工藝參數(shù)對(duì)徑軸向環(huán)件軋制成形影響研究.pdf

1、徑軸向環(huán)件軋制是目前一種用于生產(chǎn)不同直徑尺寸、截面形狀和不同材料等無縫環(huán)件的先進(jìn)金屬成形技術(shù)。徑軸向環(huán)件軋制過程中，軋輥運(yùn)動(dòng)、軋輥尺寸、毛坯尺寸等工藝參數(shù)不僅對(duì)環(huán)件的圓度、最終直徑、應(yīng)變與溫度分布造成重要影響，而且會(huì)對(duì)軋制過程的所需力能及軋制過程中的能量消耗也造成影響。然而，徑軸向環(huán)件軋制是多場(chǎng)、多因素耦合作用下集三維連續(xù)漸變、非穩(wěn)態(tài)及非對(duì)稱等特點(diǎn)于一體的高度非線性問題，難以通過理論解析、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和反復(fù)試驗(yàn)來進(jìn)行全面研究。因此，本文采用

2、有限元模擬并結(jié)合實(shí)驗(yàn)，分析揭示了工藝參數(shù)對(duì)徑軸向環(huán)件軋制成形的影響。本文主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下：
　　根據(jù)徑軸向環(huán)件軋制的實(shí)際工作原理，基于DEFORM-3D軟件平臺(tái)，通過解決軋輥運(yùn)動(dòng)控制、幾何建模、網(wǎng)格劃分、邊界條件設(shè)置等關(guān)鍵問題，建立了徑軸向環(huán)件軋制有限元模型。通過與實(shí)際軋制的結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了有限元模型的可靠性。通過對(duì)徑軸向環(huán)件軋制過程的模擬，得到了環(huán)件的應(yīng)變、溫度和徑軸向軋制力能參數(shù)的變化規(guī)律。結(jié)果顯示：成形環(huán)件的等效應(yīng)變呈

3、不均勻分布，并由環(huán)件截面的中心區(qū)域向外部區(qū)域逐漸增大，且最大等效應(yīng)變?cè)诮孛孢吘墸怀尚苇h(huán)件的溫度也呈不均勻分布，并由環(huán)件截面的中心區(qū)域向外部區(qū)域逐漸降低，且最低溫度在截面邊緣。在軋制初始階段，徑向和軸向的軋制力和軋制力矩都是迅速增大到最大值。在軋制穩(wěn)定階段和結(jié)束階段，兩個(gè)方向的軋制力和軋制力矩的波動(dòng)較小，且都呈下降趨勢(shì)。
　　合理設(shè)計(jì)了徑軸向環(huán)件軋制過程中軋輥運(yùn)動(dòng)、軋輥尺寸及毛坯尺寸的工藝方案。通過對(duì)不同工藝參數(shù)下徑軸向環(huán)件軋制過程

4、的模擬，研究揭示了軋輥運(yùn)動(dòng)、軋輥尺寸及毛坯尺寸對(duì)環(huán)件成形效果和軋輥能量消耗的影響規(guī)律。主要結(jié)論如下：隨著驅(qū)動(dòng)輥轉(zhuǎn)速和驅(qū)動(dòng)輥直徑的增大，圓度誤差越小且最終直徑越接近理想直徑。隨著芯輥進(jìn)給速度、芯輥直徑和環(huán)件徑向與軸向進(jìn)給量之比的增大，環(huán)件的應(yīng)變分布更加均勻；隨著芯輥進(jìn)給速度、驅(qū)動(dòng)輥轉(zhuǎn)速和驅(qū)動(dòng)輥直徑的增大，環(huán)件的溫度分布更均勻。隨著芯輥進(jìn)給速度、芯輥直徑、軋制比和徑向與軸向進(jìn)給量之比的增大，芯輥的能量消耗在不斷增多；隨著芯輥進(jìn)給速度和軋制比