芯辊进给速度对环件热辗扩工艺的影响规律研究.pdfVIP

文 章编号 ：1672—0121(2015)05—0072—04 芯辊进给速度对环件热辗扩工艺 的 影 响规律研 究 蔡 中祥 ，付建 华 ，李永 堂 ，巨 丽 (太 原科技大学 金属材料成形理论与技术 山西省重点实验室，山西 太原 030024) 摘要 ：基于 DEFORM 软件建立 了三维有 限元模 型 ，对铸坯 Q235B法兰件 热辗扩成形过程进 行数值模 拟 ，揭示 了不 同匀速和变速 的芯辊进给速度对环件热辗扩过程 中等效应变场 、温度场 、辗扩力 以及金属流动 特性的影响规律 ，并从金属塑性成形原理和 塑性加工力学等角度对这些规律进行 了分析 ，为铸坯环件热辗扩 在实际应用 中芯辊进给速度 的选择提供 了理论依据 ，对揭示热辗扩成形机理也具有十分重要 的意义 。 关键词 ：热辗扩 ；进给速度 ；影响；铸坯 ；Q235B法兰件 ；数值模拟 中图分 类号 ：TG333．19 文献标 识码 ：A DOI：10．163I6／j．issn．1672—0121．2015．05．020 0 引言 成影 响 。因此 ，有必要对 芯辊进给速度进 行研究 。李 随着大型环件 、法兰在工业 、航天 、核 电等高科 华对芯辊进给速度对环件冷辗扩工艺 的影 响规律进 技领域 的广泛应用 ，环件 的需求量 日益增多，对环件 行研究 ，只是初步 了解 了芯辊进给速度为匀速时，对 性能及其生产工艺 的要求也越来越严格 。节 约能源 、 冷辗扩工艺 的影 响 ，还有张锋等人 只是 略提 了一下 降低成本 、提高质量和生产率 已成为环件生产乃至 芯辊为变速 时 ，来 改善工艺参数 ，提高辗扩质量 ，并 装备制造业发展 的必然趋 势 。 没有与芯辊为匀速 的情况进 行详细对 比分析研 究 。 锻造环件 常用 的生产工序 为 ：冶炼坯料一下 因此 ，本文将基于 DEFORM 软件建立三维有 限元模 料一加热一镦粗一拔长一冲孔一 (加热 )热辗扩成 型 ，对铸坯 Q235~法兰件 热辗扩成形过程进 行数值 形一后处理 。该生产工序流程冗长 ，生产设备投资 模拟 ，详细分析研究不 同匀速 芯辊进给速度 以及变 大 ，生产效率低 ；能源消耗大 ，环境污染大 。 速芯辊进 给速度 对环 件热辗扩 工艺 的影 响 。 铸锻复合成形技术和连铸连轧技术 的不断研究 与应用 ，一种短流程环件生产212艺得 以提 出，即金属 1 辗扩成 形原 理 环件铸辗 复合成形212艺 。其工艺流程为 ：冶炼铸造一 如 图 1所示 为辗 扩成 形原 理 图。驱 动辊 1作 主 铸态环件一 (加热 )热辗扩成形一后处理 。新 的生产 动旋转运动 ，使环件 2发生从动旋转 ；芯辊 4作径 向 工艺缩短 了工艺流程 ，降低 了成本 ，提高生产率和经 直线进给运动给环件施加压力 ，同时随工件作旋转 济效益 ；减少 了坯料加热次数 ，降低 能耗 ，有利于节 运动 ；轴 向端面辊作主动旋转和 向后跟 随环件扩大 能减排和清洁生产 。 运动 ，导 向辊 以一定 的力抱住环件跟随其长大运动 。 在 热辗扩过程 中，工艺主参数一芯辊进给速度 在这种情况下 ，环件经过驱动辊和芯辊连续旋转辗 对辗扩质量影 响很大 ，直接 决定 了环件 的直径增长 速度和导 向辊 中心的旋转速度 ，对成形质量也会造 项 目：国家 自然科学基金重点项 目；国家 自然科学基 金项 目 ；国家 自然 科学基金 青年项 目 ；高等学校博士学科点专项科研基金项 目 (20111415130001)；山西省 回国留学人 员科研 项 目 (2011-084) 日期：2015—03—20