T形环件约束轧制成形工艺研究

发布时间：2020-12-26 18:14

　　T形截面环件是一种典型的内表面带有特殊截面轮廓的异形截面环件,广泛应用在机械、车辆、船舶等工业领域。目前,T形环件的轧制成形工艺主要包括两种,径向轧制工艺以及径轴向轧制工艺。由于T形环件在轧制过程中金属流动复杂,无论采用径向轧制工艺或是径轴向轧制工艺,都难以实现由矩形截面直接轧制成形T形截面环件,而且在轧制过程中容易出现充填不满、凹坑、拉缩等缺陷。为此,本文提出T形环件约束轧制工艺,该工艺通过约束辊限制环件外径的扩大,通过芯辊的进给作用使环件内径不断增大,在约束辊与芯辊的共同作用下,环件内径增大,轴向高度增加,截面轮廓不断成形。该工艺可实现由矩形截面毛坯直接轧制成形T形截面环件,具有截面充填能力好,外表面平直光滑,不易产生拉缩缺陷等显著优点。因此本文通过有限元模拟与理论计算相结合的方法对T形环件约束轧制成形工艺进行分析。首先本文分别建立了T形环件约束轧制和传统径向轧制有限元模型,模拟了两种工艺下T形环的成形过程,分析比较了两种工艺下凸台充填能力和成形质量,结果表明约束轧制工艺在成形T形环件时,环件充填能力强、外表面成形质量较好。分析了环件在两种轧制工艺下三向应力、等效应变与轴向位移的分... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

径向轧制工艺原理图

武汉理工大学硕士学位论文2[1]。环件轧制按照成形截面形状的不同分为矩形截面环件轧制以及异形截面环件轧制。其中，矩形截面环件的轧制经过多年的发展，已较为成熟。随着工业的发展，对异形截面环件的需求日益增加，而对于异形截面环件轧制的研究尚不完善，难以满足生产发展的需要，因此有较大的发展空间。迄今为止，主要的环件轧制工艺包括径向轧制以及径轴向轧制。径向轧制工艺原理如图1-1所示，在径向轧制工艺过程中，环件主要产生壁厚减薄，直径扩大的变形行为。径轴向轧制工艺原理如图1-2所示，在径轴向轧制过程中，环件同时产生壁厚减雹直径扩大以及轴向高度减小的变形行为，与径向轧制工艺相比，径轴向轧制工艺更为复杂。图1-1径向轧制工艺原理图图1-2径轴向轧制工艺原理图（1）径向轧制工艺研究现状由于径向轧制工艺过程中，环件的变形方式简单，诸多学者从实验、理论、有限元三个方面对该工艺展开了研究。实验方面：许思广用实验的方法研究了环件轧制的应变分布规律，并发现了压下量、轧辊尺寸以及环件尺寸对环件应变分布的影响规律[2]。华林等人在D51-160A轧环件上首次进行了轧环实验[3]。理论方面：Parvizi等采用上限法确定了中性点的位置和环件轧制的力能参数，并通过实验以及有限元模拟的方法验证了理论模型的正确性[4]。华林等人利用上限元法计算了环件闭式轧制的轧制力以及轧制力矩，并基于滑移线的方法

典型异形环件

【参考文献】：
期刊论文
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[2]锥台复合截面环件精密轧制毛坯的优化设计方法[J]. 何松,华林,兰箭,钱东升.  锻压技术. 2017(08)
[3]成形条件对大型环件径轴向轧制成形影响研究[J]. 谷瑞杰,张淑莲,杨大祥,荆云海,李正利,吴量.  锻压技术. 2016(05)
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[5]外台阶环闭式径向轧制轴向体积流动控制策略[J]. 徐戊矫,王巧丽,王玉松,姜中原.  热加工工艺. 2015(17)
[6]大型L形环件径轴向轧制成形仿真分析[J]. 丰凯.  现代制造技术与装备. 2014(04)
[7]环件轧制过程鼓形毛坯变化规律及塌边缺陷分析[J]. 贺佳阳,王雷刚,黄瑶,孔德智.  锻压技术. 2014(03)
[8]环件径轴向轧制中轴向爬升机制与抑制方法研究[J]. 彭亚亚,宋亚东,曾旭东,钱东升.  中国机械工程. 2013(12)
[9]复杂异形环件毛坯优化设计方法研究[J]. 龚小涛,杨帆,郭红星.  锻压技术. 2012(02)
[10]环件辗扩过程仿真中的自适应单元重划分[J]. 张学宾,吴明华,李志刚.  锻压技术. 2012(02)

博士论文
[1]异形环件热轧制过程数值建模方法与实验研究[D]. 孟文.山东大学 2015
[2]环件冷辗扩变形规律和工艺模拟研究[D]. 左治江.武汉理工大学 2006

硕士论文
[1]径轴向轧制大型异形截面环件的有限元数值模拟研究[D]. 周平镇.大连理工大学 2014
[2]内台阶锥形环件轧制工艺与设备研究[D]. 韩星会.武汉理工大学 2006



本文编号：2940215