盘型件双面辗压成形工艺研究
发布时间：2020-04-05 00:24
【摘要】：为了满足国家对大尺寸涡轮盘和高性能涡轮盘的需求,本文对“盘型件数控等温双面辗压成形”技术进行了研究,这是一种新型的无模、柔性局部成形技术。作为盘型件双面辗压成形工艺的基础研究,本文采用理论分析、数值模拟和实验研究互相结合的方法对盘型件双面辗压成形的基本特征及变形规律进行了研究。获得了如下研究结果:为了方便后面的研究,首先定义了描述盘件辗压成形效果的主要几何参数以及影响成形效果的工件参数、工具参数和工艺参数。为了设计制造实验设备,使用某些简化假设建立了盘型件双面辗压成形力学模型,给出了辗压过程中辗压头所受到包括力和力矩在内的成形载荷理论表达式。并据此得到了辗压成形载荷随辗压头锥顶角、前端面半径和辗压压下量的变化曲线。应用DEFORM3D锻压工艺商业模拟软件对多种工况的盘型件双面辗压过程进行了数值模拟,获得了辗压头锥顶角、前端面半径、母线长度、辗压头转速、压下量和辗压位置对成形载荷、应变场、应变速率场、速度场和沟槽形态的影响规律。基于不同的研究目的,进行了单槽形态、槽间影响、宽槽辗压,平盘辗压的实验研究。在不同压下量、不同转速、不同辗压位置条件下,实测了辗压后的槽深、压痕深度、甩高、材料堆积、盘径增长等大量数据。总结出槽深、甩高、压痕深度、盘径增量随不同辗压遍次、不同辗压位置、不同转速的变化规律,并通过数值拟合得到了根据辗压头转速、沟槽径向位置、希望槽深计算所需要的厚向丝杠进给量的表达式,解决了机架变形的误差问题。测量了宽槽多遍次辗压时径向堆积高度、影响区域及其随辗压位置的变化。槽间影响与宽槽辗压实验结果都表明,由内向外辗压是一种有利于减少缺陷和提高沟槽和盘面质量径向进给方式。上述公式和数据用于平盘辗压实验的工艺设计,成形后盘件表面误差较小,初步验证了所得公式、方法与数据的正确性。通过多种方法研究了辗压成形缺陷(打滑、滑轮型缺陷、盘件翘曲、过量材料堆积等)的成因与防止措施。本文特别对打滑问题进行了重点研究。在理论方面,建立了不打滑条件的理论表达式,给出了辗压头尺寸、压下量或压痕深度、甩高与不打滑所需摩擦系数的定量关系;在数值模拟方面,通过比较接触面上工件与工具环向速度差理解打滑机理,分析影响因素;在实验方面,首先建立了打滑缺陷的评价方法;观测了辗压遍次、辗压头转速对打滑的影响。最后建议了防止打滑的工艺措施。对单槽辗压工艺,进行了数值模拟结果与实验结果的定量对比,二者吻合较好;本文还在多处进行了数值模拟结果与实验结果的定性对比,用以说明根据数值模拟结果得到的结论是可信的,可以用于指导实际辗压成形工艺分析。最后,本文研究了一般非对称盘型件渐进辗压成形的工艺设计问题,建立了根据压下量和辗压遍次计算中间过渡毛坯尺寸的方法。为验证研究结果,以某个一级航空涡轮盘为目标进行了缩比例辗压实验,成形后的盘件尺寸误差较小,说明所建立的渐进辗压成形工艺及其设计方法是可行的。
【图文】：
而且对于塑性加工行业发展和相关学科进步都具有重要的理论和学术意义。逡逑１．２盘型件数控等温双面辗压成形技术特征及优势逡逑图１－１为盘型件数控等温双面辗压成形的示意图，盘坯中心被主轴固定，对称布置在逡逑盘件两侧的两对辗压头在电机控制下按规定转速各自绕固定轴旋转，驱动盘坯绕主轴转逡逑动，当两对辗压头沿厚度方向对盘件进给，达到预定的压下量后，，辗压头转动开始辗压成逡逑形，盘件在两对辗压头的作用下产生厚度减薄、直径X棿蟮募湫湫巍３尚问窃诘任绿跫义希卞义
本文编号：2614266
【图文】：
而且对于塑性加工行业发展和相关学科进步都具有重要的理论和学术意义。逡逑１．２盘型件数控等温双面辗压成形技术特征及优势逡逑图１－１为盘型件数控等温双面辗压成形的示意图，盘坯中心被主轴固定，对称布置在逡逑盘件两侧的两对辗压头在电机控制下按规定转速各自绕固定轴旋转，驱动盘坯绕主轴转逡逑动，当两对辗压头沿厚度方向对盘件进给，达到预定的压下量后，，辗压头转动开始辗压成逡逑形，盘件在两对辗压头的作用下产生厚度减薄、直径X棿蟮募湫湫巍３尚问窃诘任绿跫义希卞义
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