非对称件温楔横轧技术研究

摘要

楔横轧是机械加工中的一种新工艺，常用在轴类零件生产中，它的特点是材料利用率高，生产效率高，生产成本少，零件寿命高，成型质量好等优点，从问世以来受到人们的广泛关注，目前楔横轧已经广泛应用于机械加工领域。目前楔横轧工艺主要应用在轴类零件或小零件批量生产中，而对于断面收缩率大的非对称件楔横轧成型技术的工艺、成型规律、内部缺陷研究相对较少。
　　本文以现阶段楔横轧研究为依据对非对称件楔横轧模具进行设计，利用CATIA软件绘制三维模型，通过DEFORM-3D有限元分析软件模拟了尾部带沟槽，大断面收缩率的非对称件楔横轧成型过程。分析轧制过程中轴向横截面等效应力、轴向应力及等效应变，中心横截面的切向应力的变化规律；分析轧制过程中模具在三个方向轧制力变化规律；在其他条件不变的前提下，改变轧制温度及轧辊转速，分析轧制过程中变形载荷和轧制区中心温度变化；分析了某一时刻轧件整体速度场及轧制过程中心横截面速度场；利用点追踪功能分析中心横截面上三个点的各方向位移变化规律和轧制过程中切向应力、平均应力的变化情况，确定产生裂纹的区域。
　　对所设计的模具进行加工、装配、调节，按照本文的成型方案进行轧制实验，获得成型效果良好的轧件，对轧件弧形前端内部裂纹检测，观察内部缺陷，验证裂纹产生区域。发现在680℃温度下轧件内部存在1mm的裂纹，提出降低轧件温度和减小轧制转速的方法消除裂纹。

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第1章 绪论

1.1楔横轧的发展历史

1.2楔横轧原理与分类

1.3楔横轧的研究现状

1.4课题研究的意义

1.5课题研究的内容

第2章 楔横轧模具设计

2.1楔横轧模具设计基本要求

2.2非对称件特征分析

2.3轧制方式

2.4轧制温度

2.5模具设计

2.6本章小结

第3章 楔横轧成型过程数值模拟

3.1刚塑性有限元法

3.2 DEFORM-3D简介

3.3非对称成型件数值模拟

3.4本章小结

第4章 非对称件楔横轧实验

4.1实验设备

4.2实验方案

4.3实验现象及解决方案

4.4大弧形前端内部裂纹检测

4.5本章小节

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致谢