內(nèi)臺階錐形環(huán)件軋制工藝與設備研究.pdf

1、環(huán)件軋制是一種生產(chǎn)無縫環(huán)件的特種加工工藝，它是通過局部連續(xù)軋制的方法，將小直徑厚截面的環(huán)形毛坯逐漸軋制成大直徑的薄截面的環(huán)件，它具有省力、節(jié)能、節(jié)材、生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品范圍廣等顯著特點，在許多工業(yè)領域中得到了廣泛的應用。環(huán)件軋制技術最有吸引力的領域和發(fā)展方向是直接軋制成形截面輪廓復雜的異形截面環(huán)件，然而，與矩形截面環(huán)件相比，異形截面環(huán)件軋制成形規(guī)律更復雜，軋制過程中常常出現(xiàn)截面輪廓充不滿、拉縮、凹坑、碟形等各種特有現(xiàn)象，這些現(xiàn)象

2、是異形截面環(huán)件軋制成形規(guī)律的客觀反映。要通過軋制成形生產(chǎn)合格的異形截面環(huán)件，必須研究、認識、掌握和靈活應用異形截面環(huán)件軋制成形規(guī)律。 內(nèi)臺階錐形環(huán)件是一種典型的異形截面環(huán)件，本文采用數(shù)值模擬和物理實驗相結合的研究方法，對內(nèi)臺階錐形環(huán)件軋制工藝進行了深入研究，主要研究內(nèi)容和結果如下： 基于環(huán)件軋制理論和彈塑性有限元理論，建立了鉛材料內(nèi)臺階錐形環(huán)件軋制有限元模擬模型。以有限元模擬軟件ABAQUS為平臺，運用有限元程序ABAQ

3、US／Explicit對鉛材料內(nèi)臺階錐形環(huán)件的軋制過程進行了模擬。通過模擬計算，揭示了鉛材料內(nèi)臺階錐形環(huán)件軋制缺陷形成機制；分析了鉛材料內(nèi)臺階錐形環(huán)件軋制金屬流動規(guī)律及軋制力能參數(shù)；研究了高徑比對鉛材料內(nèi)臺階錐形環(huán)件軋制變形規(guī)律的影響。 針對鉛材料內(nèi)臺階錐形環(huán)件軋制缺陷，對軋制毛坯和軋制孔型進行了優(yōu)化設計，模擬結果表明，采用優(yōu)化軋制毛坯和軋制孔型，軋制金屬的流動狀況得到了明顯的改善。采用鉛環(huán)件試樣在D51-160A熱軋環(huán)機上進行

4、軋制實驗，軋制出了合格的內(nèi)臺階錐形環(huán)件預軋制環(huán)件。模擬和實驗結果證明了軋制毛坯和軋制孔型優(yōu)化方案是合理的。對內(nèi)臺階錐形環(huán)件軋制難度進行了分析，提出用環(huán)件鍛件和軋制毛坯的水平橫截面積分布規(guī)律來描述內(nèi)臺階錐形環(huán)件的軋制難度。對內(nèi)臺階錐形環(huán)件及其幾種改進環(huán)件的軋制過程進行模擬，模擬結果表明，環(huán)件鍛件和軋制毛坯的水平橫截面積分布規(guī)律能夠較好地描述內(nèi)臺階錐形環(huán)件的軋制難度，并能對其軋制缺陷進行很好的預測，同時也可作為內(nèi)臺階錐形環(huán)件預軋件設計的依據(jù)

5、。 研究了LD1O鋁合金內(nèi)臺階錐形環(huán)件軋制變形規(guī)律。采用Gleeble-3500熱模擬實驗機進行了壓縮實驗，分析了LDl0鋁合金的高溫力學性能，并采用一元線性回歸方法，確定了該材料的常數(shù)；在D51.160A熱軋環(huán)機上進行熱軋實驗，確定了LDl0鋁合金環(huán)件的軋制溫度范圍為380℃～470℃；以實驗數(shù)據(jù)為基礎，對LDl0鋁合金內(nèi)臺階錐形環(huán)件的熱軋過程進行了數(shù)值模擬，得到了LDl0鋁合金內(nèi)臺階錐形環(huán)件的熱軋變形規(guī)律。 對D51