算机模拟技术

提出能够模拟大锻件空洞型缺陷演化和微观组织演变等控性指标的数值模拟方法。基于典型体元模型建立空洞体积变化与宏观应力应变场关系的数学模型,以图从多尺度角度揭示宏观的塑性变形及其应力状态对随机分布的微小空洞的体积变化影响规律。将该模型与有限元法集成,当锻件内任意一点有空洞型缺陷(给定缺陷体积百分比)时,能够模拟得到成形过程中空洞型缺陷的体积变化,从而可被用来评估含缩孔缩松缺陷材料的压实状态。采用元胞自动机方法建立一种转子钢的微观组织演变模拟方法,根据"应变—位错密度—动态再结晶—流动应力"之间的宏微观相互影响规律,模拟出动态再结晶晶粒尺寸和完成分数。将这些模型与热力耦合有限元法相结合,构造大锻件控性锻造过程的数值模拟技术。根据大锻件增量成形的变形特点开发基于刚性区自由度凝聚技术的快速有限元法,从而为大锻件成形的工艺优化提供有效的计算工具。     

一种对旋式轴流风机的效率估算方法

效率是衡量风机运行经济性的一项主要指标 ,本文结合对旋式风机的内流损失 ,提出了一种效率估算方法 ,经实践验证 ,能有效地预测对旋风机的效率。     

大型曲轴弯曲镦锻技术的研究

介绍了大型曲轴现代弯曲镦锻工艺的进展及其工艺特点,评述了整体曲轴弯曲镦锻技术在国内外的发展和应用,以及弯曲镦锻数值模拟体系的概况。     

RIGID-PLASTIC MECHANICAL MODEL FOR THE FORGING METHOD WITH HORIZONTAL V-SHAPED ANVIL

In order to decrease the anisotropy of mechanical properties, the rigid-plastic mechanical model for the forging method with horizontal V-shaped anvil is presented. The forging method, through the change of anvils shape, is able to control fibrous tissue direction, to improve the anisotropy of mechanical properties of axial forgings, to realize uniform forging. Therefore, the forging method can overcome the defect that conventional forging methods produce. The mechanism of the forging method with horizontal V-shaped anvil and the process of metal deformation are analyzed. The agreement of theoretical analysis with experimental study verifies the fact that the forging method with horizontal V-shaped anvil can control effectively the mechanical properties of axial forgings.     

矿井对旋轴流通风机设计中存在的问题及解决方法

论述了对旋轴流通风机在矿井中运用的优点以及不足，针对电机冷却、电机防爆、轴承使用寿命短、二级电机容易烧坏、风机噪声的控制等问题展开了详细的阐述，并针对这些问题提出了可行的解决方案。     

热态轴类含空洞锻件内部温度场分布

热态轴类锻件内部温度场分布特征对锻件内部空洞检测起着重大作用。针对该问题,在传热学理论的基础上建立了热态轴类含空洞锻件的二维非稳态传热模型。首先利用集总参数法获得该模型的内部边界条件。然后通过红外热像仪采集得到该模型的初始温度条件,结合分离变量法求解该模型,从而获得含空洞锻件的内部温度场分布。最后通过实验分析了不同空洞尺寸条件下锻件内部温度场的分布特征。     

冷却用弯掠轴流风机的变型设计与数值分析

采用Navier-Stokes方程和标准κ-ε湍流模型,对已有的某弯掠轴流风机进行数值模拟,并与实验结果进行对比,验证了数值方法的准确性。为满足给定的性能要求,以该风机弯掠叶片为基础,利用变型设计方法得到四种结构的叶轮并对其进行数值模拟和性能预测。比较分析Z=5时3种结构叶轮出口轴面全压分布云图及叶顶径向回转流面上流线分布图:叶顶前缘高压随叶片安装角的增加而增大;回转流面上流线分布均匀,叶顶吸力面前缘存在小的涡流区域,且随叶片安装角增加而增大。