大型圆柱锻件深冲孔最大孔径比的数值模拟研究.pdfVIP

第52卷第2期 锻压装备与制造技术 2017年4月 No．2 CHINAMETALFORMlNGEQUIPMENT＆MANUFACTURINGTECHNOLOGY V01．52 Apr．2017 大型圆柱锻件深冲孔最大孔径比的数值模拟研究 高锦张，，王舒涛1，王兴中2马武江2 程进行了数值模拟。通过对不同直径坯料冲制多种规格内孔，研究了不同孔径比对坯料形变的影响。模拟分析表明，选择合理孔 径比上限，可获得形状规则的目标锻件，研究结果可以为大型圆柱锻件深冲孔工艺的制定提供理论依据。 关键词：锻造；大型圆柱锻件；深冲孔；最大孔径比；数值模拟 中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1672—0121(2017)02—0078—04 DOI：10．16316／i．issn．1672—0121．2017．02．023 大型空心锻件作为核电及火电领域重大技术装 冲孔成形。深冲孔成形可大大提高材料的利用率而 备的关键零部件，一般可由圆柱锻件冲孔后获得，主 且减少加工工艺流程，缩短加工周期。并可使金属纤 要应用于发电机组主蒸汽管道进出口接管等主要部 维流线方向沿轴向分布，与蒸汽流动方向相顺应，提 件。这类部件体积较大，成形困难，生产成本高，长期 升大型斜三通锻件的综合机械性能。 工作于高温、高压、高放射性的恶劣环境中，且承受 大型斜三通锻件的外形 着高流速介质所带来的交变载荷冲击，易产生疲劳 如图1所示，其尺寸各异，主 损伤，影响发电机组整体安全系数。因此，恶劣的工 管道的长度一般达到2m以 作环境对大型空心锻件的综合机械性能提出了极高 上，内孔径也大小各异。在锻 的要求[1-2]。一般生产中可将普通的冲孔工艺与芯轴 造成形出斜三通的外廓尺寸 拔长或扩孔相结合的方法获得较深的内孔或较大内 后，就需要对其进行内孑L成 径的孔阳。 形，而斜三通作为异型件，由 大型斜三通锻件作为发电机组主蒸汽管道的关 于外形限制只能通过深冲孔 键零部件，承受着恶劣的工作环境。随着发电机组容 工艺进行内孔成形。为了简 图1主蒸汽管道用斜三通 量的不断提升，斜三通工作环境温度以及蒸汽压力 化模型，本文以斜三通锻件 不断提升，如今的超超临界发电机组的主蒸汽温度 的内切圆柱形锻件为研究对象，就大型圆柱锻件的 达到了600％以上，压力达到了32MPa以上。传统的 深冲孔工艺展开数值模拟研究，旨在为实际生产提 铸造以及焊接工艺生产的斜三通性能已经难以满足 供必要的理论指导。 要求。虽然国内也有了锻造加工大型斜三通锻件的 深冲孔时，若孔径与锻件外径的比值越大，锻件 工艺，但其内孔成形主要为钻削加工，材料利用率 中金属参与变形的区域越大，导致了锻件的变形越 低；而且主管道及支管道均为深长孑L，需要钻孔后再 大。较小的外形尺寸变化有利于减少后续整形工序 镗孔至目标孔径，需要经过多道工序，生产周期长，