大型異形環(huán)件徑-軸向輾環(huán)工藝模擬和優(yōu)化.pdf

1、輾環(huán)工藝是將環(huán)形坯料在旋轉(zhuǎn)的孔型中進(jìn)行加工成型的一種加工工藝。通過(guò)使環(huán)件產(chǎn)生連續(xù)塑性變形輾環(huán)能夠在較低的載荷和較小的消耗下完成環(huán)件的成型。徑-軸向輾環(huán)工藝能夠保證更好地端面質(zhì)量及成型過(guò)程穩(wěn)定性。輾環(huán)過(guò)程中影響所得環(huán)形鍛件質(zhì)量的工藝參數(shù)眾多，包括當(dāng)量輾擴(kuò)比、鍛件設(shè)計(jì)水平、環(huán)件坯料尺寸、驅(qū)動(dòng)輥轉(zhuǎn)速、芯輥進(jìn)給速度等。通過(guò)對(duì)輾環(huán)過(guò)程的數(shù)值模擬能夠在較短時(shí)間內(nèi)在不消耗原材的情況下以低成本完成輾環(huán)工藝的設(shè)計(jì)以及對(duì)成型過(guò)程的預(yù)測(cè)。本文通過(guò)三維制圖軟件

2、PROE構(gòu)建了所需輾環(huán)芯輥的實(shí)體模型，與模擬軟件FORGE內(nèi)嵌的輾環(huán)模塊相配合完成輾環(huán)過(guò)程模擬的建模。
　　本文針對(duì)目前國(guó)內(nèi)研究較少的大型異形環(huán)的輾環(huán)工藝建立有限元模型進(jìn)行研究。本輾環(huán)工藝使用的材料為20Cr2Ni4，高強(qiáng)度及韌性等性質(zhì)良好。本文同時(shí)整理了輾環(huán)工藝設(shè)計(jì)過(guò)程，并校核了所設(shè)計(jì)的模具能否滿足環(huán)件咬入和鍛透等條件，起到了范例的作用。在較大和較小環(huán)件變形量下進(jìn)行模擬，分析了模擬結(jié)果并由此確定了模擬的上下限。通過(guò)正交試驗(yàn)法對(duì)模

3、擬做了合理的安排，以較少的模擬次數(shù)獲得合理的工藝參數(shù)，得到了最佳的當(dāng)量輾擴(kuò)比、驅(qū)動(dòng)輥轉(zhuǎn)速、芯輥進(jìn)給速度以及端面錐輥進(jìn)給速度，并分析各工藝參數(shù)對(duì)輾環(huán)成型的作用大小。以材料填充能力、魚尾形狀系數(shù)、外徑尺寸大小、環(huán)件外壁錐角、輾環(huán)變形力、消耗功率、驅(qū)動(dòng)輥力矩來(lái)衡量輾環(huán)模擬結(jié)果的質(zhì)量，這些與模擬軟件FORGE的性能和設(shè)計(jì)相適應(yīng)的方法準(zhǔn)確的描述了輾環(huán)工藝的水平。并通過(guò)與湖北新冶鋼公司的合作將所得輾環(huán)工藝應(yīng)用于實(shí)踐，再次驗(yàn)證其正確性。
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