模具预热温度及冲头工作速度对辊式成形筒体质量的影响
发布时间：2021-10-29 06:38
利用Pro-Engineer 3D构建辊式成形模型,采用Deform-3D软件对辊式成形40Cr坯料在不同模具预热温度和不同冲头工作速度下的变形行为进行有限元数值模拟。设置模具预热温度为20、200、400和600℃,冲头工作速度为10、20、30、40和50 mm·s-1。结果表明,随着模具预热温度的升高,冲头与辊轮的载荷逐渐减小,最后趋于稳定,坯料口部"凸台"高度逐渐减小,且预热温度每升高200℃,"凸台"高度下降0.6 mm左右;随着冲头工作速度的增大,冲头与辊轮的载荷逐渐减小,最后趋于稳定,坯料口部"凸台"高度先减小后增大,冲头工作速度为40 mm·s-1时高度最低。实际生产情况表明,当模具预热温度为20℃时,冲头工作速度为40 mm·s-1时,成形质量最好。
【文章来源】：塑性工程学报. 2020,27(09)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【图文】：
筒体件尺寸示意图
(1)模型装配。根据工件尺寸，利用ProEngneer 3 D软件绘制辊轮、原始坯料和冲头，并进行装配，在装配过程中，设置第1道次的3个辊轮同一水平两两相切，第2道次的3个辊轮相对第1道次辊轮同轴旋转60°，并向下平移340 mm，且两两相切，坯料下端面同时与3个第1道次辊轮凹型槽相切。将装配好的辊式成形模型转换为STL格式后导入Deform-3D有限元模拟软件中。(2)材料选择。辊轮和冲头均设置为刚性体，材料为H-13模具钢。坯料设置为塑性体，材料为40Cr，其化学成分如表1所示，力学性能参数如表2所示，其流动应力σ符合下式:
由表3可以看出，随着模具预热温度的升高，口部“凸台”的高度逐渐降低，这是因为坯料的温度下降速度减小，飞边处金属更易从两侧流动至筒壁;随着冲头工作速度的增大，口部“凸台”的高度也逐渐降低，且在40 mm·s-1时达到最小值，当冲头工作速度为50 mm·s-1时，飞边处的金属轴向流动的速度开始大于向两测流动的速度，口部“凸台”高度的再次升高。这也是由坯料温度的下降速度降低导致的。2.2 辊式成形模具受力分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]辊轮飞边槽开口角度对辊式成形筒体质量的影响[J]. 胡缤,张宝红,魏椿雨,张治民. 塑性工程学报. 2020(03)
[2]径向锻造GH1016合金圆棒晶粒不均匀的改善方法[J]. 肖强,朱宁芳,李俊洪,刘序江,罗许. 塑性工程学报. 2019(04)
[3]大口径厚壁管道热挤压成形过程微观组织模拟及实验研究[J]. 李攀,罗建国,卜祥丽,金雪芹,占克勤,杨绍兰. 塑性工程学报. 2019(03)
[4]辊轮数量对辊挤成形筒体件质量的影响[J]. 孙豪,张宝红,李旭斌,张治民,段志勇. 锻压技术. 2019(05)
[5]空心弹空气阻力特性计算与数值仿真[J]. 张浩,闻泉,王雨时,张志彪. 兵器装备工程学报. 2016(07)
[6]弹体毛坯热收口成形工艺研究[J]. 姜春茂,刘海燕,付伟,王竞宇,方哓玲,邱志斌,董志修. 精密成形工程. 2016(01)
[7]变壁厚筒形构件辊挤成形过程数值模拟[J]. 赵熹,张治民,张宝红. 兵器材料科学与工程. 2014(01)
[8]弹体热冲拔成形工艺数据库研究与开发[J]. 张志明,黄少东,庞丹,孙锋,赵志翔,赵祖德. 精密成形工程. 2013(06)
硕士论文
[1]热轧L型钢的孔型设计及模拟研究[D]. 郝守义.燕山大学 2015
本文编号：3464157
【文章来源】：塑性工程学报. 2020,27(09)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【图文】：
筒体件尺寸示意图
(1)模型装配。根据工件尺寸，利用ProEngneer 3 D软件绘制辊轮、原始坯料和冲头，并进行装配，在装配过程中，设置第1道次的3个辊轮同一水平两两相切，第2道次的3个辊轮相对第1道次辊轮同轴旋转60°，并向下平移340 mm，且两两相切，坯料下端面同时与3个第1道次辊轮凹型槽相切。将装配好的辊式成形模型转换为STL格式后导入Deform-3D有限元模拟软件中。(2)材料选择。辊轮和冲头均设置为刚性体，材料为H-13模具钢。坯料设置为塑性体，材料为40Cr，其化学成分如表1所示，力学性能参数如表2所示，其流动应力σ符合下式:
由表3可以看出，随着模具预热温度的升高，口部“凸台”的高度逐渐降低，这是因为坯料的温度下降速度减小，飞边处金属更易从两侧流动至筒壁;随着冲头工作速度的增大，口部“凸台”的高度也逐渐降低，且在40 mm·s-1时达到最小值，当冲头工作速度为50 mm·s-1时，飞边处的金属轴向流动的速度开始大于向两测流动的速度，口部“凸台”高度的再次升高。这也是由坯料温度的下降速度降低导致的。2.2 辊式成形模具受力分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]辊轮飞边槽开口角度对辊式成形筒体质量的影响[J]. 胡缤,张宝红,魏椿雨,张治民. 塑性工程学报. 2020(03)
[2]径向锻造GH1016合金圆棒晶粒不均匀的改善方法[J]. 肖强,朱宁芳,李俊洪,刘序江,罗许. 塑性工程学报. 2019(04)
[3]大口径厚壁管道热挤压成形过程微观组织模拟及实验研究[J]. 李攀,罗建国,卜祥丽,金雪芹,占克勤,杨绍兰. 塑性工程学报. 2019(03)
[4]辊轮数量对辊挤成形筒体件质量的影响[J]. 孙豪,张宝红,李旭斌,张治民,段志勇. 锻压技术. 2019(05)
[5]空心弹空气阻力特性计算与数值仿真[J]. 张浩,闻泉,王雨时,张志彪. 兵器装备工程学报. 2016(07)
[6]弹体毛坯热收口成形工艺研究[J]. 姜春茂,刘海燕,付伟,王竞宇,方哓玲,邱志斌,董志修. 精密成形工程. 2016(01)
[7]变壁厚筒形构件辊挤成形过程数值模拟[J]. 赵熹,张治民,张宝红. 兵器材料科学与工程. 2014(01)
[8]弹体热冲拔成形工艺数据库研究与开发[J]. 张志明,黄少东,庞丹,孙锋,赵志翔,赵祖德. 精密成形工程. 2013(06)
硕士论文
[1]热轧L型钢的孔型设计及模拟研究[D]. 郝守义.燕山大学 2015
本文编号：3464157
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3464157.html
