楔横轧轧制螺旋齿形件力能参数的影响因素

针对楔横轧轧制螺旋齿形轴类件的成形过程复杂、轧制力与轧制力矩等力能参数受轧制条件以及工艺参数的影响规律复杂等问题,采用DEFORM-3D有限元软件模拟楔横轧轧制螺旋齿形件的成形过程,分析不同工艺参数对轧制力和轧制力矩的影响规律。在H630楔横轧机上进行轧制实验,分别采用AD7202压力传感器和TorqueTrak9000扭矩仪测试轧制过程中轧制力和轧制力矩,进而验证各工艺参数对力能参数的影响规律。研究结果表明:轧制力和轧制力矩随轧制温度的升高而减小,随齿高变化率、轧制速度以及轧辊直径的增加而增加,其中,轧制温度对力能参数的影响最明显,齿高变化率和轧制速度的影响次之,轧辊直径的影响最小;进行轧机设计时,为了确保轧机承受足够大载荷,一般选取较低的轧制温度、较大的齿高变化率和较大的轧制速度。     

不同送进量对皮尔格轧制成形的影响及验证

皮尔格冷轧无缝钢管过程中为了获得性能较好的成品需要选择合理的送进量数值,本文以冷轧304不锈钢为研究对象,借助有限元模拟软件对不同送进量下的皮尔格冷轧过程进行了完整的仿真,对比分析了送进量对金属流动速度、轧制力、等效应力、残余应力及管材回弹的影响规律.结果表明轧制过程中孔型背脊和与轧辊接触的孔型侧壁处管材金属流动速度随送进量增加而增加,轧制力、等效应力及残余应力均随送进量的增加而增大,并且送进量的增大还会显著增加管材的回弹量.借助试验轧机对不同送进量下皮尔格冷轧管进行轧制试验,对试验得到的管材进行尺寸和残余应力测量,测量结果与有限元仿真结果基本一致,为皮尔格轧制过程不同送进量的选择提供依据.     

小断面收缩率楔横轧件的变形规律

对楔横轧轴类零件的成形过程进行有限元数值模拟与轧制实验。从断面收缩率角度研究了轧件的金属变形特点,发现小断面收缩率与常规断面收缩率的分界点在35%左右。对比分析了小断面收缩率与常规断面收缩率轧件的金属变形规律。结果显示：小断面收缩率轧件的主要变形发生在轧件外层附近,而常规断面收缩率轧件的主要变形是在轧件内部;小断面收缩率轧件比常规断面收缩率轧件存在更大的轴向拉伸不均匀变形,易导致轧件在横截面上呈现出椭圆化。     

楔横轧梯形螺纹轴成形机理

通过分析螺纹轴齿形成形过程,并结合金属流动特点,获得楔横轧梯形螺纹轴的成形机理.考虑到轧制过程轧件螺旋升角瞬时变化特点和成形段齿形截面变化等因素设计了楔横轧模具,采用有限元分析软件Deform-3D对楔横轧梯形螺纹轴齿形成形过程进行模拟,得到精度较高的梯形螺纹轴轧件.利用有限元点跟踪功能,对轧件多个点进行跟踪,详细分析了轧件螺纹不同位置各点的径向、轴向位移变化情况,从中获得螺纹段各处金属流动规律.采用软件模拟参数进行了相应的楔横轧实验,得到的梯形螺纹轴实验轧件与有限元模拟结果相同.模拟和实验结果表明,模具螺旋升角采用轧件瞬时半径对应螺旋升角时,能够轧制出形状精确的螺纹轴.     

楔横轧的旋转条件与展宽角

楔横轧是近些年发展起来的一项金属成型新工艺。用它生产某些轴类零件毛坯具有生产效率高、产品精度高、无冲击、少噪音及工人劳动条件好等优点,因而在国内外得到很快的发展。 本文在实验与生产的基础上,对楔横轧的一个重要条件——轧件能否旋传进行了运动力学分析,导出了计算旋转条件的理论公式,並由此转换成轧棍孔型设计最重要参数之一——展寛角β的计算公式。运用导出的理论公式对许多轧辊孔型进行计算与校核,证明它是正确的。     

H1400大型楔横轧机工作机座的结构及设计

阐述了笔者开发的H1400大型楔横轧机工作机座结构特点和设计要求. 采用边界元和有限元耦合新算法,数值模拟了楔横轧机主要零部件在轧制过程中的变形,精确计算出轧机强度和整体刚度. H1400大型楔横轧机工作机座结构的结构及设计为满足大型轴类件生产和市场需求提供了设备保障.     

偏心轴类零件楔横轧轧制力分析

利用有限元手段对偏心轴类零件楔横轧轧制成形中的轧制区轧制力进行了系统全面地研究,在此基础上分析了偏心轴类零件楔横轧非轧制区接触力的产生原因及其对偏心轴类零件楔横轧轧制成形带来的影响.研究结果对认清偏心轴类零件楔横轧轧制成形机理、旋转条件、偏心极限都具有十分重要的意义.     

斜轧中凸棱斜率对轧件心部应力影响

应用ANSYS-DYNA有限元软件,对螺旋孑L型斜轧轴类件进行轧制过程的模拟,得到轧件中间横截面的上应力分布曲线,同时分析了凸棱斜率对轧件中心部位应力变化的影响规律.结果认为,凸棱斜率对轧件中心部位主应力和等效应力有较大的影响,轧件心部的应力状态和积累是导致心部疏松的主要原因.     

楔横轧空心件稳定轧制条件分析

引入塑性铰要领,用平面应变理论和能量法研究了楔横轧空心件的平均单位正压力和压扁条件,并推导出楔横轧空心件的稳定轧制条件。     

工艺参数对楔横轧无台阶端头轧件料头体积损耗影响规律

采用DEFORM--3D软件对无台阶端头轧件的成形过程进行了有限元数值模拟,并结合二次回归正交旋转组合设计法,研究了各工艺参数对无台阶端头轧件料头体积损耗的影响规律,得到了轧件料头体积的回归方程.研究表明,轧件的料头体积与轧制长度成正比,与展宽角成反比,在模具设计允许的条件下,宜选用较小的展宽角.通过轧制实验,验证了回归方程的可信度和影响规律的正确性.