L形不銹鋼環(huán)鍛件制坯及環(huán)軋工藝仿真模擬.pdf

1、環(huán)件徑-軸向軋制是借助環(huán)件軋制設(shè)備使環(huán)件產(chǎn)生壁厚減小、高度減小、直徑擴(kuò)大、截面輪廓成形的先進(jìn)塑性回轉(zhuǎn)成形工藝，具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、能源消耗低等技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)點(diǎn)，主要用于無縫環(huán)件的生產(chǎn)。不銹鋼異形截面環(huán)鍛件被廣泛應(yīng)用于發(fā)電、石化、冶金、船舶和航空等許多工業(yè)領(lǐng)域。由于不銹鋼材料的鍛造特點(diǎn)導(dǎo)致不銹鋼異形環(huán)鍛件的熱加工工藝技術(shù)含量很高，其中也涉及工裝模具的設(shè)計和改進(jìn)，因此生產(chǎn)過程比較困難，目前對其的研究很少，使得實(shí)際生產(chǎn)缺乏理論指導(dǎo)，從而嚴(yán)

2、重制約了該工藝的進(jìn)一步應(yīng)用與發(fā)展。
　　 本文結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，對不銹鋼異形截面環(huán)鍛件的制坯過程和軋制成形過程的規(guī)律進(jìn)行了研究，并通過計算機(jī)數(shù)值模擬，確定了內(nèi)臺階形截面異形環(huán)鍛件的毛坯形狀，并對其軋制成性規(guī)律進(jìn)行了研究，最后通過改進(jìn)鍛件的結(jié)構(gòu)設(shè)計解決了最終成型的環(huán)件臺階處不能完全填充的問題。
　　 針對內(nèi)臺階截面環(huán)鍛件，基于剛性平移理論和體積不變原則，設(shè)計了矩形毛坯、錐形毛坯、臺階形毛坯與錐形臺階復(fù)合式毛坯四組不同形狀和

3、尺寸的毛坯。根據(jù)所設(shè)計的工藝和參數(shù)，通過ABAQUES軟件對每個形狀的毛坯的軋制成形過程進(jìn)行數(shù)值模擬，通過分析環(huán)件的應(yīng)力應(yīng)變演變云圖、環(huán)件截面形狀圖、成形環(huán)件與鍛件形狀的對比圖以及輾擴(kuò)力與力矩的變化曲線圖，得出了四種不同毛坯在環(huán)軋結(jié)束后的變形情況以及主要缺陷。
　　 針對所設(shè)計的四種毛坯環(huán)件軋制成形后所出現(xiàn)的缺陷以及對其原因的分析，對鍛件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，采用了一合二的方式，這樣的設(shè)計便于成形過程中金屬的流動，并借助DEFORM

4、-3D軟件對其軋制過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，通過分析了該鍛件在鍛造時的金屬流動規(guī)律、應(yīng)力應(yīng)變場、模具各方向的成形載荷狀態(tài)等，結(jié)果表明:采用一合二的生產(chǎn)方式雖然鍛件最終成形后表面會產(chǎn)生魚尾缺陷，但是其解決了內(nèi)L形環(huán)鍛件臺階處不能完全充滿的缺陷，一合二的鍛件環(huán)軋結(jié)束后，其上下臺階處都能完全充滿，而且魚尾缺陷可以通過合理設(shè)計鍛件體積減小其影響。
　　 本文將環(huán)鍛件軋制理論、有限元理論、數(shù)值模擬仿真技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了異形環(huán)鍛件產(chǎn)品的快速開發(fā)。