楔横轧大断面收缩率一次楔成形轧件心部质量规律及原因

为确定楔横轧大断面收缩率一次楔成形工艺心部质量的加工界限,对大断面收缩率下轧件心部质量规律进行了深入探索。采用实轧实验方法得到轧件心部最大孔洞面积数据;对比常规断面收缩率下轧件心部最大缺陷尺寸数据,得到大断面收缩率一次楔成形轧件的心部质量规律;并利用有限元数值模拟方法对大断面收缩率与常规断面收缩率轧件心部应力、应变进行对比分析,找出规律的原因。所得规律为,大断面收缩率轧制轧件心部质量整体好于常规断面收缩率轧制,另揭示出其原因为,大断面收缩率轧制轧件金属瞬时轴向流动量大,杆部中心剩余金属少,可供缺陷发展的空间也较小;不利于轧件心部质量的应力应变作用的时间较短,与工艺时间相同时刻常规断面收缩率的应力应变最大值相差比例也较小,静水压力在整个轧制过程中有利于轧件心部质量。     

汽车半轴多楔楔横轧成形应力变化规律分析

本文根据楔横轧多楔轧制特点,建立了楔横轧多楔轧制半轴细杆部的三维有限元模型,编制了半轴细杆部多楔轧制过程进行有限元模拟的命令流程序,详细的分析了轧制过程中楔入段、展宽段主楔在侧楔作用下轧件内部应力变化规律,为多楔轧制半轴的模具设计和工艺参数的确定提供理论依据.     

楔横轧大断面收缩率轧制轴向金属流动特点

利用三维有限元数值模拟方法,对楔横轧大断面收缩率和常规断面收缩率轧件金属的轴向流动进行了对比分析,发现大断面收缩率轧制件的轴向金属流动有其自身特点:由于轧制接触区面积较大,所受摩擦阻力也就较大,因而在轧制接触区内形成较大的金属难变形区,使轧制过程中轧制接触区范围内表层金属轴向流动滞后于心部较多,脱离轧制接触区后表层金属轴向流动超前于心部。     

楔横轧一次楔成形极限断面收缩率实验研究

为了探索工艺参数对楔横轧一次楔成形极限断面收缩率的影响规律,进行了实验研究,发现一次楔成形断面收缩率最大可达97.75%.用软件Origin,SPSS对数据进行分析,揭示了极限断面收缩率随成形角α、展宽长度K的增大而减小,随展宽角β的增大而增大的规律,并发现展宽角β对极限断面收缩率的影响最为显著.研究结果拓宽了楔横轧加工界限,为改进楔横轧模具设计提供一定依据.     

成形角对楔横轧二次楔轧制心部缺陷的影响

为了研究工艺参数对楔横轧大断面收缩率二次楔轧制轴类零件心部缺陷的影响规律,进行了楔横轧二次楔轧制试验,得到一系列在不同工艺参数下的轧件中心孔洞面积数据,利用软件MATLAB对数据进行分析处理.揭示出成形角对孔洞面积大小的影响规律:当两个成形角α1,α2中一个较小时,轧件心部孔洞面积随着另一个的增大而明显减小;并且二次楔成形角α2对轧件心部缺陷的影响程度稍大于一次楔成形角α1.研究结果为楔横轧模具、轧机的设计提供了一定的参考.     

轴向移动量程序化计算及工艺参数对轴向移动量的影响

本文在综合楔横轧轧制过程不同阶段轴向移动量计算规律的基础上,开发并编制出轴向移动量计算机源程序,并用该程序定量地分析了断面收缩率、展宽角、成形角和轧件直径工艺参数对其轴向移动量的影响规律,为楔横轧多楔模具优化设计与仿真提供高效的计算手段和重要的理论依据。     

工艺参数对楔横轧厚壁空心轴不圆度的影响

采用有限元软件DEFORM-3D对楔横轧厚壁空心轴进行热力耦合数值模拟,得到了工艺参数对楔横轧厚壁空心轴不圆度的影响规律。结果表明,在成形角35°～45°、展宽角4°～7°、断面收缩率35%～65%、轧制温度900℃～1100℃时,轧件不圆度与成形角及断面收缩率的变化成反比,与展宽角及轧制温度变化成正比。采用H630楔横轧机进行轧制实验验证了有限元模型的正确性。模拟与实验结果证明,轧件横截面失圆是楔横轧成形厚壁空心轴类件常见的质量问题;变形区金属沿轴向的流动受到未变形金属的阻碍,是造成不圆度在轧件的对称面上最大并沿轴向逐渐减小的原因。研究结果为确定楔横轧厚壁空心轴的工艺参数提供了理论依据。     

空心轴类件楔横轧仿真及壁厚变化规律

基于Deform-3D软件,建立了平楔楔横轧成形空心轴类件三维刚-塑性大变形热应力耦合有限元模型.通过模拟仿真与实验数据对比,验证了该模型的正确性,并在此模型基础上,应用楔横轧各工艺参数的正交试验,分析了空心坯料的成形性及壁厚的变化规律.结果表明:所轧空心轴类件的壁厚对比度与成形角、展宽角成正比,与断面收缩率成反比.研究结果对轧制空心阶梯轴的应用以及准确预测空心轴类件壁厚的变化具有指导意义和实用价值.     

三辊楔横轧空心件热变形时微观组织的研究

利用非线性有限元建立了金属成形过程中热、力、组织相互耦合的刚塑性有限元模型,采用该模型对三辊楔横轧空心件成形工艺进行仿真计算,得出不同阶段轧件的晶粒尺寸变化规律.在此基础上,应用正交实验法探讨了空心坯料轧制时壁厚、断面收缩率、轧制温度对晶粒尺寸的影响.结果表明:轧制温度对晶粒尺寸影响显著,其次依次为肇厚、断面收缩率.     

楔横轧轧件扭转变形影响因素的研究

应用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,对楔横轧轴类件进行轧制过程的模拟,分析了轧件扭转变形的形成原因,总结出成形角、展宽角、断面收缩率、摩擦系数及模具脱空宽度对轧件扭转变形的影响规律,指出采用脱空模具是降低轧件扭转变形的最有效措施.本研究为合理确定楔横轧工艺参数,改善轧件的质量提供了重要的理论依据.     

板式楔横轧工艺及装备

楔横轧技术作为一种新型先进生产工艺,其在金属加工工业中的应用使得优质高效低消耗地生产精密锻件及其它塑性成形产品成为可能.本文对板式和辊式楔横轧工艺的优缺点及其应用领域进行了系统地阐述,结合楔横轧在白俄罗斯的发展和应用情况,详细介绍了板式楔横轧设备及模具特点,指出板式楔横轧工艺在提高材料利用率上有着更大的潜力.     

楔横轧凸轮轴轧制半径对辊形曲线影响的规律

为获得楔横轧凸轮轴轧制半径对辊形曲线的影响规律,文章采用DEFORM-3D有限元软件,得到了楔横轧轧件的轧制半径的变化规律,有限元分析表明,轧件的轧制半径在楔入段和展宽段基本不变,精整段前段随楔面升高而变小,轧件成形后轧制半径保持不变,并用实验数据验证了此规律的正确性。在此基础上设计出了楔横轧轧制凸轮轴时轧辊的辊形曲线,应用此辊形曲线进行有限元仿真和实验轧制,取得良好的效果,验证了此种辊形曲线的求解方法的正确性。     

偏心圆截面轴类零件的楔横轧成形数值模拟

提出了一种偏心轴类零件楔横轧成形新工艺,给出了楔横轧成形偏心轴类零件轧辊的辊型曲面.利用三维弹塑性有限元软件LS-DYNA对一种典型偏心轴类零件楔横轧成形进行了数值模拟,分析了其成形过程、应力应变场分布及工艺特点.模拟结果表明,从起楔开始就将坯料轧制成偏心圆截面的偏心轴类零件的楔横轧工艺是完全可行的,而且具有轧制力小、变形容易控制等优点.     

楔横轧梯形螺纹轴成形模设计与轧制工艺

介绍了一种楔横轧轧制梯形螺纹轴的模具设计方法,模具由预坯段和螺纹段组成。预坯段由起楔段、展宽段和圆弧精整段组成。螺纹段模具孔型以模具齿顶宽不变和侧壁张角不变为条件,通过楔横轧上、下模对滚,模具齿形根据咬入和挤出工件材料体积相等理论设计。通过DEFORM-3D有限元软件模拟验证轧件质量,验证了模具进行螺纹轴轧制的可行性,该模具设计方法为楔横轧螺旋轴类件轧制技术研究提供理论依据和参考。     

滚压有限元模型数值模拟

滚压数值模拟是制定滚压工艺、预测滚压后工件表面残余应力分布,以及判定工件疲劳性能的重要工具。目前的滚压数值模拟主要集中在对曲轴以及回转体的分析,少有的对平面滚压数值模拟中,大多数也只分析了单圈或不到一圈的滚压过程,而且与实际滚压工艺存在较大的区别。为弥补以上不足,该文采用有限元商业软件ABAQUS提供的Explicit模块,并结合python编程语言,开发了更接近于实际的滚压模拟过程;采用该模型研究了滚压力的大小、滚针直径、表面摩擦系数等对于残余应力分布规律的影响,并通过H13钢的滚压实验,对模型模拟结果进行了验证。     

凸轮轴楔横轧成形仿真与应力应变分析

提出了一种凸轮轴楔横轧成形新工艺,得出了楔横轧成形凸轮轴轧辊的辊形曲线和轧齐曲线.利用三维有限元软件DEFORM-3D对凸轮轴成形进行了数值模拟,在模拟轧制过程中,轧辊楔面排料的同时轧件上的凸轮轮廓也被轧辊上的凸轮凹槽逐渐轧制生成,并且逐渐被轧齐,得出轧件应力、应变场在凸轮顶端和芯部较小,在与轧辊楔面接触处最大,呈非对称分布的特点.模拟结果表明,用楔横轧工艺轧制凸轮轴是完全可行的.     

芯棒对楔横轧厚壁空心轴成形质量及轧制力的影响

针对楔横轧厚壁空心轴的变形特点,采用DEFORM-3D建立热力耦合数值模型,实现轧制过程的精确模拟,分析了芯棒直径对轧件不圆度及损伤系数的影响。结果表明,轧件不圆度与芯棒直径的变化成正比,轧件的损伤状况与芯棒直径的变化成反比。带芯棒轧制时,轧件在质量上优于无芯棒轧制。轧制实验测量了带芯棒轧制厚壁空心轴的最大轧制力,研究结果为合理选择工艺参数及轧机设计提供了依据。     

变厚度汽车弹簧扁钢轧制工艺研究

利用变厚度轧制轧件位置跟踪方法和多点动态厚度设定技术,制定了弹簧扁钢的轧制工艺,并且进行了模拟和实际轧制验证,证明了该工艺的合理性,探究了变厚度轧制过程中轧制力、厚度及宽展的变化规律。     

楔横轧梯形螺纹轴模具关键参数的研究

楔横轧螺纹轴的金属流动规律和模具齿高等参数的确定对于模具设计意义重大.以轧制过程金属体积不变原理为前提,运用数学积分法求得模具齿顶高初值和轧件初始直径,进而设计模具孔型.对于设计的模具,采用DEFORM-3D有限元软件模拟轧制成形过程,得到较理想的梯形螺纹轴.该模拟结果验证了由齿顶高参数设计模具孔型进行楔横轧梯形螺纹轴轧制的可行性,为课题的深入研究提供了理论依据和参考价值.     

拉伸滚压成形技术

介绍了一种冷拉伸滚压成形技术。对轴、杆类零件通过滚压成形的同时,辅之以轴向拉伸,使材料按所需的形式及方向产生塑性变形。研究及试验表明,在合理控制轴向拉应力的情况下,利用冷拉伸滚压成形方法可以实现较大尺度的塑性变形,成形材料的性能、表面质量、尺寸精度等均较好。