空心件楔横轧收口成形技术研究

摘要

随着楔横轧技术的迅速发展，人们开始对空心件的楔横轧成形工艺进行研究。在楔横轧轧制过程中，空心件的旋转条件远比实心件的差，且空心件横截面容易出现椭圆化，影响成形效果，甚至出现压扁失稳现象，严重影响轧件的成形质量。
　　本课题采用楔横轧技术对空心件进行收口成形，通过UG三维软件设计不同方案下的模具，并通过Deform有限元软件对毛坯成形过程进行模拟。对比模拟结果，并分析成形机理，选出较佳的成形方案进行改进，最终得到最佳的成形方案。对最佳成形方案进行实验，获得成形工件。
　　观察模拟结果，分析其成形机理、等效应力、等效应变以及温度分布等，得到如下结论:变角度逐渐变形轧制方案与等角度间歇变形轧制方案相比较，后者的成形效果要好，可以对等角度间歇变形轧制方案进行改进;成形角的设计对轧件成形影响较大，在轧制过程中，工件转过6.5圈，前5圈为变形，成形角值从0°连续线性增加到3.6°，第6圈为成形过程，成形角为3.6°，并保持不变，第6.5圈为卸载阶段，此时成形效果最好。并且其成形机理和等效应力、等效应变分布均匀，有规律;给导板施加一定的速度，使其运动，有利于工件成形外表面。
　　通过轧制实验研究，得到如下规律:轧辊最大压下量与轴向伸长量、工件外径变化量及工件内径变化量之间呈非线性关系。当压下量在一定范围内时，随着轧辊压下量的增大，工件的轴向伸长量随之增加，内外径的收缩程度随之线性增大，且内径收缩效果越来越明显;当轧辊压下量达到一定值时，轴向伸长量值最大，而内外径的收口效果逐渐减弱，继续增大压下量，工件不能成形。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 楔横轧概述

1．1．1 零件轧制的特点

1．1．2 楔横轧原理

1．1．3 轧辊与轧件的相对运动

1．1．4 旋转条件

1．2 楔横轧发展现状

1．2．1 国外发展状况

1．2．2 国内发展状况

1．2．3 空心件楔横轧技术的研究现状

1．3 课题研究的意义

1．4 研究的主要内容及目的

1．5 本章小节

第2章 空心件楔横轧收口成形方案设计

2．1 空心件成形特点分析

2．1．1 工件的尺寸

2．1．2 坯料尺寸的确定

2．2 成形方案的制定

2．2．1 工艺参数的选择

2．2．2 模具基本参数确定

2．3 轧制方案确定

2．4 成形角的设计

2．5 本章小结

第3章 空心件楔横轧收口数值模拟

3．1 有限元介绍

3．1．1 有限元法的基本思想

3．1．2 有限单元法在塑性成形领域中的应用

3．2 模拟软件的选择

3．2．1 Deform 3D软件简介

3．2．2 单元划分

3．3 有限元模型

3．4 有限元模拟结果及分析

3．4．1 方案(一)的模拟结果及分析

3．4．2 方案(二)的模拟结果及分析

3．5 方案改进

3．5．1 导板改进

3．5．2 导板改进后的模拟结果及分析

3．5．3 成形角优化后的模拟结果

3．6 对方案④模拟结果进一步分析

3．6．1 用位移法观察金属的流动情况

3．6．2 应力状态分析

3．6．3 应变状态分析

3．6．4 变形过程中的温度变化

3．7 本章小结

第4章 空心件楔横轧收口实验

4．1 实验设备及实验材料

4．1．1 实验设备简介

4．1．2 实验材料

4．2 试验步骤

4．3 实验过程中存在的问题

4．4 实验改进

4．4．1 实验数据记录与比较

4．4．2 轧辊最大压下量与工件间变化规律

4．5 工件金相组织的分析

4．5．1 试样制备

4．5．2 金相组织观察

4．6 实验中存在的主要问题

4．7 本章小结

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