| 隧道掘进机滚刀刀圈模锻成形工艺的模拟与实验研究 |
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| 引用本文： | 王锴,王琴,温璐,尚勇,王明佳,孙朝阳.隧道掘进机滚刀刀圈模锻成形工艺的模拟与实验研究[J].精密成形工程,2023,15(2):114-124. |
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| 作者姓名： | 王锴 王琴 温璐 尚勇 王明佳 孙朝阳 |
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| 作者单位： | 中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司，河南 新乡 453000;河南机电职业学院 机电工程学院，郑州 451191;北京星航机电装备有限公司，北京 100074;烟台大学 核装备与核工程学院，山东 烟台 264005;北京科技大学 机械工程学院，北京 100083 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划(2022YFE0123700);国家自然科学基金(52161145407);中央高校基本科研业务费资助项目(FRF-TP-20-009A2，FRF-BD-20-08A) |
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| 摘 要： | 目的 提出锤上模锻的成形工艺，进行滚刀刀圈的制造，以改善和提高隧道掘进机(Tunnel Boring Machine，TBM)滚刀刀圈的模锻成形质量。方法 基于TMB滚刀刀圈的结构及特征，制定滚刀刀圈的模锻成形工艺，建立锤上模锻和液压机模锻成形的数值模拟模型，通过数值模拟分析对比2种工艺下滚刀刀圈的成形质量和温度场、模具应力等各场变量。基于数值模拟结果，采用锤上模锻的工艺进行刀圈成形实验研究，对比分析实验和数值模拟过程中的打击次数、锻件外观及尺寸、截面流线、飞边长度等特征。结果 数值模拟结果表明，采用液压机模锻成形的刀圈内部及刃部流线易出现折叠缺陷，模锻结束后锻件温降严重且模具应力较大;而采用锤上模锻成形的刀圈刃部流线分布合理，内部成形均匀性较好，模锻结束后锻件温度为992~1 170 ℃，成形模具应力为1 348 MPa，小于液压机模锻的模具应力，满足模具强度要求。锤上模锻成形实验结果表明，成形实验和数值模拟的打击次数较为吻合，成形外观一致，刀圈截面流线分布相似，没有明显的尺寸误差和飞边长度误差。结论 采用锤上模锻成形工艺成形滚刀刀圈具有较高的工艺可行性和较好的成形质量。
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| 关 键 词： | 滚刀刀圈 锤上模锻 液压机模锻 数值模拟 模锻成形实验 |
Numerical Simulation and Experiment of Forming Process for Die Forging of TBM Disc Cutter Ring |
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| WANG Kai,WANG Qin,WEN Lu,SHANG Yong,WANG Ming-ji,SUN Chao-yang.Numerical Simulation and Experiment of Forming Process for Die Forging of TBM Disc Cutter Ring[J].Journal of Netshape Forming Engineering,2023,15(2):114-124. |
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| Authors: | WANG Kai WANG Qin WEN Lu SHANG Yong WANG Ming-ji SUN Chao-yang |
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| Affiliation: | China Railway Engineering Equipment Group Co., Ltd., Henan Xinxiang 453000, China;School of Mechanical and Electrical Engineering, Henan Mechanical and Electrical Vocational College, Zhengzhou 451191, China;Beijing Xinghang Electro-mechanical Equipment Co., Ltd., Beijing 100074, China;College of Nuclear Equipment and Nuclear Engineering, Yantai University, Shandong Yantai 264005, China; School of Mechanical Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | disc cutter ring die forging on hammer die forging on hydraulic press numerical simulation die forging forming experiment |
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