楔横轧拖拉机齿轮轴毛坯新工艺

1983年底,北京钢铁学院与浙江永康城关镇五金厂、永康拖拉机厂决定共同研究“工农—12”型手抉拖拉机齿轮轴毛坯的楔横轧新工艺。由于该齿轮轴毛坯是多台阶的阶梯轴,形状比较复杂,并具有三个小间距内直角台阶,在楔横轧工艺方面具在一定难度。因此,该齿轮毛坯楔横轧工艺的研究成功,在拖拉机制造行业具有推广价值。 对于生产该齿轮轴毛坯来说,楔横轧工艺与原始模锻工艺相比,生产效率提高4～7倍,节省钢材21％左右,毛坯成本降低29％左右,使后步工序工时减少20％左右;同时还具有低噪声(低于70分贝),大大降低工人劳动强度等优点。 在该工艺的研究过程中,首先对H630楔横轧机进行了改进设计,使其最大加工工件直径从30mm提高到55mm,以适应齿轮轴毛坯的最大外径;其次,在工艺试验中解决     

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.     

楔横轧轧制汽车变速器第二轴研究

变速器是汽车的一个重要部件，改善变速器的生产加工技术，降低成本，具有重要意义研究用楔横轧技术加工变速器第二轴，与传统的金属切削加工技术相比，由于轴的台阶部位没有切削断点，金属流线保持连续，使零件的机械性能明显改善；同时，楔横轧技术利用挤压延展原理加工轴类零件，材料的利用率明显可以提高，且对于台阶轴零件，台阶相差越大，节材率越高另外楔横轧技术便于工厂实现自动化生产，有利于降低成本，提高劳动生产率笔者利用楔横轧技术制造了一条生产线，实测材料利用率可达９０％以上，材料的拉压性能明显改善；劳动生产率达三人单班月产量５００００根轴，比用车床加工生产率提高２５倍     

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。     

楔横轧轧制汽车变速器第二轴研究

变速器是汽车的一个重要部件，改善变速器的生产加工技术，降低成本，具有重要意义，研究用楔横轧技术加工变速器第二轴，与传统的金属切削加工技术相近，由于轴的台阶部位没有切削断点，金属流线保持连续，使零件的机械性能明显改善；同时，楔横轧技术利用挤压延展原理加工轴类零件，材料的利用率明显可以提高，且对于台阶轴零件，台阶相差越大，节材率越高，另外楔横轧技术便于工厂实现自动化生产，有利于降低成本，提高劳动生产率     

楔横轧汽车轴类零件毛坯

北京钢铁学院与第二汽车制造厂在我国首先开展楔横轧生产汽车轴类零件毛坯的研究。为此选择了东风5t车上的变速箱中间轴、转向蜗杆轴,转向直接杆、转向球销及同步器锁销这5个有代表性的零件,作为研究对象。在北京钢铁学院实验轧机试轧成功的基础上,分别在二汽厂的锻造分厂及标准件分厂建立了直径为1000mm、630mm、350mm3条楔横轧生产线,现均已投入工业生产,并收到显著的技术经济效果。     

楔横轧系列化轴类零件

楔横轧系列化轴类零件由北京科技大学研究，与顺义钢顺联营楔横轧厂共同开发的楔横轧技术，几年来解决了超大直径、超长度、窄凹档台阶、密集台阶、大断面收缩率、堆积轧制等一系列技术关键，发展了楔横轧模具的计算机辅助设计及加工制造技术，形成了多品种批量生产能力。...     

楔横轧等内径空心轴的热力耦合数值模拟

应用三维刚塑性有限元DEFORM-3D软件对等内径空心轴类零件的楔横轧成形进行了热力耦合数值模拟,分析了轧制过程中轧件内部的应力、应变场及温度场分布规律,揭示了轧件变形过程中横截面椭圆化和轧件外表面轴肩部分产生隆起以及内表面在靠近台阶处产生凹陷的原因,阐述了轧件在轧制过程中温度的变化及变化的原因.模拟结果表明,用楔横轧工艺轧制等内径空心轴是完全可行的.     

楔横轧反楔堆轧改善空心零件过渡轴肩的壁厚减薄

楔横轧随形轧制空心零件在过渡轴肩位置会产生壁厚减薄,降低零件的力学强度,改善轴肩的壁厚状况是必须解决的问题。本文基于有限元模拟方法,揭示空心零件成形时壁厚减薄的产生原因,提出采用楔横轧反楔堆轧改善轴肩壁厚的成形方法,分析反楔堆轧增加轴肩壁厚的主要影响因素,从而获得轴肩壁厚增厚的成形方法和最佳条件,实现了楔横轧随形轧制空心零件轴肩位置的显著增厚。通过轧制试验,验证了有限元模拟分析模型的可靠性。     

偏心轴类零件楔横轧轧制区轧制力差的影响因素

两轧辊在轧制区的轧制力不对称性是偏心轴类零件两辊楔横轧轧制成形的一个显著特征. 利用有限元法计算了偏心轴类零件楔横轧成形中轧制区轧制力差,并对其影响因素进行了较为系统全面的分析,阐明了影响因素对轧制力差的影响机理,最后还综合分析了各影响因素对轧制力差的影响程度.     

小断面收缩率轴类零件楔横轧成形的可行性分析

利用ANSYS/LS-DYNA软件,对楔横轧小断面收缩率轴类零件的成形过程进行了有限元数值模拟,通过与常规断面收缩率轧件对比,分析了小断面收缩率轧件的表面和心部质量情况.结果表明:相同工艺参数条件下,小断面收缩率轧件横截面的椭圆度大于常规断面收缩率轧件;由于小断面收缩率轧件中心点处的平均应力和最大主应力均较大,因而更容易发生心部缺陷.提出了改善轧件表面和心部质量的措施.经轧制实验验证,楔横轧成形小断面收缩率轴类零件是可行的.     

工艺参数对楔横轧二次楔轧制超大断面收缩率轴类件的影响

为考察楔横轧二次楔轧制在超大断面收缩率情况下的成形规律,在H630轧机上进行了不同工艺条件下的超大断面收缩率轧制实验,得到各工艺参数对轧制质量的影响规律,发现在超大断面收缩率情况下二次楔的工艺参数对内部缺陷和拉断加工界限有决定性影响.结果表明,只要参数得当,二次楔轧制可以获得合格的大断面收缩率轴类件.     

二辊式楔横轧成形工艺研究

随着工业的飞速发展以及对不同尺寸、形状零件成型的需要,对各种加工技术提出了更高的要求,锻造行业的高噪音、高振动、高消耗等越来越不能满足生产的要求。因此楔横轧这种新工艺引起了普遍重视。如果楔横轧模具设计合理,楔横轧能得到比锻造更优越的锻件。然而如果模具设计得不合理,则会事得其反,轧件会产生各种缺陷。     

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。     

汽车变速器输入轴塑性成形工艺

输入轴是汽车变速器中重要零件,针对其特殊结构提出一火加热和轧锻结合的塑性复合加工工艺,即采用圆柱坯料只进行一次加热,依次采用楔横轧和锻造工艺加工塑性成形输入轴。本文分别设计楔横轧和锻造模具,并进行相关实验。在锻造工艺中轴部圆角采用挤压方案成形,避免其出现折叠缺陷。阶梯轴作为两步工艺的中间产品,其在复合工艺过程中起到承上启下的作用,分别对阶梯轴锥角和轴长进行实验与分析,确定参数的最佳选取范围,并最终通过复合工艺加工成形输入轴。输入轴齿形填充饱满,各部分无缺陷。     

齿轮轴齿形轧制成形的模具设计与实验

将齿轮的轧制成形与传统的楔横轧原理相结合,在轧制成形轴类零件的同时实现齿形部分的轧制成形,不仅可以实现齿轮轴零件的近净成形,而且可以提高齿的承载能力及使用寿命.在轧制齿形部分的过程中,对轧件的进给采用分段阶梯式进给方式,轧件在模具的带动下以自由分度方式进行轧制.通过数学模型和实验,给出了轧制各阶段模具齿距的计算方法和变化规律、模具的齿形设计方法、模具对轧件首次分度时最小进给量的计算方法以及轧制各阶段进给量的变化规律.用De-form-3D数值模拟仿真软件模拟轧制过程,在H630轧机上轧制出模数m=2,齿数z=20,压力角a＇=20°的齿轮轴上的齿形,实验证明在楔横轧机上轧制齿轮轴上的齿形是可行的.     

用楔横轧新工艺轧制货车D轴初试成功

在辽宁省、沈阳市科委主持下,我院轧钢教研室与沈阳轧钢厂协作,于六月八日在沈阳轧钢厂采用楔横轧新工艺成功地轧出了铁路用量最大的货车D轴。这项成果是火车D轴生产方式的一大跃进,它将为我国火车轴生产赶、超世界先进水平开辟道路。     

连杆精密锻造新技术

开发了连杆精密锻造工艺及生产线，研制了楔横轧机自动制坯，楔横轧模具三维计算机辅助设计，感应加热炉自动上料，毛坯料温自动化分选，切边、冲连皮，热校得合模具等多项新技术。     

楔横轧多楔轧制高铁空心车轴壁厚均匀性

在空心轴楔横轧多楔轧制中,控制壁厚均匀性是衡量车轴成形质量的重要标准。本文先分析空心轴楔横轧多楔轧制的稳定轧制条件,得到了确定空心车轴楔横轧压扁失稳的准则。在此基础上,基于DEFORM-3D软件,建立楔横轧多楔同步轧制高铁空心车轴的三维刚塑性有限元模型,分析展宽角、成形角等工艺参数对壁厚均匀性的影响,获得了工艺参数影响轧制空心车轴壁厚变化的规律。结果表明：成形角越大,壁厚均匀性越好;展宽角越大,壁厚均匀性越好,但在展宽角大于10。时,壁厚均匀性反而下降。基于多楔轧制实验,轧制1：5缩比的空心车轴,测量了轧制力矩和轧制空心轴的壁厚,与仿真结果作比较,相对误差均在10%以内,验证了所建有限元模型的正确性。     

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.