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.     

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。     

汽车半轴楔横轧模具计算机辅助设计

针对楔横轧多楔精密成形汽车半轴模具设计计算和制造复杂难题,本文利用VB可视化程序对PRO/E进行二次开发,编制了汽车半轴楔横轧多楔模具的通用计算程序,计算出主楔和侧楔的端面移动量、轧齐曲线等数据,并将所有结果数据存放至Access数据库中,在PRO/E下生成三维实体模型,从而实现汽车半轴楔横轧多楔模具的计算机辅助参数化设计,为汽车半轴的规模化生产提供有效的数值工具.     

多楔楔横轧42CrMo4大型空心长轴类零件分析

大型厚壁空心长轴类零件是工业装备中的关键零部件,文章采用多楔楔横轧成形该类零件。首先,推导多楔楔横轧长轴空心件的侧楔偏转角公式,为多楔楔横轧模具的设计奠定了基础。然后,研究展宽角对单楔楔横轧厚壁空心件的影响规律,发现相对于轧制小直径空心轴,展宽角的选择范围可以扩大,内孔椭圆度也能得到控制。同时发现模具的顶面脱空也能控制内孔椭圆度。最后,建立双楔楔横轧轧制大型厚壁空心长轴类零件的有限元模型,模拟了成形过程,监测对称面的内孔椭圆度,有限元计算的内孔椭圆度为4.98%,轧制实验值为5.56%。表明：双楔楔横轧大型厚壁空心长轴类零件是可行的。     

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.     

带有锥台及沟槽钢芯温楔横轧成形分析

采用楔横轧工艺,用温轧轧制钢芯,并对其成形过程进行研究。根据零件的成形特点,采用UG软件设计楔横轧不同工艺参数需要的模具,采用Deform软件模拟成形过程,从中选出最佳的工艺参数,并分析该工艺参数下钢芯大弧体不同成形阶段径向截面等效应力、等效应变及轴向截面等效应力、等效应变,最后通过实验轧制出产品。结果表明:成形角、展宽角等工艺参数对轧件外形及心部质量有很大影响;采用合理的楔横轧工艺参数可以轧制出心部无缺陷的合格产品;轧件的等效应力及等效应变均存在一定的规律,且最大值均在合理的范围内。     

基于ANSYS/LS-DYNA的楔横轧应力应变分析

通过ANSYS/ LS-DYNA有限元分析软件,对楔横轧轴类件的成型过程进行数值模拟,分析楔横轧轴类件轧制过程的应力应变规律,并对各轴向应力应变进行比较,阐明楔横轧轴类件的变形特征,得到轴类零件轧制过程中轧件内部的应变场、轧件表面变形形状等信息,可为其他零件轧制成形机理及变形规律的研究提供理论依据和参考.     

楔横轧非对称轴类件有限元模型分析

楔横轧单件轧制非对称轴类件存在轴向力和切向力不平衡问题。在楔横轧非对称轧制中,不平衡轴向力和切向力的测量是解决轧件轴向窜动和轧件扭曲等问题的关键。文章采用DEFORM-3D有限元软件,利用模具分割方法建立的模型得到了不平衡轴向力和切向力。该方法建立的有限元模型,为研究楔横轧各个变形区的成形特征奠定了基础,对进一步研究楔横轧理论具有积极意义。     

双楔楔横轧位移实时在线测试系统研制

为了弄清轴类零件双楔轧制过程中端面移动量变化规律,本文研制了双楔楔横轧位移实时在线测试系统,实时准确测出单楔与双楔轧制过程中轧件端面移动量变化全貌,分析得到端面移动量变化规律,并与有限元模拟所得端面移动量结果进行比较,误差在5%以下,证明上述位移测试系统准确可行.     

楔横轧轴肩的成形曲面的设计

此文分析在二辊楔横轧中轧制各类轴肩的过程。在假想工件轴端固定的图上确定楔侧面截面轮廓形状，再通过叠加轴向刚性移动量确定各截面实际位置，比较直观简便地设计出轧制轴肩的辊面上的成形曲面。最后归纳了设计步骤。     

工艺参数对楔横轧一次成形气门毛坯螺旋痕的影响

采用楔横轧工艺,在轧制过程中轧件的已轧表面经常产生带倾斜角螺旋状凹痕缺陷。为解决气门毛坯材料5Cr21Mn9Ni4N应用楔横轧轧制更易出现表面螺旋痕的问题,以DEFORM-3D 6.0软件为有限元模拟工具,对不同工艺参数下轧件跟踪点的应力场进行研究。在楔横轧H500轧机上进行不同工艺参数轧制实验,计算每个轧件螺旋度,并对其进行比较分析。由有限元模拟结果和实验结果得出,对轧件表面螺旋痕影响最大的是成形角,其次是斜楔尖部圆角,再其次是展宽角。工艺参数对表面螺旋痕影响规律是,随成形角的增大,表面螺旋痕先减小,后增大;随斜楔尖部圆角和展宽角的增大,表面螺旋痕减小。并得出,在其他参数已确定的情况下,成形角取28°、展宽角取8°40′、斜楔尖部圆角取10mm时,楔横轧轧制气门毛坯不容易形成表面螺旋痕。     

楔横轧轧件端头凹心影响因素的研究

用ANSYS／LS－DYNA软件对楔横轧轧制过程进行非线性有限元模拟，得到轧件端头凹心的形成原因，总结出模具成形角、展宽角、轧件端头尺寸及轧细长度等因素对轧件端头凹心大小的影响，并将计算结果与实验结果进行比较，其规律一致。本研究对合理确定楔横轧工艺参数、提高材料利用率具有重要的意义。     

大断面收缩率一次楔入轧件心部缺陷的实验研究

为深入考察楔横轧大断面收缩率一次楔入轧件的心部质量状况,在H500轧机上进行了不同工艺条件下的轧制实验,得到了断面缩减率大于75%的一次楔成形时轧件心部不易产生宏观缺陷;揭示出各个工艺参数对轧件心部缺陷的影响规律;并发现成形角足影响心部质量的决定性因素,大成形角有减少缺陷产生的趋势.研究结果为进一步探索楔横轧的心部缺陷机理提供了依据.     

椭圆截面轴类零件楔横轧成形关键技术研究

提出了用楔横轧工艺成形椭圆截面轴类零件的一种新工艺,推导了随转速比变化的模具辊形曲线,采用三维刚塑性有限元软件Deform-3D对成形过程进行了数值模拟.在轧制过程中,轧件在模具的作用下径向压缩、轴向延伸的同时椭圆轮廓在模具顶面辊形曲线的作用下,逐渐轧制成形;得到了在楔入段、展宽段变化稳定,精整段呈周期性跳动的轧辊与轧件转速比变化曲线,以及周期性波动的力能参数曲线.     

楔横轧梯形螺旋齿轴金属流动规律

分析金属流动规律,是研究楔横轧螺旋齿成形规律的重要方法。采用DEFORM-3D有限元软件模拟梯形螺旋齿的成形过程,对不同截面上的分析点成形过程进行追踪,获得成形过程轧件径向、轴向金属流动规律。受模具齿形顶部及侧壁挤压作用,在不同位置,轧件上各螺旋齿底部径向金属变化基本相同,轧件齿顶径向流动差别稍大;大部分轴向金属流动量与初始点距轧件中心距离成正比,处于轧件侧壁处金属流动情况略有差别;轧件齿形两端部金属的轴向流动量较大,径向流动量较小。由实验轧件获得的金属流动规律与模拟结果一致。该金属流动规律对模具孔型设计提供了依据。     

楔横轧直角台阶轧齐曲线的研究

根据楔横轧工艺的特点,推导了二辊楔横轧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.提出了一种计算螺旋斜锥体体积的新算法,获得了轧齐过程中各阶段的体积公式.依据体积平衡原理得到了二辊楔横轧直角台阶的轧齐曲线,其表达式具有形式简洁、方便实际应用的特点.最后采用刚塑性有限元软件Deform-3D对各种断面收缩率条件下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.     

楔横轧空心件壁厚变化规律实验研究

参照二次正交旋转组合设计试验法 ,对楔横轧空心件的壁厚变化规律 ,做了实验研究 ,得到具有较高参考价值的回归方程。依据实验结果和回归方程 ,对影响楔横轧空心件壁厚变化的主要因素做了分析讨论。