基于芯棒控制的40MnBH空心轴楔横轧关键技术研究
发布时间：2021-12-30 23:59
轴类零件是常用的重要基础零件,空心轴具有减重、节材以及降低能耗等优点,是实现扭矩传递零件轻量化结构的一个重要途径。目前空心轴类零件多采用实心轴再机加工的方法进行生产,生产效率低、材料利用率低,而空心零件多为深孔加工,制造难度大、成本高。本课题提出了一种基于芯棒控制的空心轴类零件楔横轧精确成形新技术,具有效率高、成本低、质量好等优点。通过Gleeble-1500D热模拟试验机测定了40MnBH在不同应变速率和不同变形温度下单向压缩的应力-应变曲线;研究了材料在单向压缩变形过程中,变形温度、应变速率以及变形量对40MnBH奥氏体晶粒细化的影响规律;通过静态晶粒长大实验研究了加热温度和保温时间对40MnBH奥氏体晶粒长大的影响规律;基于位错理论采用内变量法建立了40MnBH统一粘塑性本构模型,结合热模拟实验以及晶粒长大实验数据采用遗传算法求解了模型中的材料常数;通过对比分析微观组织模型的预测结果与实验数据,表明所建立的微观组织模型能够准确地表达40MnBH在单向压缩变形时的粘塑性流动特征和微观组织演变规律。采用Deform-3D对空心轴楔横轧成形进行了数值模拟,对空心轴楔横轧成形过程中芯棒作...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１空心轴径向锻造成形??
?正挤压?机加工??图２－２空心轴挤压成形??２．１．３空心轴楔横轧成形工艺??楔横轧的工作原理为两个带有楔形模具的乳辊以相同的方向旋转，带动??轧件反方向旋转，轧件在楔形孔型作用下，经径向压缩、轴向延伸轧制成阶??梯轴，如图２－３所示。其特点为：（１）生产效率高；（２）工作载荷小；（３）材??料利用率高；（４）噪声小。??楔横轧成形空心轴类零件的轧制方式主要分为两类：无芯棒乳制和带芯??棒轧制。传统空心轴类零件楔横轧成形常采用无芯棒轧制方式，该种方式是??将空心坯料在加热后直接送入两个同向旋转的模具之间，坯料在模具斜楔的??作用下发生径向压缩与轴向延伸变形。无芯棒轧制的特点是轧件外表面在模??具的作用下可实现精确成形，但是轧件内孔在乳制过程中处于自由状态，轧??件轧后内孔尺寸不受控制。??对于内孔有尺寸要求的空心乳件，通常采用带芯棒轧制的方式。带芯棒??的轧制方式是空心坯料在加热后插入芯棒
楔横轧的工作原理为两个带有楔形模具的乳辊以相同的方向旋转，带动??轧件反方向旋转，轧件在楔形孔型作用下，经径向压缩、轴向延伸轧制成阶??梯轴，如图２－３所示。其特点为：（１）生产效率高；（２）工作载荷小；（３）材??料利用率高；（４）噪声小。??楔横轧成形空心轴类零件的轧制方式主要分为两类：无芯棒乳制和带芯??棒轧制。传统空心轴类零件楔横轧成形常采用无芯棒轧制方式，该种方式是??将空心坯料在加热后直接送入两个同向旋转的模具之间，坯料在模具斜楔的??作用下发生径向压缩与轴向延伸变形。无芯棒轧制的特点是轧件外表面在模??具的作用下可实现精确成形，但是轧件内孔在乳制过程中处于自由状态，轧??件轧后内孔尺寸不受控制。??对于内孔有尺寸要求的空心乳件，通常采用带芯棒轧制的方式。带芯棒??的轧制方式是空心坯料在加热后插入芯棒，在楔横轧模具与芯棒的共同作用??下进行轧制成形。成形过程中轧件内孔在芯棒的支撑作用下尺寸可以得到有??效控制，进而轧制出符合内孔尺寸要求的空心轧件。??｜＾＾＾模具??（ａ）无芯棒乳制成形?（ｂ）带芯棒乳制成形??图２－３空心轴楔横轧成形??－３?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]楔尖圆角对楔横轧4Cr9Si2气门成形影响分析[J]. 黄江华,刘晋平,王宝雨,胡正寰. 机械工程学报. 2014(24)
[2]工艺参数对楔横轧4Cr9Si2表面螺旋痕的影响[J]. 黄江华,刘晋平,王宝雨,胡正寰. 东北大学学报(自然科学版). 2014(12)
[3]展宽角对楔横轧4Cr9Si2气门成形质量的影响[J]. 黄江华,刘晋平,王宝雨. 北京科技大学学报. 2013(09)
[4]Effect of cross wedge rolling on the microstructure of GH4169 alloy[J]. Ning Zhang 1) , Bao-yu Wang 1) , and Jian-guo Lin 2) 1) School of Mechanical Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) Department of Mechanical Engineering, Imperial College, London SW7 2AZ, UK. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2012(09)
[5]工艺参数对楔横轧厚壁空心轴不圆度的影响[J]. 江洋,王宝雨,胡正寰,杨翠萍. 塑性工程学报. 2012(01)
[6]楔横轧轧制空心轴类件损伤程度的研究[J]. 汪建敏,朱先忠,崔会杰,王健. 热加工工艺. 2011(15)
[7]楔横轧件螺旋痕产生原因研究[J]. 张康生,杜惠萍,杨翠苹,刘文科,胡正寰. 机械工程学报. 2011(08)
[8]Incoloy 800H高温变形流动应力预测模型[J]. 孙朝阳,刘金榕,李瑞,张清东. 金属学报. 2011(02)
[9]楔横轧轧制空心轴类件应变分析及其控制[J]. 汪建敏,龚贵春,石磊,朱先忠. 热加工工艺. 2010(03)
[10]Monte Carlo再结晶形核模拟新模型[J]. 张继祥,王华,刘迎春,文辉. 山东冶金. 2009(06)
博士论文
[1]21-4N空心气门楔横轧成形与微观组织演变规律研究[D]. 纪宏超.北京科技大学 2017
[2]高强钢热成形过程微观组织及多物理场耦合模拟[D]. 朱彬.华中科技大学 2012
[3]6061铝合金楔横轧变形研究[D]. 赵培峰.机械科学研究总院 2006
硕士论文
[1]基于微观组织演变的钛合金本构关系模型及应用[D]. 陈胜晖.西北工业大学 2004
本文编号：3559221
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１空心轴径向锻造成形??
?正挤压?机加工??图２－２空心轴挤压成形??２．１．３空心轴楔横轧成形工艺??楔横轧的工作原理为两个带有楔形模具的乳辊以相同的方向旋转，带动??轧件反方向旋转，轧件在楔形孔型作用下，经径向压缩、轴向延伸轧制成阶??梯轴，如图２－３所示。其特点为：（１）生产效率高；（２）工作载荷小；（３）材??料利用率高；（４）噪声小。??楔横轧成形空心轴类零件的轧制方式主要分为两类：无芯棒乳制和带芯??棒轧制。传统空心轴类零件楔横轧成形常采用无芯棒轧制方式，该种方式是??将空心坯料在加热后直接送入两个同向旋转的模具之间，坯料在模具斜楔的??作用下发生径向压缩与轴向延伸变形。无芯棒轧制的特点是轧件外表面在模??具的作用下可实现精确成形，但是轧件内孔在乳制过程中处于自由状态，轧??件轧后内孔尺寸不受控制。??对于内孔有尺寸要求的空心乳件，通常采用带芯棒轧制的方式。带芯棒??的轧制方式是空心坯料在加热后插入芯棒
楔横轧的工作原理为两个带有楔形模具的乳辊以相同的方向旋转，带动??轧件反方向旋转，轧件在楔形孔型作用下，经径向压缩、轴向延伸轧制成阶??梯轴，如图２－３所示。其特点为：（１）生产效率高；（２）工作载荷小；（３）材??料利用率高；（４）噪声小。??楔横轧成形空心轴类零件的轧制方式主要分为两类：无芯棒乳制和带芯??棒轧制。传统空心轴类零件楔横轧成形常采用无芯棒轧制方式，该种方式是??将空心坯料在加热后直接送入两个同向旋转的模具之间，坯料在模具斜楔的??作用下发生径向压缩与轴向延伸变形。无芯棒轧制的特点是轧件外表面在模??具的作用下可实现精确成形，但是轧件内孔在乳制过程中处于自由状态，轧??件轧后内孔尺寸不受控制。??对于内孔有尺寸要求的空心乳件，通常采用带芯棒轧制的方式。带芯棒??的轧制方式是空心坯料在加热后插入芯棒，在楔横轧模具与芯棒的共同作用??下进行轧制成形。成形过程中轧件内孔在芯棒的支撑作用下尺寸可以得到有??效控制，进而轧制出符合内孔尺寸要求的空心轧件。??｜＾＾＾模具??（ａ）无芯棒乳制成形?（ｂ）带芯棒乳制成形??图２－３空心轴楔横轧成形??－３?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]楔尖圆角对楔横轧4Cr9Si2气门成形影响分析[J]. 黄江华,刘晋平,王宝雨,胡正寰. 机械工程学报. 2014(24)
[2]工艺参数对楔横轧4Cr9Si2表面螺旋痕的影响[J]. 黄江华,刘晋平,王宝雨,胡正寰. 东北大学学报(自然科学版). 2014(12)
[3]展宽角对楔横轧4Cr9Si2气门成形质量的影响[J]. 黄江华,刘晋平,王宝雨. 北京科技大学学报. 2013(09)
[4]Effect of cross wedge rolling on the microstructure of GH4169 alloy[J]. Ning Zhang 1) , Bao-yu Wang 1) , and Jian-guo Lin 2) 1) School of Mechanical Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) Department of Mechanical Engineering, Imperial College, London SW7 2AZ, UK. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2012(09)
[5]工艺参数对楔横轧厚壁空心轴不圆度的影响[J]. 江洋,王宝雨,胡正寰,杨翠萍. 塑性工程学报. 2012(01)
[6]楔横轧轧制空心轴类件损伤程度的研究[J]. 汪建敏,朱先忠,崔会杰,王健. 热加工工艺. 2011(15)
[7]楔横轧件螺旋痕产生原因研究[J]. 张康生,杜惠萍,杨翠苹,刘文科,胡正寰. 机械工程学报. 2011(08)
[8]Incoloy 800H高温变形流动应力预测模型[J]. 孙朝阳,刘金榕,李瑞,张清东. 金属学报. 2011(02)
[9]楔横轧轧制空心轴类件应变分析及其控制[J]. 汪建敏,龚贵春,石磊,朱先忠. 热加工工艺. 2010(03)
[10]Monte Carlo再结晶形核模拟新模型[J]. 张继祥,王华,刘迎春,文辉. 山东冶金. 2009(06)
博士论文
[1]21-4N空心气门楔横轧成形与微观组织演变规律研究[D]. 纪宏超.北京科技大学 2017
[2]高强钢热成形过程微观组织及多物理场耦合模拟[D]. 朱彬.华中科技大学 2012
[3]6061铝合金楔横轧变形研究[D]. 赵培峰.机械科学研究总院 2006
硕士论文
[1]基于微观组织演变的钛合金本构关系模型及应用[D]. 陈胜晖.西北工业大学 2004
本文编号：3559221
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3559221.html
