坯料端部形状对楔横轧轧件凹心影响的研究

运用DEFORM软件,对不同端部形状的坯料进行楔横轧轧制过程的数值模拟,并将坯料端部形状角λ对轧件端部凹心的影响规律进行较系统分析.结果表明,轧件端部凹心随着形状角λ的减小而减少,通过合理设计坯料形状角λ可以有效减小轧件端部凹心.该研究结果为楔横轧实际生产节材,实现无料头楔横轧生产提供理论依据.     

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。     

无端头凹心楔横轧件精确成形机理数值模拟

采用Deform-3D数值模拟软件,对具有端部变形的楔横轧件成形过程中的材料流动规律和特点进行了计算机模拟仿真,结合实际生产和物理模拟实验,分析了轧件形成端部凹心的原因。提出采用锥形坯料的方式消除端头凹心,并通过数值模拟研究了锥角大小对轧件端头凹心深度的影响,得到了无端头凹心的坯料形状和尺寸。模拟结果表明,采用具有锥形端部的坯料成形楔横轧件可以减少甚至消除成形后轧件端头凹心缺陷,且端头凹心的深度随着端部锥角的减小而减小,当端部锥角为120°时,轧件端头凹心已经基本消除。     

工艺参数对闭开联合楔横轧轴件端部质量的影响

为了精确控制楔横轧轴件端部质量,实现无料头精确成形,提出了闭开联合楔横轧轧制新方法。采用DEFORM-3D有限元软件研究了闭式阶段不同工艺参数对轧件端部质量的影响规律及影响程度。结果表明:凹心值随着闭式成形角、展宽角和台阶长度的增大而减小;随端部轧制长度的增大而增大;随断面收缩率的增大先增大后减小;且影响因素的主次顺序为端部轧制长度、断面收缩率、闭式展宽角、闭式成形角、台阶长度。并对模拟结果进行了实验验证。     

基于挡楔的楔横轧工艺应力应变分析

对于端部轧制的楔横轧轧件,轧制结束时,轧件端部通常会出现较大凹心.为解决这个问题,采用在轧辊模具上对应轧件端部设置挡楔的方法.给出了挡楔参数的确定原则,通过有限元数值模拟,对基于挡楔的楔横轧轧制过程的应力应变进行了分析.结果表明:挡楔可有效挡住轧制过程中轧件上轴向流动比较快的表层金属,从而得到端部较平整的零件.     

不同端部形状下工艺参数对楔横轧轧件凹心深度的影响

运用Deform软件对不同端部形状下楔横轧轧件的成形过程进行了数值模拟,采用四元二次正交旋转组合设计法研究了平端面和锥形端面下各工艺参数对轧件凹心深度的影响规律,用DPS9.50软件分析得到了平端面下轧件凹心深度的回归方程。结果表明,平端面坯料凹心深度与展宽角成反比,随断面收缩率的增大先增大后减小,随轧制长度的增大先增大后趋于不变,随成形角的增大先减小后增大,而锥形端面坯料凹心深度受工艺参数的影响不大,且锥形端面下轧件凹心深度要明显小于平端面下凹心深度。提出采用锥形端面坯料的方式来有效控制端面凹心。最后通过轧制实验,验证了该回归方程的可信度和采用锥形坯料的方式来减小凹心深度的可行性。     

楔横轧变形过程中轧件内部金属流动的规律

应用DEFORM-3D有限元数值模拟软件,以楔横轧理论为基础,通过对楔横轧变形过程进行三维数值模拟研究,得到了反映轧件内部变形规律的速度场和位移场,以及轧件内部应力应变状态,并研究了不同变形量下轧件内部各主应力应变状态及主应力方向的特征及变化规律,深入地分析了生产中轧件端部产生凹心和变形区前沿的局部隆起现象。     

锥形细长阶梯轴的三辊楔横轧楔形设计及模拟分析

为了解决锥形细长阶梯轴车削加工困难的问题,针对可拆卸穿墙螺栓锥形细长阶梯轴类零件的三辊楔横轧成形工艺进行分析研究。通过轴向轧制力理论计算和有限元模拟分析,得到了三辊楔横轧轧机在轧制非对称轴时的各楔起楔位置,并给出了适合的展宽角β、楔数和坯料尺寸。分析了轧件在三辊楔横轧轧制工况下的非对称轴轧制成形过程中各阶段的应力场和应变场分布状况,以及轧件内部的材料流动速度场和位移场。得到了轧件各特征点的应力应变在整个轧制过程中随时间的连续变化规律。     

楔横轧大型轴类件轧制力规律研究

轧制力是楔横轧成形大型轴类件的重要技术参数之一。文章采用ANSYS/LS-DYNA3D有限元软件对大型轴类件的楔横轧成形进行数值模拟,分析轧制力随工艺参数和轧件直径变化的规律,通过轧制实验验证表明,有限元模拟具有良好的可靠性。该文对于楔横轧大型轴类件轧制力规律的研究结果,为设计大型楔横轧机确定力能参数,实现大型轴类零件的楔横轧经济化生产,提供了理论依据。     

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。     

无料头楔横轧辊剪制坯端面预估准则

辊剪制坯能有效抑制端面凹心,解决料头问题。通过有限元模拟得到了不同工艺参数下的轧件凹心值。利用端面移动计算程序得到了相应的拟合函数。通过体积守恒原则求得坯料外端相应的辊剪长度,建立坯料初始端面尺寸的预估准则,极大地提高楔横轧的生产效率,为辊剪模具与工艺设计提供理论支持。     

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。     

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.     

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。     

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.     

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.     

多楔楔横轧复杂铝合金轴类件堆料缺陷的影响因素研究

在楔横轧多楔复杂轴类件成形过程中,堆料缺陷影响坯料的外部尺寸,对后续的成形质量产生很大的影响。本文通过三维有限元数值模拟分析了楔横轧工艺参数对铝合金轴类件堆料缺陷的影响。结果表明:轧制速度对堆料的影响最大,轧件成形轧制速度控制在8 r/min时堆料程度最小;断面分配系数对堆料的影响次之,堆料缺陷程度随断面分配系数的增大而增加;成形角对堆料影响最小,堆料缺陷程度随多楔成形角的增大而增加。     

交变次数对楔横轧心部疏松的影响

应用ANSYS-DYNA有限元软件,对楔横轧轴类件进行轧制过程的模拟,以轧件1／2半径点的应力循环变化行为为基础,得到轧件中心截面的交变次数。选取了典型轧制实验模型与有限元分析结果做比较,得到交变次数对轧件心部疏松的影响规律,为深入研究楔横轧的疏松机理提供了依据。